阅读说明：本技术 一种防越级跳闸控制系统 (Override trip prevention control system ) 是由 骆弟华 吕玉奇 于 2018-09-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及电路保护领域,具体涉及一种电路保护装置。一种防越级跳闸控制系统,包括一级供电电路、一级控制电路、二级控制电路,一级控制电路包括依次连接的一级电流互感器、一级AD转换器、一级控制单元、一级继电器,一级继电器连接一级开关的控制端。通过多级开关控制,可以有效缓解各级开关之间相互影响的问题,采用延时电路可以有效控制各电路的开关跳闸时间,避免由于个别电路问题导致大面积停电情况的发生,通过缓解越级跳闸情况,有力保障井下供电系统的安全运行,及时筛选问题电路,利于故障排查。(The invention relates to the field of circuit protection, in particular to a circuit protection device. The utility model provides a prevent tripping operation control system that surpasses grade, includes one-level supply circuit, one-level control circuit, second grade control circuit, and one-level control circuit is including the one-level current transformer, one-level AD converter, one-level control unit, the one-level relay that connect gradually, and the control end of one-level switch is connected to the one-level relay. Through multistage on-off control, the problem of mutual influence between switches at different levels can be effectively alleviated, the time delay circuit can be adopted to effectively control the on-off tripping time of each circuit, the occurrence of large-area power failure caused by individual circuit problems is avoided, the override tripping condition is alleviated, the safe operation of the underground power supply system is powerfully guaranteed, the problem circuits are screened in time, and the troubleshooting is facilitated.)

一种防越级跳闸控制系统

技术领域

本发明涉及电路保护领域，具体涉及一种电路保护装置。

背景技术

目前，我国的煤矿井下供电系统的各变电所多采用垂直的供电模式，因而出现各级电力系统出现大面积停电的概率很大，由于电路防护手段不到位导致煤矿井下发生供电系统跳闸的情况很多，同时，各变电所之间复杂的连接方式不能准确地判断故障，给生产制造造成了极大的影响。

近年来，越来越多的电路保护方法不断地被运用到各行各业，有效保障电力设备的正常运转，不仅成效显著，而且为公司的资源安全提供了保障。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种防越级跳闸控制系统，有效解决煤矿井下频繁出现越级跳闸的问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种防越级跳闸控制系统，包括一级供电电路，所述一级供电电路包括依次连接的电源模块、一级开关及一级用电设备，所述一级用电设备包括至少两个二级供电电路，所述二级供电电路包括二级开关及二级用电设备，至少两个所述二级供电电路之间并联；

还包括一级控制电路，所述一级控制电路包括依次连接的一级电流互感器、一级AD转换器、一级控制单元、一级继电器，所述一级继电器连接所述一级开关的控制端，所述一级电流互感器设置在所述一级供电电路上，用于检测所述一级供电电路的总电流；

还包括二级控制电路，所述二级控制电路包括依次连接的二级电流互感器、二级AD转换器、二级控制单元、二级继电器，所述二级继电器连接所述二级开关的控制端，所述二级电流互感器设置在所述二级供电电路上，用于检测所述二级供电电路的电流，所述二级控制单元还连接所述一级控制单元。

所述一级供电电路控制所述二级供电电路，所述一级开关闭合则所述二级供电电路正常供电，所述一级开关断开则所述二级供电电路断开供电；

所述二级电流互感器采集所述二级供电电路电流数据传输至所述二级AD转换器，所述二级AD转换器转换数据并传输至所述二级控制单元；当所述二级供电电路短路时，所述二级控制单元发出开关断开指令至所述二级继电器，并将信号反馈至所述一级控制单元；所述二级继电器依据指令断开所述二级开关。

所述一级电流互感器采集所述一级供电电路电流数据传输至所述一级AD转换器，所述一级AD转换器转换数据并传输至所述一级控制单元；当所述一级供电电路短路时，所述一级控制单元发出开关断开指令至所述一级继电器，所述一级继电器依据指令断开所述一级开关；所述一级控制单元还分析二级供电电路的电流数据，当所述二级供电电路发生短路时，所述一级控制单元延时判断，若所述一级供电电路电流过大，则所述一级控制单元发出指令断开所述一级开关，若所述一级供电电路的电流正常，则所述一级控制单元不发出断开指令。

本发明通过多级开关之间的信号反馈，不仅可以控制本级供电电路正常供电，还可以有效调整其他供电电路的供电情况，既可以有效缓解线路总闸与分闸之间相互影响的问题，又可以对整条线路起到很好的防护作用。

所述二级用电设备包括至少两个三级供电电路，所述三级供电电路包括依次连接的三级开关及三级用电设备，每组至少两个所述三级供电电路之间并联；

还包括三级控制电路，所述三级控制电路包括依次连接的三级电流互感器、三级AD转换器、三级控制单元、三级继电器，所述三级继电器连接所述三级开关的控制端，所述三级电流互感器设置在所述三级供电电路上，用于检测所述三级供电电路的电流，所述三级控制单元还连接所述二级控制单元。

所述三级电流互感器采集所述三级供电电路电流数据传输至所述三级AD转换器，所述三级AD转换器转换数据并传输至所述三级控制单元；当所述三级供电电路短路时，所述三级控制单元发出开关断开指令至所述三级继电器，所述三级继电器依据指令断开所述三级开关；所述二级控制单元也分析三级供电电路的电流数据，当所述三级供电电路短路时，所述二级控制单元延时判断，若所述二级供电电路的电流过大，则所述二级控制单元发出指令断开所述二级开关；若所述二级供电电路的电流正常，则所述二级控制单元不发出断开指令。

所述三级用电设备包括至少两个四级供电电路，所述四级供电电路包括依次连接的四级开关及四级用电设备，每组至少两个所述四级供电电路之间并联；

还包括四级控制电路，所述四级控制电路包括依次连接的四级电流互感器、四级AD转换器、四级继电器，所述四级继电器连接所述四级开关的控制端，所述四级电流互感器设置在所述四级供电电路上，用于检测所述四级供电电路的电流，所述四级AD转换器还连接所述三级控制单元。

所述四级电流互感器采集四级供电电路电流数据传输至所述四级AD转换器，所述四级AD转换器转换数据后传输至所述四级继电器，同时将信号传输至所述四级控制单元；当所述四级供电电路短路时，所述四级继电器关闭所述四级开关；所述三级控制单元也分析四级供电电路的数据，当所述四级供电电路短路时，所述三级控制单元延时判断，若所述三级供电电路的电流过大，则所述三级控制单元发出指令断开三级开关；若所述三级供电电路的电流正常，则所述三级控制单元不发出断开指令。

所述一级电流互感器、所述二级电流互感器、所述三级电流互感器、所述四级电流互感器均选择罗斯互感器或铁芯电流互感器。

本发明选用罗斯互感器，就不需要为不同额定电流等级更换不同变比的电流互感器，电流变化随时可以布置满负荷的配电装置，且不会出现电压过高情况的发生。

还包括至少三组延时电路；所述一级控制单元，所述二级控制单元，所述三级控制单元均连接一组延时电路。

所述一级供电电路、所述二级供电电路、所述三级供电电路或所述四级供电电路出现短路时，延时电路采用以下计算方式控制延时时间：

Ts=(n-m)×T+Td

其中，Ts为延时时间，T为本级的等待延时，Td为本级的短路测定+通讯完成时间，m为延时电路当前等级，n为控制系统的总级数。

本发明外加延时电路，通过采用延时手段，可以有效控制各电路的开关跳闸时间，避免由于个别电路问题导致大面积停电情况的发生；通过缓解越级跳闸情况，有力保障井下供电系统的安全运行；通过三级配电箱的管控加延时跳闸的运用，可以及时筛选出问题电路，有利于电路故障的排查。

有益效果：由于采用上述技术方案，本发明具有如下优点：

1）本发明通过多级开关之间的信号反馈，不仅可以控制本级开关的状态，还可以及时反馈信号至上层控制单元，可以有效调整整条线路的状态，既可以有效缓解线路总闸与分闸之间相互影响的问题，又可以对整条线路起到很好的防护作用。

2）本发明外加延时电路，采用延时手段，可以有效控制各电路的开关跳闸时间，避免由于个别电路问题导致大面积停电情况的发生；通过缓解越级跳闸情况，有力保障井下供电系统的安全运行。

3）通过四级开关的管控加延时电路的运用，可以及时筛选出问题电路，有利于电路故障的排查。

附图说明

图1为本发明实现的整体结构示意图；

图2为本发明具体的连接方式示意图；

图3为本发明延时电路的连接方式示意图；

图4为本发明控制的开关连接示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参照图1至图4，一种防越级跳闸控制系统，包括一级供电电路1，一级供电电路1包括依次连接的电源模块、一级开关及一级用电设备，所述一级用电设备包括至少两个二级供电电路2，二级供电电路2包括二级开关及二级用电设备，至少两个二级供电电路2之间并联；

还包括一级控制电路，一级控制电路包括依次连接的一级电流互感器6、一级AD转换器7、一级控制单元8、一级继电器9，一级继电器9连接一级开关10的控制端，一级电流互感器6设置在一级供电电路1上，用于检测一级供电电路1的总电流；

还包括二级控制电路，二级控制电路包括依次连接的二级电流互感器11、二级AD转换器12、二级控制单元13、二级继电器14，二级继电器14连接二级开关15的控制端，二级电流互感器11设置在二级供电电路2上，用于检测二级供电电路2的电流，二级控制单元13还连接一级控制单元8。

参照图1至图2，一级供电电路1控制二级供电电路2，一级开关10闭合则二级供电电路2正常供电，一级开关10断开则二级供电电路2断开供电；

二级电流互感器11采集二级供电电路2电流数据传输至二级AD转换器12，二级AD转换器12转换数据并传输至二级控制单元13；当二级供电电路2短路时，二级控制单元13发出开关断开指令至二级继电器14，并将信号反馈至一级控制单元8；二级继电器14依据指令断开二级开关15。

一级电流互感器6采集一级供电电路1电流数据传输至一级AD转换器7，一级AD转换器7转换数据并传输至一级控制单元8；当一级供电电路1短路时，一级控制单元8发出开关断开指令至一级继电器9，一级继电器9依据指令断开一级开关10；一级控制单元8还分析二级供电电路2的电流数据，当二级供电电路2短路时，一级控制单元8延时判断，若一级供电电路1电流过大，则一级控制单元8发出指令断开一级开关10，若一级供电电路1的电流正常，则一级控制单元8不发出断开指令。

参照图1至图2，二级用电设备包括至少两个三级供电电路3，三级供电电路3包括依次连接的三级开关20及三级用电设备，每组至少两个三级供电电路3之间并联；

还包括三级控制电路，三级控制电路包括依次连接的三级电流互感器16、三级AD转换器17、三级控制单元18、三级继电器19，三级继电器19连接三级开关20的控制端，三级电流互感器16设置在三级供电电路3上，用于检测三级供电电路3的电流，三级控制单元18还连接二级控制单元13。

三级电流互感器16采集三级供电电路3电流数据传输至三级AD转换器17，三级AD转换器17转换数据并传输至三级控制单元18；当三级供电电路3短路时，三级控制单元18发出开关断开指令至三级继电器19，三级继电器19依据指令断开三级开关20；二级控制单元13也分析三级供电电路3的电流数据，当三级供电电路3短路时，二级控制单元13延时判断，若二级供电电路2的电流过大，则二级控制单元14发出指令断开二级开关15；若二级供电电路2的电流正常，则二级控制单元13不发出断开指令。

参照图1至图4三级用电设备包括至少两个四级供电电路4，四级供电电路4包括依次连接的四级开关24及四级用电设备5，每组至少两个四级供电电路4之间并联；

还包括四级控制电路，四级控制电路包括依次连接的四级电流互感器21、四级AD转换器22、四级继电器23，四级继电器23连接四级开关24的控制端，四级电流互感器21设置在四级供电电路4上，用于检测所述四级供电电路4的电流，四级AD转换器22还连接三级控制单元18。

四级电流互感器21采集四级供电电路4电流数据传输至四级AD转换器22，四级AD转换器22转换数据后传输至四级继电器23，同时将信号传输至三级控制单元18；当四级供电电路4短路时，四级继电器23关闭四级开关24；三级控制单元18也分析四级供电电路4的电流数据，当四级供电电路4短路时，三级控制单元18延时判断，若三级供电电路3的电流过大，则三级控制单元18发出指令断开三级开关20；若三级供电电路3的电流正常，则三级控制单元18不发出断开指令。

参照图2，一级电流互感器6、二级电流互感器11、三级电流互感器16、四级电流互感器21均选择罗斯互感器或铁芯电流互感器。

参照图2至图3，还包括至少三组延时电路25；一级控制单元8，二级控制单元13，三级控制单元18均连接一组延时电路25。

实施例1：

在具体设计时，某条四级供电电路短路导致本条电路开关跳闸，此时四级AD转换器信号反馈至三级控制单元，若此时三级供电电路电流数据正常，三级控制单元不断开三级开关；若此时三级供电电路电流数据过大，则三级控制三元控制三级继电器断开三级开关，并将信号反馈至二级控制单元。

对于三级控制单元的延时跳闸时间通过以下过程计算：

Ts=(n-m)×T+Td

其中，Ts为开关动作指令发出时间，本机的“等待延时” T为2s，本机的短路测定+通讯完成时间Td为5s，m为3， n为4。

最终Ts=（4-3）×2+5=7s，即三级控制单元延时跳闸时间为7s。

倘若此时二级供电电路也出现短路，则以同样的原理作出判断，以此类推一级供电电路短路情况并计算延时时间。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。