唐山工程电气设备有限公司 张晓宾

唐山开滦华明电器有限公司 杨永平

四平一开电器设备制造有限公司 李志辉

1 系统概述

矿用隔爆型真空馈电开关(以下简称馈电开关)主要用于煤矿井下，在交流50Hz、电压至1140V，额定电流分别为400A、500A、630A、800A的线路中，作为供电系统的总开关、分支开关，或作为矿用隔爆型移动变电站用馈电开关（打开后盖板与移动变电站对接），也可作为大容量电动机不频繁启动之用。具有过载、短路、欠压、漏电保护(选择性漏电保护)及漏电闭锁等功能。产品可应用在矿用隔爆型真空馈电开关等煤矿安全用电监测系统中。

2 系统配置与功能实现

2.1 系统架构

该系统由一套UniMAT PLC+文本屏构成的控制系统和真空断路器构成的执行系统构成，如图1所示。其中CPU进行一些逻辑控制，矿用模块主要是采集AC电压、电流和漏电电阻等信号，从而实现系统监测监控并完成漏电闭锁、过载、短路、断相、欠压和过压等保护功能，具有智能化程度高、性能稳定、动作可靠等优点。

图1 系统构成图

2.2 系统难点

系统主要是要保证漏电保护动作时间小于50ms和短路保护动作的时间小于100ms，所以要保证CPU的采集处理运行速度很快，UniMAT PLC采用高频微处理器，指令处理速度比普通PLC提升3~10倍，采用UniMAT UN200 PLC的采集与控制周期时间是12ms，加上外围的设备时间30ms，共42ms，达到了设备的标准要求。

2.3 监控功能设计

采用文本显示屏，配合UniMAT UN200系列小型PLC，实现对馈电开关的工作状态、参数和故障类型显示和记忆，并可对具体参数进行修改调整。友好的用户界面，具有良好的人机对话功能，可大大提高判断故障和排除故障的效率。所有模拟信号全部处理为数字信号，具有抗干扰能力强、接线简洁、信息量大、控制可靠准确等特点。具有完备的自检、自诊断和故障模拟实验功能，可方便地检查保护和控制系统正常与否。系统原理图如图2所示。

2.4 系统功能实现

目前国内大多数馈电开关采用变送器+漏电保护器控制的方案，尽管该方案能达到系统要求，但是在控制功能上有很大局限性。采用此方案替代上述方案后可以对整个馈电开关的工艺参数如电流、电压等参数进行在线检测。降低了客户的成本，保证了工艺条件的稳定、提高了产品的响应速度。采用文本显示屏，利用显示屏反应出来的报警信息，工作人员很容易排除故障，提高生产效率。

图2 系统原理图

2.5 系统亮点

该系统所采用的三相交流电及漏电监测模块UN 231-0BH22-0XA0是一大亮点，该模块通过交流互感器能够实现对交流电信息的采集，配合CPU的运算和控制，可以实现过压、欠压、过载、短路、漏电、三相不平衡保护等功能；能够对电网绝缘电阻进行监测；具有零序电压和零序电流采集功能。该产品是UN200PLC的一个扩展模块，具体如图3所示，接线图如图4所示。该模块技术指标如表1表示。

图3 UN 231-0BH 22-0XA 0 模块

图4 系统接线图

表1 模块技术指标

该模块还可以应用于多种电源监测控制类产品上去，如各种电气控制的配电系统监测，小型变电站的监测系统以及其它组合开关等。

3 使用效果分析

本控制系统在馈电开关系统中实现了预期目的，根据馈电开关系统在实用中的重要程度选择深圳亿维自动化的UN200系列PLC和三相交流电及漏电监测模块，提高了系统稳定性，达到了系统的响应要求，简化了配线施工，降低了维护难度，由于该系列PLC和西门子S7-200PLC完全兼容，降低了工程师的开发难度，又在一定程度上节省了系统成本。该系统在投入运行后状态良好，并应用于多条自动化控制系统的电源屏监控，有较好的行业应用前景。