本實(shí)用新型屬于無(wú)壓釋放線圈監(jiān)控輔助裝置、具體涉及一種智能型無(wú)壓釋放線圈控制器。

背景技術(shù)：

煤礦井下隔爆型高壓真空配電裝置一般均配有無(wú)壓釋放線圈，相當(dāng)于欠壓型脫扣器。其主要用途是在電網(wǎng)電壓失電或電網(wǎng)電壓過(guò)低時(shí)自動(dòng)斷開高壓真空配電裝置，防止再次來(lái)電時(shí)高壓真空配電裝置處于合閘位置而引發(fā)安全事故。但如果井下供電電網(wǎng)在遭受感應(yīng)雷擊、大型負(fù)載類設(shè)備直接啟動(dòng)和開關(guān)門口處發(fā)生短路時(shí)，容易造成電網(wǎng)電壓瞬間波動(dòng)或跌落，無(wú)壓釋放線圈也因此會(huì)發(fā)生誤動(dòng)，這也是煤礦引起大面積跳閘停電或越級(jí)跳閘的主要原因。

針對(duì)上述誤動(dòng)問(wèn)題,目前通常有以下兩種處理方式：

1、拆除無(wú)壓釋放線圈(欠壓型脫扣器)

現(xiàn)有煤礦使用的微機(jī)型綜合保護(hù)器具備低電壓延時(shí)跳閘功能，可以經(jīng)延時(shí)動(dòng)作于高壓真空配電裝置的分勵(lì)線圈。但對(duì)于無(wú)壓釋放線圈則無(wú)法進(jìn)行控制。為了解決上述誤動(dòng)問(wèn)題，一般將無(wú)壓釋放線圈進(jìn)行拆除。但無(wú)壓釋放線圈屬于機(jī)械型閉鎖裝置，只有其處于首先處于帶電狀態(tài)時(shí)才允許高壓真空配電裝置合閘。因此，煤礦安全規(guī)程明確要求不能拆除無(wú)壓釋放線圈，此種方法也已經(jīng)被禁止采用。

2、利用阻容蓄能裝置

其動(dòng)作原理如圖1所示，可為每臺(tái)高壓真空配電裝置配置一個(gè)阻容電路蓄能裝置，阻容蓄能裝置經(jīng)保護(hù)器控制接點(diǎn)并接到無(wú)壓釋放線圈兩端，如上圖所示。高爆開關(guān)上電，保護(hù)器接點(diǎn)閉合，無(wú)壓釋放線圈吸合的同時(shí)，阻容電路蓄能裝置開始充電；當(dāng)電網(wǎng)電壓瞬間波動(dòng)或跌落時(shí)，阻容電路蓄能裝置向無(wú)壓釋放線圈放電，保持無(wú)壓釋放線圈處于吸合狀態(tài)，高壓真空配電裝置不因短時(shí)失壓而跳閘。阻容蓄能裝置可以通過(guò)在智能綜合保護(hù)器上設(shè)置低(欠)電壓保護(hù)動(dòng)作時(shí)間、然后通過(guò)保護(hù)器控制接點(diǎn)切除阻容電路蓄能裝置實(shí)現(xiàn)有延時(shí)的開關(guān)低(欠)電壓保護(hù)。這樣既實(shí)現(xiàn)了高壓真空配電裝置的選擇性失壓保護(hù)功能，又避免了在井下供電電網(wǎng)遭受感應(yīng)雷擊、大型負(fù)載類設(shè)備直接啟動(dòng)和開關(guān)門口處發(fā)生短路時(shí)所造成的高壓真空配電裝置的無(wú)壓釋放線圈發(fā)生誤動(dòng)的問(wèn)題。

該解決方案的主要缺點(diǎn)在于一旦確定了阻容電路蓄能裝置的技術(shù)參數(shù)后，其放電保持時(shí)間是固定的，無(wú)法進(jìn)行調(diào)整。并且在無(wú)壓釋放線圈斷開后，由于沒有通路對(duì)阻容電路蓄能裝置剩余的能量進(jìn)行泄放，會(huì)給安全生產(chǎn)帶來(lái)危險(xiǎn)。

對(duì)于煤礦行業(yè)而言，由于無(wú)壓釋放線圈誤動(dòng)造成的大面積停電現(xiàn)象已到了刻不容緩需要解決的地方。因此，非常有必要開發(fā)一款智能型的無(wú)壓釋放線圈控制模塊。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種智能型無(wú)壓釋放線圈控制器，能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，靈活調(diào)整無(wú)壓釋放線圈的動(dòng)作時(shí)間(0∽10s) 并可將無(wú)壓釋放線圈的動(dòng)作情況采用空接點(diǎn)方式傳送給保護(hù)器，并通過(guò)保護(hù)器能夠?qū)o(wú)壓釋放線圈的動(dòng)作信息上傳給地面遠(yuǎn)程電力監(jiān)控平臺(tái), 以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案：

一種智能型無(wú)壓釋放線圈控制器，包括：

開關(guān)電源模塊，將交流電壓整流為直流24V電壓輸出；

超級(jí)電容串聯(lián)組、放電回路、失壓脫扣線圈，相并接在開關(guān)電源模塊的輸出端；

常閉繼電器K1與失壓脫扣線圈串接，其控制端由微型單片機(jī)控制；

放電回路包括常開繼電器K2，其控制端由微型單片機(jī)控制；

微型單片機(jī)，開關(guān)量輸入端與開關(guān)電源模塊相連，檢測(cè)交流電側(cè)失電信號(hào)，開關(guān)量輸出端分別與常閉繼電器K1、常開繼電器K2相連，根據(jù)設(shè)定時(shí)間控制常閉繼電器K1、常開繼電器K2的動(dòng)作。

還包括告警電路，包括相串接的常開繼電器K3和告警接點(diǎn)，所述微型單片機(jī)開關(guān)量輸出端還與常開繼電器K3相連，以根據(jù)設(shè)定時(shí)間控制常開繼電器K3的動(dòng)作。

還包括反磁電勢(shì)吸收電路，并接于失壓脫扣線圈上，包括相串接的穩(wěn)壓管和串聯(lián)電阻。

所述超級(jí)電容具有數(shù)個(gè)，相互串接。

采用本實(shí)用新型的智能型無(wú)壓釋放線圈控制器，具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1、能夠?qū)o(wú)壓釋放線圈進(jìn)行智能控制，可以在0∽10s時(shí)間內(nèi)靈活調(diào)整無(wú)壓釋放線圈的動(dòng)作時(shí)間(為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，以0.5s為時(shí)間級(jí)差單位進(jìn)行調(diào)整)。

2、可以將無(wú)壓釋放線圈的動(dòng)作情況采用空接點(diǎn)方式傳送給保護(hù)器 (保護(hù)器具有開關(guān)量輸入監(jiān)視回路)，保護(hù)器可以將無(wú)壓釋放線圈的動(dòng)作信息上傳給地面電力監(jiān)控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

圖1是本實(shí)用新型的智能型無(wú)壓釋放線圈控制器的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的智能型無(wú)壓釋放線圈控制器如圖1所示，其核心主要包括開關(guān)電源模塊和微型單片機(jī)，開關(guān)電源模塊主要將三相100V交流電壓整流為DC24V直流電壓輸出，其24V輸出端并接有超級(jí)串聯(lián)電容組和無(wú)壓釋放線圈(無(wú)壓釋放線圈正常由開關(guān)電源模塊供電)，超級(jí)串聯(lián)電容組具有相串接的C1，C2……C10等多個(gè)，正常供電情況下并接于直流 24V電壓輸出端進(jìn)行充電，無(wú)壓釋放線圈采用DC24V型。

無(wú)壓釋放線圈串接有常閉繼電器K1，用于控制無(wú)壓釋放線圈的動(dòng)作，其動(dòng)作延時(shí)根據(jù)單片機(jī)設(shè)定延時(shí)動(dòng)作，其觸點(diǎn)動(dòng)作行為是正常閉合，延時(shí)斷開。

放電回路包括常開繼電器K2和電阻R1，K2用于通過(guò)超級(jí)串聯(lián)電容組的放電，保證交流失電情況無(wú)壓釋放線圈的正常動(dòng)作時(shí)，一旦K1動(dòng)作后，提供超級(jí)串聯(lián)電容組的放電通路，其觸點(diǎn)動(dòng)作行為是正常斷開，瞬時(shí)閉合，其吸合保持時(shí)間和超級(jí)電容的放電時(shí)間相匹配。

告警電路包括相串接的常開繼電器K3和告警接點(diǎn)，所述微型單片機(jī)輸出端還與常開繼電器K3相連，以根據(jù)設(shè)定時(shí)間控制常開繼電器K3的動(dòng)作。K3實(shí)際制作可和K1合二為一，一旦K1動(dòng)作切除無(wú)壓釋放線圈， K3提供空節(jié)點(diǎn)一對(duì)，K3觸點(diǎn)正常斷開，瞬時(shí)閉合，和K1聯(lián)動(dòng)，通過(guò)空接點(diǎn)方式傳送給保護(hù)器，保護(hù)器可以將無(wú)壓釋放線圈的動(dòng)作信息上傳給地面電力監(jiān)控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和告警。

微型單片機(jī)(MCU)，開關(guān)量輸入端與開關(guān)電源模塊相連，檢測(cè)交流電失電信號(hào)，開關(guān)量輸出端分別與常閉繼電器K1、常開繼電器K2相連，以根據(jù)設(shè)定時(shí)間控制常閉繼電器K1、常開繼電器K2的動(dòng)作，分別用于完成無(wú)壓釋放線圈的動(dòng)作、超級(jí)串聯(lián)電容組的放電以及動(dòng)作告警信號(hào)的輸出。

還包括反磁電勢(shì)泄放電路，并接于失壓脫扣線圈上，包括相串接的穩(wěn)壓管和串聯(lián)電阻R2，主要是為了防止感性負(fù)載無(wú)壓釋放線圈瞬時(shí)動(dòng)作時(shí)，提供反磁電勢(shì)泄放通路，保護(hù)K1觸點(diǎn)。

本實(shí)用新型的控制器一實(shí)施例的主要技術(shù)指標(biāo)如下：

1、工作電源

三相AC100V輸入，±15％波動(dòng)范圍；

2、輸出電源

DC24V,2.5A,具備功率保護(hù)和短路保護(hù)

3、絕緣性能

輸入對(duì)輸出：AC2000V(10mA)

輸入對(duì)地：AC2000V(10mA)1分鐘

輸出對(duì)地：AC500V(10mA)1分鐘

其設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：

1、切斷繼電器接點(diǎn)的保護(hù)問(wèn)題

無(wú)壓釋放線圈為感性負(fù)載，直流阻抗約22歐，其切斷瞬間電流很大，大約1.2A左右，所以要充分考慮K1繼電器的接點(diǎn)能夠在此情況下拉弧且不能損壞。

2、超級(jí)電容多余能量的放電問(wèn)題

無(wú)壓釋放線圈經(jīng)K1繼電器切斷后，超級(jí)串聯(lián)電容組多余能量要經(jīng) K2繼電器卸放掉，其考核指標(biāo)為大約5分鐘電容能量下降到0.02mJ(毫焦耳)。同時(shí)，在重新輸入交流100V時(shí)，不再接通超級(jí)串聯(lián)電容組的放電通路。

3、抗干擾問(wèn)題

由于設(shè)計(jì)有微型單片機(jī)，主要用作時(shí)間設(shè)定和控制繼電器動(dòng)作，且該微型單片機(jī)離開關(guān)電源模塊高頻整流回路很近，要充分考慮抗干擾問(wèn)題，防止死機(jī)和誤動(dòng)。

4、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題

控制器設(shè)計(jì)為模塊方式，須配置外殼，具備導(dǎo)軌安裝和螺絲固定安裝兩種方式。

5、成本控制

單機(jī)采購(gòu)價(jià)格控制在100元左右，成本較低，便于推廣。

但是，本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型，而并非用作為對(duì)本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。