组合式隔爆型高压真空配电装置 |
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| 申请号 | CN201510675260.3 | 申请日 | 2015-10-19 | 公开(公告)号 | CN105261952A | 公开(公告)日 | 2016-01-20 |
| 申请人 | 山东科技大学; | 发明人 | 吴士涛; 刘传玺; 杨婕; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种组合式隔爆型高压 真空 配电装置，包含有隔爆 箱体 ，所述隔爆箱体内分割若干个机电上相互独立的腔室，每个腔室内安装一组高压真空配电单元，用于实现对每台供电设备供电状况的控制、对每台供电设备参数的监测，所述每个腔室通过网路连接到工业交换机上，所述工业交换机通过通讯模 块 与上位机连接，所述工业交换机与一体化工控机连接，实现信息显示、共享和发布，所述工业交换机与供电设备的监控装置连接，各供电设备的运行状态通过监控装置传送至工业交换机供上位机、一体化工控机查看。本发明将多个机电上相互独立的高压真空配电单元组合在一个隔爆箱体内，提高供电的安全性和独立性，结构简单，占空小，利用现代化网络实现各供电单元供电信息的监控、共享和发布。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种组合式隔爆型高压真空配电装置，其特征在于，包含有隔爆箱体，所述隔爆箱体内分割若干个机电上相互独立的腔室，每个腔室内安装一组高压真空配电单元，用于实现对每台供电设备供电状况的控制、对每台供电设备参数的监测，所述每个腔室通过网路连接到工业交换机（1）上，所述工业交换机（1）通过通讯模块（2）与上位机（3）连接，所述工业交换机（1）与一体化工控机（4）连接，实现信息显示、共享和发布，所述工业交换机（1）与供电设备的监控装置连接，各供电设备的运行状态通过监控装置传送至工业交换机（1）供上位机（3）、一体化工控机（4）查看。 |
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| 说明书全文 | 组合式隔爆型高压真空配电装置技术领域[0001] 本发明涉及矿用供电设备领域，具体的说是一种组合式隔爆型高压真空配电装置。 背景技术[0002] 矿用隔爆型高压真空配电装置用于有瓦斯和粉尘爆炸的矿井井下中央变电所、采区变电所、移动变电站、其他场所变压器、高压电机和高压分支线路供电。但是，目前的矿用隔爆型高压真空配电装置设备独立，应用台数多，联网控制复杂，不能适应供电系统的信息化发展。 发明内容[0003] 为解决上述存在的技术问题，本发明提供了一种组合式隔爆型高压真空配电装置，将多个机电上相互独立的高压真空配电单元组合在一个隔爆箱体内，每个高压真空配电单元针对一台供电设备具有独立的控制机构，所有高压真空配电单元共用一台工控机，提高供电的安全性和独立性，结构简单，占空小，利用现代化网络实现各供电单元供电信息的监控、共享和发布。 [0004] 为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种组合式隔爆型高压真空配电装置，包含有隔爆箱体，所述隔爆箱体内分割若干个机电上相互独立的腔室，每个腔室内安装一组高压真空配电单元，用于实现对每台供电设备供电状况的控制、对每台供电设备参数的监测，所述每个腔室通过网路连接到工业交换机上，所述工业交换机通过通讯模块与上位机连接，所述工业交换机与一体化工控机连接，实现信息显示、共享和发布，所述工业交换机与供电设备的监控装置连接，各供电设备的运行状态通过监控装置传送至工业交换机供上位机、一体化工控机查看。 [0005] 每个所述腔室内设置有信号采集控制器、隔离开关、断路器、互感器、无线测温装置、脉冲序列鉴别漏电装置和组态显示器，所述断路器、互感器、无线测温装置和脉冲序列鉴别漏电装置分别与信号采集控制器的输入端连接，所述隔离开关、断路器、互感器顺次连接，所述信号采集控制器的输出端与组态显示器。 [0007] 所述供电设备的监控装置，由设置在每个供电设备上的摄像头实现，所述多个摄像头分别与硬盘刻录机连接，并传输给工业交换机。 [0008] 整个隔爆箱体内的腔体设置为4、6或者8个。 [0009] 本发明设计了简单的结构，在一个大的隔爆箱体内分割多个独立的腔室，其中每个腔室放置一台供电设备的高压真空配电单元，这些腔室在机电上独立，每个高压真空配电单元具有独立的控制开关，能够实现对供电设备的供电状态和供电参数的监控，组合的高压真空配电单元共用一台工控机，通过现代化的网络，根据实际情况通过有线、无线等传输网络将供电信息及参数、图像等上传至上位机、一体化工控机，并能够通过手机或其他PC终端进行访问查看，实现对多台供电设备运行状态的监控，实现无人值守和故障信息共享；增加了无线测温装置和脉冲序列鉴别漏电装置，能够实现断路器与母线触点温度的监测，并设定超温保护，在传统零序功率基础采用脉冲序列鉴别，提高产品的性能；整个装置模块化设计，根据实际情况自由组合，既可以针对高中低不同用于进行灵活配置，也可以针对低档配置的产品进行方便的升级，提高了供电的安全性和独立性，占空小，降低了运行成本，利用现代化网络实现各供电设备供电信息的监控、共享和发布，方便各方面工作人员的快捷处理。 附图说明 [0010] 图1为本发明结构示意图。 具体实施方式[0011] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述：如图1所示，该组合式隔爆型高压真空配电装置，包含有隔爆箱体，所述隔爆箱体内分割若干个机电上相互独立的腔室，每个腔室内安装一组高压真空配电单元，用于实现对每台供电设备供电状况的控制、对每台供电设备参数的监测，所述每个腔室通过网路连接到工业交换机1上，所述工业交换机1通过通讯模块2与上位机3连接，所述工业交换机1与一体化工控机4连接，实现信息显示、共享和发布，所述工业交换机1与供电设备的监控装置连接，各供电设备的运行状态通过监控装置传送至工业交换机1供上位机3、一体化工控机4查看。 [0012] 作为优选的方式，每个所述腔室内设置有信号采集控制器5、隔离开关6、断路器7、互感器8、无线测温装置9、脉冲序列鉴别漏电装置10和组态显示器11，所述断路器7、互感器8、无线测温装置9和脉冲序列鉴别漏电装置10分别与信号采集控制器5的输入端连接，所述隔离开关6、断路器7、互感器8顺次连接，所述信号采集控制器5的输出端与组态显示器11。 [0013] 作为优选的方式，所述通讯模块2采用有线传输网络或者无线传输网络，预留多种数据传输接口，通过PC终端或者手机显示供电设备的运行信息。 [0014] 作为优选的方式，所述供电设备的监控装置，由设置在每个供电设备上的摄像头12实现，所述多个摄像头12分别与硬盘刻录机13连接，并传输给工业交换机1。 [0015] 作为优选的方式，整个隔爆箱体内的腔体设置为4、6或者8个。 [0016] 具体地，本实施例中，本发明的实现过程如下所述。 [0017] 本发明能够实现如下功能：一是通信功能，本发明主要是利用了现代化的网络通讯技术，将设备运行的相关数据信息上传至远端的中心机房上位机，实现信息资源的共享，由于现在的通信网络千差万别，所以在本发明上预留多种通信方式接口，可方便与煤矿井下的通信网络环境快速融合。 [0018] ⑴光纤通信，当矿方的现场有光纤终端设备时，可以通过光纤并入其以太网络。本产品光纤设备采用SC光纤接头，作为A端产品使用。 [0019] ⑵Wifi通信，当矿方的现场有Wifi网络时，可以通过Wifi路由器并入其网络。此时，Wifi路由器充当无线通信的基站，通过Wifi信号实现无线链接。 [0020] ⑶3G和4G通信，当矿方只有井下3G网络时，可以通过3G路由器并入其网络。此时，3G路由器需要内置矿方的3G手机卡，方可建立起无线通信信道。 [0021] 二是网络发布功能，主要包括面向PC终端的Web发布和面向3G和4G手机的手机发布两大功能。 [0022] （1）局域网发布，当本产品通过光纤实现有线通信时，如果矿方网络没有划分子网VLan，此时所有的网络设备在同一个网段内，发布功能可以将相关数据信息推送至局域网内任意一台PC终端上，即网内任意一台电脑不用安装任何软件就可通过IE浏览器了解到设备的运行状况。 [0023] 此状态下，如果矿方建有相应的Wifi网络，且没有划分子网VLan，则矿方任意的授权手机用户均可在Wifi信号覆盖的区域内浏览设备运行的相关信息。 [0024] ⑵广域网发布，当本产品通过光纤实现有线通信时，如果矿方网络划分有子网VLan，此时网内的网络设备被划分成不同的网段内，各分段内的设备无法实现互相访问。此时，可以将信息发布至中心某一服务器设备上。从工控机至中心服务器之间所有的网络设备要逐一进行相应的端口映射。 [0025] 发布功能可以将相关数据信息推送至广域网内可以访问到中心服务器的PC终端上，即不同网段内的电脑只要能访问到中心服务器，均可通过IE浏览器而不用安装任何软件就能浏览到设备的运行状况。 [0026] 此状态下，如果矿方建有相应的Wifi网络，即使划分有子网VLan，只要Wifi内的终端都可以访问中心服务器，则矿方的任意授权的手机用户均可在Wifi信号覆盖的区域内浏览设备运行的相关信息。 [0027] （3）Wifi发布，如果矿方现场只有无线Wifi信号，此时本产品需要通过Wifi路由器来充当无线通信基站融入井下Wifi网络。Wifi网络也同有线网络一样，需要判断现地网络有没有子网Vlan并具体按局域网或者广域网发布来分别对待。 [0028] （4）3G和4G发布，当井下有3G或4G无线网络时，本产品可以通过3G或4G路由器融入到井下3G或4G网络。此时，井下无线通信的网络拓扑与Wifi网络比较类似。 [0030] 四是视频监控功能，主要包括对各独立腔室中设备位置的监控和对整机设备周边环境的监控。 [0032] ⑵对整机设备周边环境的监控，对整机设备周边环境的监控，将防爆模拟摄像机接入到本产品的硬盘录相机，就可以实现对整机设备周边环境的实时监控。 [0033] 五是继电保护值的微机运算，目前煤矿普遍是两个技术人员分别从事高压和低压侧的计算，专门计算继电保护的动作值，但是计算不准，普遍存在越级跳闸现象。在本发明的组态软件中，根据国家相关规定和实际现地经验，确立了一系列的算法，可以方便矿方对整个供电系统的运行电流进行辅助性运算。矿方在使用过程中只要输入相关的参数，比如电压等级、电缆长度、电阻率等内容后，即可自动生成供电系统三级电流保护的运行电流及保护时间。矿方可以按照运算结果进行相关的保护设定，使电流保护更加有效，系统运行更加安全。 [0034] 六是实现无人值守，本发明外接矿方的防爆模拟摄像机，将设备周围的图象上传至监控中心，在上述各种功能的综合运用基础上，可以保证矿方在没有人员到位的情况下能够无障碍地对设备进行起、停和参数设置等操作，真正实现设备的无人值守。 [0035] 七是故障信息共享，设备运行的故障信息，可在组态显示屏和一体化工控机上就地显示，也可在工控机上建立相关数据库并实现远程共享。故障信息，包括故障时间、故障机位置、故障类型、故障动作值等以数据库的形式保存下来，并供各级终端访问，在家也能看到设备运行情况。 [0036] ⑴各腔室分回路组态显示屏的就地显示，在各腔室内分回路分别有组态显示屏对本回路设备的运行状态（三相电压、三相电流、零序电压、零序电流、对地电阻、断路器触点温度、电度、功率因数及分合闸状态）和故障信息（故障时间、故障类型、故障动作值）进行就地显示，故障信息可以在报警记录中实时查询。 [0037] ⑵一体化工控机的集中显示，各腔室分回路的PLC数据，可以通过TCP/IP方式将相关数据上传至一体化工控机的组态软件，由一体化工控机进行统一集中显示，显示内容与各腔室内分回路的就地显示一样，各腔室内分回路的故障信息可以在工控机上进行集中显示，并能对故障信息进行历史查询。 [0038] 八是漏电特色突出，漏电是煤矿供电的重点和难点，在传统零序功率的基础上，创立了脉冲序列鉴别法，以提高产品的性能。 [0039] 九是无线测温功能，针对煤矿加强温度保护的需求，特增加断路器与母线触点温度的检测，并设定超温保护。 [0040] 十是可以实现公司产品和企业文化的推介，利用一体化机的公共平台将产品宣传，企业文化的推介以及公司领导的讲话等内容放到画面中。 [0041] 十一是模块化的设计，针对目前煤矿经济形势下滑的现状，本产品设计中特别注意对各功能进行了模块化设计。各功能之间相对独立存在，可以象搭积木一样进行自由组合，既可以针对高中低不同用户进行灵活配置，也可以针对低档配置的产品进行方便的升级。 [0042] 综上所述，在井下中央变电所、采区变电所中安装本发明，每一个腔室内的高压真空配电单元不仅要对该供电设备的供电状况进行控制，还要监测供电设备的包括电压、电流、功率、功率因数、开关的状态、漏电情况、温度、图像等参数，每个腔室控制一个支路的开断，根据煤矿实际可以分为4或6或8组合，每个腔室在机电上是相互独立的，可实现两路电源供电。采用组态显示，每个腔室（对应一个供电支路）都通过网路连接到工业交换机1上，在通讯处理上采用有线方式应用Profibus、Prifinet等协议，也采用井下3G或4G网路进行通讯，不仅可以将数据、图像上传至地面，还可以同步到井下手机和井上手机上，在手机上浏览数据和图像，以及故障的短信提示；在一体化工控机4上采用组态软件，可以显示控制画面、视频监控图像、微机计算整定电流值、故障信息的共享，面向工业以太网实现信息发布。上位机3的组态软件具有网络发布功能，可以通过网络查询结果。不管是用户还是设备生产厂家，实现只要有网络的地方就能够知道设备的运行状况。 |
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