本實(shí)用新型屬于礦井下供電安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種礦用高低壓一體化移動(dòng)變壓器開關(guān)綜合保護(hù)裝置。

背景技術(shù)：

隨著技術(shù)不斷發(fā)展，礦用隔爆型移動(dòng)變電站低壓保護(hù)箱逐步替代了原有的低壓配電裝置，即移變低壓側(cè)不再設(shè)置斷路器，低壓故障通過斷開高壓斷路器實(shí)現(xiàn)保護(hù)，由于結(jié)構(gòu)限制，低壓箱無法減小體積，導(dǎo)致現(xiàn)用低壓保護(hù)箱只需配置低壓綜合保護(hù)裝置及相關(guān)部件，內(nèi)部空間比較空曠，浪費(fèi)材料和空間；隨著煤礦井下大容量移動(dòng)變電站的使用，變壓器合閘涌流是導(dǎo)致高壓配電裝置越級(jí)跳閘的原因之一，電力監(jiān)控系統(tǒng)可以通過硬件閉鎖或通訊閉鎖上級(jí)開關(guān)的方式實(shí)現(xiàn)防越級(jí)跳閘功能，但未考慮移變合閘涌流引起越級(jí)跳閘問題。

傳統(tǒng)礦用隔爆型移動(dòng)變電站所用綜合保護(hù)裝置分為高壓綜合保護(hù)裝置和低壓綜合保護(hù)裝置，分別安裝于高壓開關(guān)配電裝置裝置和低壓開關(guān)配電裝置(或低壓保護(hù)箱)內(nèi)部，分別實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器輸入側(cè)、輸出側(cè)線路保護(hù)以及變壓器的溫度保護(hù)。傳統(tǒng)礦用隔爆型移動(dòng)變電站所用綜合保護(hù)裝置在使用過程中暴露出以下幾點(diǎn)問題：一是需要分別單獨(dú)操作、整定繁瑣、定值無法自動(dòng)匹配；二是高低壓綜合保護(hù)器之間存在聯(lián)鎖線穿過隔爆型變壓器，容易受干擾產(chǎn)生誤動(dòng)現(xiàn)象；三是一臺(tái)移變具有兩臺(tái)綜保，兩個(gè)通訊接口，增加了自動(dòng)化建設(shè)難度和管理成本；四是一臺(tái)移變配置高、低壓兩種綜合保護(hù)裝置，配件種類多，使用和維護(hù)成本較高；五是基于單片機(jī)或DSP的綜合保護(hù)裝置，不具備二次開發(fā)能力，礦用電器廠家不能根據(jù)需求定制開發(fā)產(chǎn)品以滿足客戶的特殊需求；六是礦用電器廠家無法有效把控基于單片機(jī)或DSP的綜合保護(hù)裝置的備品備件市場(chǎng)。實(shí)用新型專利申請(qǐng)?zhí)?01310712185.4礦用高壓開關(guān)綜合保護(hù)裝置和實(shí)用新型專利申請(qǐng)?zhí)?01310712089.X礦用低壓開關(guān)綜合保護(hù)裝置，主要是解決了傳統(tǒng)綜保裝置計(jì)算速度慢、計(jì)算精度低和保護(hù)功能不完善的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是：提供一種基于PLC+ARM架構(gòu)的高低壓一體化移動(dòng)移動(dòng)變壓器開關(guān)綜合保護(hù)裝置，以解決傳統(tǒng)移動(dòng)變電站高低壓綜合保護(hù)裝置所需綜保數(shù)量多、參數(shù)整定繁瑣、通訊接口數(shù)量多、保護(hù)功能不完善、無法二次開發(fā)、備品備件市場(chǎng)易流失等問題。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種礦用高低壓一體化移動(dòng)變壓器開關(guān)綜合保護(hù)裝置，包括：數(shù)據(jù)采集單元、外圍擴(kuò)展單元、數(shù)字量輸入輸出單元、中央處理單元、通訊單元、人機(jī)接口單元、鍵盤單元；

所述數(shù)據(jù)采集單元用于實(shí)時(shí)采集移動(dòng)變壓器輸入側(cè)和輸出側(cè)的交流電壓信號(hào)、交流電流信號(hào)，以及輸出側(cè)漏電電阻、移動(dòng)變壓器內(nèi)部溫度信號(hào)，對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)、濾波、偏置處理后，送入所述數(shù)據(jù)采集單元單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，單片機(jī)采用DFT算法實(shí)時(shí)計(jì)算交流信號(hào)的有效值，并進(jìn)行保護(hù)計(jì)算，將上述計(jì)算結(jié)果實(shí)時(shí)發(fā)送給所述中央處理單元；

所述外圍擴(kuò)展單元用于對(duì)所述中央處理單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯判斷、定時(shí)、存儲(chǔ)；

所述數(shù)字量輸入輸出單元用于按鍵開關(guān)狀態(tài)、閉鎖開關(guān)狀態(tài)、斷路器合分閘狀態(tài)的采集，以及合分閘信號(hào)、故障信號(hào)及閉鎖信號(hào)的輸出；

所述中央處理單元用于控制所述數(shù)據(jù)采集單元實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理；控制所述外圍擴(kuò)展單元實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的邏輯判斷、定時(shí)、存儲(chǔ)；控制所述數(shù)字量輸入輸出單元完成按鍵開關(guān)狀態(tài)、閉鎖開關(guān)狀態(tài)、斷路器合分閘狀態(tài)的采集，以及合分閘信號(hào)、故障信號(hào)及閉鎖信號(hào)的輸出；控制所述通訊單元完成與上位機(jī)的通訊和本級(jí)的通訊；所述中央處理單元與所述數(shù)據(jù)采集單元通過RS485串口實(shí)現(xiàn)信息交互；

所述通訊單元用于通過以太網(wǎng)接口或RS485串口與上位機(jī)進(jìn)行通訊，接收上位機(jī)發(fā)送的控制移動(dòng)變壓器運(yùn)行的控制信號(hào)和保護(hù)參數(shù)設(shè)置，并將移動(dòng)變壓器的工作狀態(tài)傳送給上位機(jī)；移動(dòng)變壓器合閘期間輸出閉鎖信號(hào)發(fā)送給上級(jí)配電開關(guān)，用于上級(jí)配電開關(guān)的短路保護(hù)閉鎖，避免出現(xiàn)越級(jí)跳閘；通過1路RS485接口實(shí)現(xiàn)與人機(jī)接口屏的連接，預(yù)留1路RS485接口用于擴(kuò)展通訊；

所述人機(jī)接口單元配合鍵盤單元用于用戶對(duì)移動(dòng)變壓器開關(guān)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和控制，同時(shí)給用戶反饋移動(dòng)變壓器開關(guān)的相關(guān)狀態(tài)信息；所述人機(jī)接口單元與中央處理單元通過RS485串口實(shí)現(xiàn)信息交互，二者之間采用標(biāo)準(zhǔn)MODBUS-RTU協(xié)議；所述人機(jī)接口單元與鍵盤單元采用USB接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。

更進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)采集單元采集交流電流信號(hào)時(shí)，采用雙通道設(shè)計(jì)，同一電流信號(hào)同時(shí)輸入量程不同的兩路交流信號(hào)采集通道，在滿足10倍額定電流范圍內(nèi)的保護(hù)的同時(shí)提高額定電流范圍內(nèi)的電流精度。

本實(shí)用新型通過增加交流信號(hào)的采樣通道，配合變壓器的溫度檢測(cè)和低壓漏電電阻測(cè)量，一套裝置實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)移變高、低壓開關(guān)綜合保護(hù)裝置的所有功能；通過電流通道雙通道設(shè)計(jì)，在滿足10倍額定電流范圍內(nèi)的保護(hù)的同時(shí)提高額定電流范圍內(nèi)的電流精度；采用DFT算法計(jì)算交流信號(hào)的有效值，提高信號(hào)采樣精度，加快保護(hù)動(dòng)作時(shí)間；合閘期間給出閉鎖信號(hào)，通知上級(jí)開關(guān)進(jìn)行短路保護(hù)閉鎖，避免上級(jí)開關(guān)出現(xiàn)越級(jí)跳閘；采用大尺寸人機(jī)顯示屏配合本安型鍵盤，改善設(shè)備人機(jī)交互友好性；進(jìn)一步解決了傳統(tǒng)移動(dòng)變電站高低壓綜合保護(hù)裝置所需綜保數(shù)量多、參數(shù)整定繁瑣、通訊接口數(shù)量多、保護(hù)功能不完善、無法二次開發(fā)、備品備件市場(chǎng)易流失等問題。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)組成示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：參見圖1，一種礦用高低壓一體化移動(dòng)變壓器開關(guān)綜合保護(hù)裝置，包括：數(shù)據(jù)采集單元1、外圍擴(kuò)展單元2、數(shù)字量輸入輸出單元3、中央處理單元4、通訊單元5、人機(jī)接口單元6、鍵盤單元7；

所述數(shù)據(jù)采集單元1用于實(shí)時(shí)采集移動(dòng)變壓器輸入側(cè)和輸出側(cè)的交流電壓信號(hào)、交流電流信號(hào)，以及輸出側(cè)漏電電阻、移動(dòng)變壓器內(nèi)部溫度信號(hào)，對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)、濾波、偏置處理后，送入所述數(shù)據(jù)采集單元1單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，單片機(jī)采用DFT算法實(shí)時(shí)計(jì)算交流信號(hào)的有效值，并進(jìn)行保護(hù)計(jì)算，將上述計(jì)算結(jié)果實(shí)時(shí)發(fā)送給所述中央處理單元4；

所述外圍擴(kuò)展單元2用于對(duì)所述中央處理單元4的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯判斷、定時(shí)、存儲(chǔ)；

所述數(shù)字量輸入輸出單元3用于按鍵開關(guān)狀態(tài)、閉鎖開關(guān)狀態(tài)、斷路器合分閘狀態(tài)的采集，以及合分閘信號(hào)、故障信號(hào)及閉鎖信號(hào)的輸出；

所述中央處理單元4用于控制所述數(shù)據(jù)采集單元1實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理；控制所述外圍擴(kuò)展單元2實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的邏輯判斷、定時(shí)、存儲(chǔ)；控制所述數(shù)字量輸入輸出單元3完成按鍵開關(guān)狀態(tài)、閉鎖開關(guān)狀態(tài)、斷路器合分閘狀態(tài)的采集，以及合分閘信號(hào)、故障信號(hào)及閉鎖信號(hào)的輸出；控制所述通訊單元5完成與上位機(jī)的通訊和本級(jí)的通訊；所述中央處理單元4與所述數(shù)據(jù)采集單元1通過RS485串口實(shí)現(xiàn)信息交互；

所述通訊單元5用于通過以太網(wǎng)接口或RS485串口與上位機(jī)進(jìn)行通訊，接收上位機(jī)發(fā)送的控制移動(dòng)變壓器運(yùn)行的控制信號(hào)和保護(hù)參數(shù)設(shè)置，并將移動(dòng)變壓器的工作狀態(tài)傳送給上位機(jī)；移動(dòng)變壓器合閘期間輸出閉鎖信號(hào)發(fā)送給上級(jí)配電開關(guān)，用于上級(jí)配電開關(guān)的短路保護(hù)閉鎖，避免出現(xiàn)越級(jí)跳閘；通過1路RS485接口實(shí)現(xiàn)與人機(jī)接口屏的連接，預(yù)留1路RS485 接口用于擴(kuò)展通訊；

所述人機(jī)接口單元6配合鍵盤單元7用于用戶對(duì)移動(dòng)變壓器開關(guān)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和控制，同時(shí)給用戶反饋移動(dòng)變壓器開關(guān)的相關(guān)狀態(tài)信息；所述人機(jī)接口單元6與中央處理單元4通過RS485串口實(shí)現(xiàn)信息交互，二者之間采用標(biāo)準(zhǔn)MODBUS-RTU協(xié)議；所述人機(jī)接口單元6與鍵盤單元7采用USB接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互；

所述數(shù)據(jù)采集單元1采集交流電流信號(hào)時(shí)，采用雙通道設(shè)計(jì)，同一電流信號(hào)同時(shí)輸入量程不同的兩路交流信號(hào)采集通道，在滿足10倍額定電流范圍內(nèi)的保護(hù)的同時(shí)提高額定電流范圍內(nèi)的電流精度。