[實用新型]基于同步測量信息系統的煤礦防越級跳閘智能監控系統

有效

• 申請號: 201320496221.3
• 申請日: 2013-08-15
• 公開（公告）號: CN203434750U
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 李德臣
• 申請（專利權）人: 李德臣
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型有關一種防越級跳閘智能監控系統，特別是指一種基于廣域同步測量信息系統(Wide?Area?Measurement?System，WAMS)的煤礦防越級跳閘智能監控系統。

背景技術

目前煤礦井下高壓電網，因受經濟、技術等各種因素的限制，大多都是由多段短電纜(100/m～1200m)組成的逐級控制干線式縱向網絡，傳統的高壓綜合保護已經不滿足現實生產的需要，經常造成開關的誤動作甚至是拒動作，造成煤礦電力系統的大面積停電，嚴重影響礦井安全生產。

煤礦井下高壓電網綜合保護裝置主要由二部分組成：選擇性高壓漏電保護系統與防止越級跳閘保護系統。

(1)選擇性高壓漏電保護系統

礦用高壓電網發生單相漏電時的正確選線問題，多年來一直未能得到很好的解決。由于煤礦井下中性點是采用經消弧線圈的接地方式，由于消弧線圈的介入抵消掉了發生漏電時的電流，使得采集到的故障電流十分微弱，故如果采用常規的原理來實現選擇性的高壓漏電保護常常會造成誤動作、甚至選擇不出故障線路。

(2)防越級跳閘保護系統

近年來，隨著煤礦生產機械化、自動化程度的不斷提高，井下供電容量不斷增大、電網電壓不斷提高，高壓供電距離的不斷增加，對煤礦井下供電系統可靠性、安全性和連續性的要求越來越高。由于煤礦井下工作環境惡劣，負荷波動大，工況很不穩定，瓦斯煤塵積聚、滴水冒頂事故等會使電氣設備絕緣強度逐漸降低，同時由于操作人員維護不當或操作錯誤、輸電線路的導線斷裂等原因，經常會出現漏電及單相接地故障，若不及時排除，電網絕緣將承受線電壓，長期運行將導致絕緣擊穿，發展成三相或兩相短路事故。單相接地、相間短路故障發生時產生的電弧能量會引起瓦斯、煤塵爆炸，直接危及人身安全和礦井生產。礦用隔爆型高低壓開關是煤礦井下高低壓供電系統終端線路的主保護，它起到了保護高壓電纜、變壓器和電氣設備的作用。但是各種高壓保護裝置本身具有一些缺點，由于數據的封閉性，導致“信息孤島”的形成，越級跳閘的困難一直無法克服。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種基于同步測量信息系統的煤礦防越級跳閘智能監控系統。

為達到上述目的，本實用新型提供一種基于同步測量信息系統的煤礦防越級跳閘智能監控系統，其特征在于，其包括有用于提供PPS秒脈沖信號并得到系統時間的井上的GPS授時服務器與位于井下各子監控站的多個得到該系統時間后進行自動校時以維持精確的內部工作時鐘的同步數據采集控制器，各同步數據采集控制器分別與該GPS授時服務器通過光纖以太網進行交互通信，各同步數據采集控制器與FPGA數據采集模塊通信，該同步數據采集控制器并將該FPGA數據采集模塊采集處理的結果通過以太網傳送到總服務器，該總服務器與上位機交互通信，該同步數據采集控制器通過總服務器接收該上位機的控制命令并執行，該總服務器連接有進行數據交互的防越級跳閘裝置，該FPGA數據采集模塊連接有信號采集調理板。

所述GPS授時服務器包括有對網絡數據進行處理、實現時鐘信號精確同步的井上本地處理模塊、對所述GPS授時服務器的參數進行配置的井上管理配置模塊、生成授時廣播數據包，并將該數據包下發到各所述同步數據采集控制器上的井上網絡處理模塊及提供工作電源的井上電源管理模塊，其中該井上管理配置模塊、井上網絡處理模塊分別與該井上本地處理模塊進行交互通信，該井上電源管理模塊與該井上本地處理模塊連接。

所述井上本地處理模塊采用ARM?Cortex內核處理器。

每一所述同步數據采集控制器包括有用于授時同步交互和數據采集交互的井下本地處理模塊、對所述GPS授時服務器的參數進行配置的井下管理配置模塊、實現數據的以太網的通信任務、并通過高速的以太網總線傳輸數據包的井下網絡處理模塊及提供工作電源的井下電源管理模塊，該井下管理配置模塊與井下網絡處理模塊分別與該井下本地處理模塊交互通信，該井下電源管理模塊與該井下本地處理模塊連接。

所述井下本地處理模塊采用雙芯片架構，所述井下本地處理模塊包括分別負責授時同步交互的ARM?Cortex處理器與數據采集交互的ARM7處理器，兩處理器之間配備高速總線接口交互通信，該ARM?Cortex處理器與ARM7處理器均與所述井下管理配置模塊及井下網絡處理模塊交互通信。

所述ARM?Cortex處理器與所述井上網絡處理模塊進行交互，通過光纖以太網接收同步時鐘信號。

所述ARM7處理器與所述FPGA數據采集模塊進行交互，控制數據采樣和處理的整個流程，同時所述ARM7處理器通過以太網與上層的所述總服務器進行通信。