1馈电开关结构及保护原理 馈电开关的隔爆外壳呈长方形，用4只M12的螺栓与撬形底座相连，隔爆外壳上、下两个空腔，分别为接线腔与主腔。接线腔在主腔的上方，它集中了全部主回路与控制回路的进出线端子。主回路电源进线端子上罩有防护板。接线腔两侧各有两个主回路进出线喇叭口，可引入电缆外径为φ68～φ78的电缆。主腔由主腔壳体与前门包容组成，主要装有主体芯架和千伏级电源控制开关，前门采用快开门结构。 交流真空断路器安装在主体芯架左侧上方，三根进线直接接在断路器的进线端子上，三根出线则接在芯架反面的出线端子上。千伏级电源控制开关安装在主腔右侧壁上方，由连接套与主腔外的操作手把相连。过电压吸收装置安装在断路器的下方，控制变压器、电流互感器、零序互感器安装在主体芯架的反面，芯架正面还装有中间继电器、熔断器、电抗器、变压器，及两个插接件用以连接前门、接线腔七芯接线端子过来的插头和插座。 前门上装有观察窗、按钮、试验按钮、保护器整定按钮、保护器、保护器电源、PLC及显示屏等。 前门与外壳之间有可靠的机械联锁，当需要打开馈电开关前门时，首先须将右侧壁上的电源控制开关的手把打至断开位置（中间位置），断开控制电源，断路器因控制电路失电而自动分闸，然后拧进闭锁杆，使其里端进入电源开关手把的闭锁孔内，将电源开关闭锁与断开位置，其外端才能脱离前门上的限位块解除前门闭锁，此时方能打开前门，前门闭合的方法与打开的程序相反，从而实现了馈电开关前门闭锁后才能进行合闸操作。 该配电开关的线路保护功能需在高压互感器上采集三相电流、三相电压、零序电流、零序电压、一个线电压、绝缘以及相敏等信号。这些信号通过低压互感器，然后经过整流和滤波变成直流的标准信号，最后进入PLC 以控制断路器的分闸输出。 PLC 对进入的电压信号进行计算，电压计算结果大于1.2 倍额定电压，显示过压，过压保护5s 内动作；电压计算结果小于0.8 倍额定电压，显示欠压，欠压保护5s 内动作；三相不平衡度计算结果大于0.7，显示断相，10～20s 内保护动作。电流计算结果中任何一相在6～10 倍额定电流范围内，显示短路，短路保护0.08s 内动作；电流计算结果中任何一相在1.2～6 倍额定电流范围内时，显示过载，过载保护按反时限特性动作。若线路发生漏电故障，根据相敏及电压信号漏电保护动作，切断线路。
2控制系统 PLC使用南大傲拓公司NA200系列可编程控制器，NA200系列PLC是南大傲拓公司生产的小型一体化PLC。本应用中CPU模块选择本体上集成14 点输入/10点继电器输出的CPU201-2401模块，模拟量输入选择南大傲拓公司特有的漏电保护OPD201-1201模块，它为12 位精度，采集零序电压、零序电流、系统电压和系统电流，同时完成功率计算。本模块能够满足井下比较恶劣环境，能够满足中性点不接地的供配电系统供电保护要求。系统中显示部件选用了南大傲拓公司四行蓝色文本屏，通过串口以Modbus RTU协议与PLC通讯，实时显示采集值。
3控制功能 馈电开关控制系统通过软件编程主要完成功能为： a) 参数设定 * 额定电流：额定电流的整定范围为100A－－－－630A。 * 供电电压：供电电压的整定范围为660V和1140V二挡。 * 短路倍数：整定范围为3－－－－10倍连续可调。 b ) 漏电保护 * 漏电闭锁：1140V系统42K闭锁,50K恢复，660V系统 23K闭锁,28K恢复。 * 漏电故障：1140V系统23K保护，660V系统12.2K保护。 c) 过电流保护 按照煤炭行业标准要求，根据不同实际电流/额定电流的比值确定不同的动作时间，为了提高保护准确性和灵敏性，B相与A、C相使用不同精度互感器。 d) 短路保护 在短路故障发生时，PLC得到的是一个缓慢上升的电压信号，因为从它发出切断指令到开关真正动作，存在一个故有的“机械动作延时”，为了使动作值 准确，同时满足不大于100 mS的时间要求，PLC的判定值一定要超前要求的动作值，从而弥补了“机械动作延时”所带来的不良后果。 e) 模块自检保护 本程序具有模块自检功能，当PLC出现故障时，本装置具有如下保护： * PLC自诊断：当扩展模块出现故障时， 有“模块故障”报警画面。 f) 性能试验功能 * 漏电试验：是利用继电器外接1K电阻实现的。 * 短路试验：模拟电流是“额定电流”与“短路倍数”的积送内存单元。 * 过载试验：为1.9Ie，动作时间为60秒，因为动作时间较长，为此在程序中设置了倒计时显示。 g) 故障记忆功能： 装置能对最近50次故障进行记忆，并可分别报出十四种故障，包括动作时间和动作值。进入故障记忆画面和在内进行上下翻页时具有人性化风格，改变了过去的车轱轳转方式。 h) 开机时间记忆功能： 本装置能记忆“累计带电时间”和“累计吸合时间” 除了上面罗列的基本功能本馈电开关还有漏电电阻、电压、电流以及功率显示功能，瓦斯超限、高压据动、低压据动等功能。
结束语 本配电开关的控制系统以我国煤矿电气设备特性为基础，吸纳了国际先进的智能化技术和结构形式，使用PLC控制系统代替分立电子元器件或单片机，实现了对井下供电系统的控制、保护和计量，具有性能好、可靠性高、稳定性强和开发周期快等特点。
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