煤礦井下選擇性漏電保護檢測方法及檢測裝置的製作方法
2023-10-22 23:08:47
專利名稱：煤礦井下選擇性漏電保護檢測方法及檢測裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及煤礦井下用電安全保護檢測方法及檢測裝置。更具體地說是涉及隔爆饋電開 關選擇性漏電保護檢測方法及檢測裝置。技術背景煤礦井下供電系統中，如圖4所示，在支路低壓饋電開關KF卜KF2 、 KF3、 KF4中裝 有選擇性漏電保護裝置，該裝置與系統總開關KZ內檢漏器配套，實現縱向保護和橫向保護。 縱向保護用時間差實現，橫向保護用功率方向實現，達到某個支路有單向漏電故障，則該支 路饋電開關跳閘，而其他非漏電的支路饋電不跳閘，起到選擇性漏電保護的目的。避免一個 支路漏電，影響其他非漏電支路的安全生產。井下電網由電纜組成，電纜分布電容過大對現有的選擇性漏電保護形成影響，不起作用 或誤動作的現象時有發生，在工作可靠性上存在有問題。造成這一問題的原因在於已有技術 中選擇性漏電保護基於的檢測原理是零序電壓和零序電流組成的功率方向型，零序電壓取自 三相電抗器中心點對地高阻抗兩端，其零序電流取自饋電開關負荷側套裝在三相線上的零序 電流互感器，分布電容與電抗器中心點對地等效為並聯，當分布電容過大時，其容抗很低， 造成電抗器中心點對地阻抗很低，其零序電壓大幅度下降，下降後的零序電壓失去檢測能力。 近年來電纜己換成屏蔽電纜，其分布電容比以前普通電纜分布電容更大，零序電壓會進一步 減小，更會失去檢測能力。發明內容本發明是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種煤礦井下選擇性漏電保護檢 測方法及檢測裝置，以消除電網分布電容過大所帶來的影響。 本發明解決技術問題採用如下技術方案本發明煤礦井下選擇性漏電保護檢測方法的特點是利用饋電開關KF負荷側漏電支路和 電源側非漏電支路零序電流方向相反判定出漏電的被測三相支路。本發明方法的特點也在於針對饋電開關KF負荷側被測三相支路A" B、d，在同一饋 電開關內電源側設置末端以電容C接地的參考三相支路A2、 B2、 C2;當被測三相支路Ai、 Bh d與參考三相支路A2、 B2、 C2中的零序電流方向相反時，判定為被測三相支路A^ B" Q有漏電故障。本發明煤礦井下選擇性漏電保護檢測裝置的結構特點是針對饋電開關KF負荷側被測三 相支路A" B卜d，在同一饋電開關KF內電源側設置末端以電容接地的參考三相支路A2、B2、 C2;在被測三相支路和參考三相支路上，分別設置被測支路零序電流互感器Ll2和參考 支路零序電流互感器LI1;設置檢測信號處理電路，檢測信號處理電路在所述被測支路零序 電流互感器和參考支路零序電流互感器檢測的零序電流方向相反時輸出漏電控制信號。本發明裝置的結構特點也在於設置被測支路零序電流互感器Ll2和參考支路零序電流互感器的同名端相反；所述檢測信號處理電路對於來自被測支路零序電流互感器Ll2和參 考支路零序電流互感器LI!的傳感信號分別經放大、濾波和整形合成為同相方波信號，所述 同相方波信號經過相位角電壓轉換電路後在鑑別電路中對應輸出漏電檢測高電平信號，所述 漏電檢測高電平信號經由微分電路觸發展寬後，在輸出電路通過三極體驅動執行繼電器，以 執行繼電器的觸點的開斷使被測支路饋電開關跳閘。 與已有技術相比，本發明有益效果體現在-.1、 本發明方法是利用饋電開關負荷側漏電支路和同一饋電開關電源側非漏電支路零序 電流方向相反判定漏電的被測三相支路。對於分布電容過大的電網，零序電流也大。但本發 明方法中，並非考慮零序電流的大小，只要存在有零序電流就不會失去檢測能力，本發明檢 測方法完全滿足現場的要求，不會出現選漏誤動作。2、 本發明中參考零序電流互感器的設置，是為了取出電源側支路零序電流，以便與本 饋電開關負荷側支路零序電流的方向做比較。從而判斷本支路是否有漏電，只有本支路饋電 開關負荷側有漏電時，上述兩個電流方向才相反。電容C的設置是為了產生零序電流，否則 無法取出零序電流，雖然電阻接地，也能取出零序電流，但電阻值影響網路絕緣值，不可取。 設置放大和濾波電路，是為了濾除來自零序電流互感器的幹擾信號。因為零序互感器輸出信 號電壓，最小只有幾十毫伏，加上雜散電磁幹擾可能引起誤動作，有了放大和濾波，有用信 號幅值提高了，幹擾信號濾除了，可以避免誤動作，提高可靠性。
圖1為本發明檢測端結構示意圖。 圖2為本發明檢測信號處理電路方框示意圖。 圖3為本發明檢測信號處理電路原理圖。 圖4為本發明被測支路饋電開關示意圖。圖5為發明原理依據圖。 ' 以下通過具體實施方式
，結合附圖對本發明作進一步說明。
具體實施方式
本實施例中煤礦井下選擇性漏電保護檢測的方法是利用饋電開關KF負荷側漏電支路和電源側非漏電支路零序電流方向相反判定出漏電的被測三相支路。具體實施中的檢測方法是針對饋電開關KF負荷側被測三相支路Ai、 Bt、 d，在饋電開 關內電源側設置末端以電容C接地的參考三相支路A2、 B2、 C2，漏電保護主要作用是保護 電器設備、相間短路和人身漏電安全。對人身漏電安全而言，電容電流越小越好。電纜固有 電容電流是無法避免的，其他方面的電容電流儘量小，本參考支路電容容量實施為電纜最大 分布電容容量的3%左右。對整個網路分布電容容量增量微小。當被測三相支路Ah B" d 與參考三相支路A2、 B2、 C2中的零序電流方向相反時，判定為被測三相支路Bi、 d 有漏電故障。參見圖1，本實施例中的煤礦井下選擇性漏電保護檢測裝置是針對饋電開關KF負荷側 被測三相支路A!、 B卜Q，在饋電開關KF內電源側設置末端以電容C接地的參考三相支 路A2、 B2、 C2，以參考三相支路A2、 B2、 C2模擬非故障支路。在被測三相支路A!、 C!和參考三相支路A2、 B2、 C2上，分別設置被測支路零序電流互感器Ll2和參考支路零序 電流互感器LI卜參見圖2，本實施例中設置檢測信號處理電路，檢測信號處理電路在被測支路零序電流 互感器Ll2和參考支路零序電流互感器LI,檢測的零序電流方向相反時輸出漏電控制信號。具體實施中，設置被測支路零序電流互感器Ll2和參考支路零序電流互感器LL的同名 端相反；圖2所示，檢測信號處理電路對於來自被測支路零序電流互感器Ll2和參考支路零 序電流互感器LIi的傳感信號分別經放大、濾波和整形合成為同相方波信號，同相方波信號 經過相位角電壓轉換電路後，在鑑別電路中對應輸出漏電檢測高電平信號，漏電檢測高電平 信號經由微分電路觸發展寬後，在輸出電路通過三極體驅動執行繼電器，以執行繼電器的觸 點的開斷使被測支路饋電開關跳閘，展寬電路的設置是更進一步保證了驅動電路的可靠工 作。參見圖3，具體設置包括放大電路Ni、 N5由四運放224和外圍電阻R、R2、 R3、 R4、 Ri2、 Ri3、 Ri4、 Ri5及穩 壓管DWi、 DW2、 DW3、 DW4構成；濾波電路N2、 N6由運放224及外圍電阻Rs、 R6、 R7、 Ri6、 Rn、 Ri8、電容Ci、 C2、C3、 C4組成；整形電路N3、 N7由運放224以及外圍電阻R8、 R9、 Ri9、 R2K R32和二極體V1、 V2組成；相位角電壓轉換電路由RlO、 R23、 C5組成；鑑別電路N4由運放224及外圍電阻R24、 R25、 R26和二極體V3組成； 展寬電路N8由運放224及外圍電阻R28、 R29、 R30，電容C7， 二極體V4、 V5組成； 鑑別電路輸出的方波經電容C6、電阻R27構成的微分電路產生脈衝對展寬電路進行觸發；輸出電路中的三極體BG與繼電器J構成執行電路。本實施例中設置被測支路零序電流互感器02和參考支路零序電流互感器Lh的同名端 相反，可以極大地便於電路的實施；當被測支路負荷側電網有單相漏電時，N3、 N7輸出端 有同相位的方波信號，經相位角電壓轉換電路Rio、 R23、 C5將方波寬度轉換為相應的電壓 值，N4輸出方波經過C6、 R27觸發N8，其輸出端高電位，J吸合，其常開觸點控制對應支 路饋電開關跳閘。由於系統總開關KZ的檢漏器動作時間比KF選漏長，因此總開關KZ並 不跳閘；同時，非漏電故障支路中兩個零序電流方向相同，但由於零序電流互感器同名端相 反的設置形式，使零序電流互感器中的實際電流方向相反，因此在電路N3、 N7輸出端的方 波相反，互相箝位，使電容C5的兩端無電壓存在，N4因此輸出低電位，N8也繼之輸出低電 位，三極體GB無觸發信號，繼電器J不吸合，如此起到選擇性漏電保護的作用。此外，圖3所示信號放大電路輸入端穩壓管DWl、 DW2 、 DW3、和DW4的設置是為限 制高電壓輸入，避免損壞Ni、 N2;整形電路信號輸出端設置的二極體Vi、 V2為快速放電回 路，將C5中上次剩餘的電荷放淨，為下一次故障信號進入C5做準備，否則將使相位角電壓 轉換不準確；相位角電壓轉換電路中的二極體V3用於限制負半波，因為轉換為直流性質的 電壓，只取正半波。
權利要求
1、煤礦井下選擇性漏電保護檢測方法，其特徵是利用饋電開關KF負荷側漏電支路和電源側非漏電支路零序電流方向相反判定出漏電的被測三相支路。
2、 根據權利要求1所述的煤礦井下選擇性漏電保護檢測方法，其特徵是針對饋電開關 KF負荷側被測三相支路B!、 d，在同一饋電開關內電源側設置末端以電容C接地的參 考三相支路A2、 B2、 C2;當被測三相支路A!、 Bi、 d與參考三相支路A2、 B2、 C2中的零 序電流方向相反時，判定為被測三相支路Ah Bh d有漏電故障。
3、 一種煤礦井下選擇性漏電保護檢測裝置，其特徵是針對饋電開關KF負荷側被測三 相支路Ai、 Bi、 d，在同一饋電開關KF內電源側設置末端以電容接地的參考三相支路A2、 B2、 C2;在所述被測三相支路和參考三相支路上，分別設置被測支路零序電流互感器Ll2和 參考支路零序電流互感器LI1;設置檢測信號處理電路，所述檢測信號處理電路在所述被測 支路零序電流互感器和參考支路零序電流互感器檢測的零序電流方向相反時輸出漏電控制 信號。
4、 根據權利要求3所述的煤礦井下選擇性漏電保護檢測裝置，其特徵是設置所述被測 支路零序電流互感器Ll2和參考支路零序電流互感器LI!的同名端相反；所述檢測信號處理 電路對於來自被測支路零序電流互感器Ll2和參考支路零序電流互感器LI!的傳感信號分別 經放大、濾波和整形合成為同相方波信號，所述同相方波信號經過相位角電壓轉換電路後在 鑑別電路中對應輸出漏電檢測高電平信號，所述漏電檢測高電平信號經由微分電路觸發展寬 後，在輸出電路通過三極體驅動執行繼電器，以執行繼電器的觸點的開斷使被測支路饋電開 關跳閘。
全文摘要
煤礦井下選擇性漏電保護檢測方法及檢測裝置，其特徵是針對饋電開關KF負荷側被測三相支路，在同一饋電開關KF內電源側設置末端以電容接地的參考三相支路；在被測三相支路和參考三相支路上，分別設置被測支路零序電流互感器和參考支路零序電流互感器；設置檢測信號處理電路，檢測信號處理電路在被測支路零序電流互感器和參考支路零序電流互感器檢測的零序電流方向相反時輸出漏電控制信號。本發明檢測方法能有效消除電網分布電容過大所帶來的影響，滿足現場的要求，不會出現選漏誤動作，工作可靠。
文檔編號H02H3/34GK101309006SQ200810123189
公開日2008年11月19日 申請日期2008年6月16日 優先權日2008年6月16日
發明者楊運富 申請人:楊運富