一种矿山低压电网漏电检选系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种矿山低压电网漏电检选系统，它包括由根电网以及多级子电网组成的树状结构的低压电网，根电网以及多级子电网中分别包括各自的母线以及与其母线连接的至少一条馈出线，在与根电网的母线连接的至少一条馈出线上以及与由根电网直至各级子电网母线与母线之间依次级联的至少一条馈出线上设有的馈电开关的后端即远离其所在级的母线一侧同样设有三相电压传感器和三相电流传感器；各个三相电压传感器和三相电流传感器通过与之配套的零序电压电流处理单元分别与控制中心的总服务器进行通讯；本实用新型专利技术面对多级的矿山低压电网，解决了现有的小电流接地系统中，因零序电流信号过小而导致无法判出故障线路的技术问题。

Leakage detection and selection system for mine low voltage power grid

The utility model discloses a mine low voltage power grid leakage detecting system, which comprises a low voltage power grid structure consists of a root tree grid and multi-level sub grid, respectively connected to the respective bus and bus at least one feeder line grid and multi-level sub grid, at least one side bus connection in feed the root of the grid bus and the outlet and at least one feed and formed by a grid until all sub grid bus and bus are cascade outlet arranged on the back end of the switch away from the same level with the three-phase voltage and three-phase current sensor sensor; each three-phase voltage and three-phase current sensor sensor through matching with the zero sequence voltage and current processing unit is communicated with the total server control center; the utility model in the face of mine low voltage power grid level It solves the technical problem that the existing zero current signal is too small to lead to the fault line in the existing small current grounding system.

【技术实现步骤摘要】
一种矿山低压电网漏电检选系统
本技术涉及一种矿山低压电网漏电检选系统。
技术介绍
当前，我国10KV以下矿山井下低压电网，发生接地漏电故障类型多为单相接地故障。当系统较小时，接地电容电流较小，多采用中性点不接地系统。当发生接地故障时，接地保护装置可以比较准确的选出故障线路，随着供电系统的不断增大，电缆长度大幅增加，这时，多采用中性点经消弧线圈或高阻接地系统，消弧线圈接地系统中，当发生接地故障时，接地电容电流很大，利用消弧线圈的电感电流对电网的接地电容电流进行补偿，使故障点的接地电流成为显著减小的残余电流；进而导致故障相接地电弧的恢复电压上升速度减慢，使电弧自行熄灭。但中性点经销弧线圈接地系统也存在自身缺点，消弧线圈需定量控制，既不能使残流过大，导致熄灭电弧困难，还应使失谐度控制在5％左右，避免发生串联谐振。另外，当消弧线圈处于过补偿状态，致使接地线路和非接地线路流过的故障线路零序电流方向相同，使选线装置的选线准确率大大降低，甚至无法选出故障线路。对于中性点经高阻接地的方式，与消弧线圈接地方式相似，但性质不同，消弧线圈是接近于开路的纯感性元件，感性电流和容性电流相位差180度，对电容电流起补偿作用。而高阻接地方式以电阻为主，与容性电流接近90度的相位差，接地电流为容性电流和电阻性电流的相量和，因此具有明显的谐振阻尼和加速衰减作用，这样既对发电机的绝缘安全有利。还可快速选出接地故障相。但高电阻接地方式下，为保障接地电弧瞬间熄灭，一般单相接地电流不应大于10A，因此只宜在规模较小的10KV及以下电网中应用，所以适用范围受到限制。我国配电网中大部分采用中性点不接地或经消弧线圈接地系统。小电流接地系统多是中性点不接地系统和中性点经高电阻接地系统。配电网络中，从母线方向引出的多条馈出线可以是单级或多级网络，线路发生单相漏电故障时，系统参数对称性遭到破坏，中性点产生零序电压，产生的零序电流为线路对地电容电流或消弧线圈过补偿后的残流值，数值很小甚至在阈值以下，在进行检选过程中，故障特征不明显，存在盲区，会出现在一种故障情况下工作良好的检选装置，在另一种情况下发生失效的情况。此外，在配电网络中，电缆的接地电容随环境、接地电阻等的变化而发生变化，这使得零序电流变化范围较大。在零序电流较小时，即使线路发生故障时，利用零序电流与电压的相位差也不易判定出。同样，因零序电压成分包含有行波、高频振荡、谐波和基波信号，利用稳态信号分量进行分析以期得的判定依据也难以获得较好的结果。而配电网络一旦发生单相接地故障，如不能及时切除，则可能进一步发展成两相短路接地故障，进而造成大面积停电等事故，严重影响煤矿的安全生产和人身安全。因此，全面、快速检选出网络中的故障线路并切除自然是保矿山安全生产和人身安全至关重要的事。
技术实现思路
本技术的一个目的是克服现有小电流接地系统故障选线方法的不足，提出一种矿山低压电网漏电检选系统。为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：一种矿山低压电网漏电检选方法，它包括的步骤是：步骤1)针对建立的树状结构的矿山低压电网，在各个馈出线上的馈电开关远离其母线的后端安装三相电压传感器和三相电流传感器；步骤2)各个三相电压传感器和三相电流传感器进行数据采集并处理以获得零序电压和利用零序电压和零序电流最大幅值之比作为标幺值重构后的零序电流，对滤波后的零序电压和重构后的零序电流进行上升沿的相位差比较，由相位差获得故障线路判定依据；步骤3)当电网中某点发生接地故障时，结合步骤2的判定依据，通过各个三相电压传感器和三相电流传感器配套的零序电压电流处理单元与控制中心的总服务器进行通讯，综合确定故障线路所在位置。所述步骤1)具体为：建立包括根电网以及多级子电网的树状结构的低压电网，其中，根电网以及多级子电网中分别包括各自的母线和与其母线连接的至少一条馈出线，主变压器与所述根电网的母线之间通过主开关连接，由根电网直至多级子电网的母线与母线之间通过各自的设有至少一个馈电开关的一条馈出线依次级联，在主开关的后端即靠近所述根电网的母线侧的接线上设有三相电压传感器和三相电流传感器，在与根电网的母线连接的至少一条馈出线上以及与由根电网直至各级子电网的母线与母线之间依次级联的至少一条馈出线上设有的馈电开关的后端即远离其所在级的母线一侧同样设有三相电压传感器和三相电流传感器；所述的根电网直至多级子电网中的各个三相电压传感器和三相电流传感器通过与之配套的零序电压电流处理单元分别与控制中心的总服务器进行通讯；所述步骤2)具体为：各个所述的零序电压电流处理单元中设有的控制器检测上述的三相电压传感器和三相电流传感器获得的相电压、相电流、当包括根电网在内的各电网中某点有漏电发生时，相应的该级电网中的所述控制器利用采集到的发生在该点处的馈出线的各相相电压、相电流的矢量和解算得到零序电压和零序电流；利用带通滤波器，对得到的零序电压和零序电流分别采用5阶滤波器，通频带为40～70赫兹进行带通滤波，同时对滤波后零序电压和零序电流进行正弦化处理，使之瞬时幅值与相角的关系满足标准正弦波的零序电压和零序电流利用幅值检波器对满足标准正弦波特性的零序电压和零序电流检出最大幅值，利用零序电压和零序电流最大幅值之比作为标幺值，对检出的零序电流的最大幅值进行放大重构；利用相位比较器对滤波后的零序电压和重构后的零序电流，进行过零点比较，只比较上升沿，读取周期和相位差；零序电压电流处理单元中设有的控制器对相位差进行判断，以零序电压过零点为基准，零序电压与零序电流的上升沿的相位差在时，判定该馈出线为非故障线路；在时，判定该馈出线为故障线路。所述步骤3)包括：若根据步骤2)获得的各个电网中的各个零序电压和重构后的零序电流两者的相位差相等，同时，根电网直至多级子电网中均获得零序电压和零序电流且获得的各个零序电压和零序电流均满足欧姆定律其中Z为各级子电网的各个馈出线路阻抗，则判定为主变压器与主开关之间，即主变压器输出端后主开关之前发生单相接地。所述步骤3)还包括:若根电网直至多级子电网中均获得零序电压和零序电流，在主开关的后端即靠近所述根电网的母线侧的接线上设有的三相电流传感器采集并解算得到的零序电流等于零，其他各级子电网中获得的各个零序电压和零序电流均满足欧姆定律其中Z为各级子电网的各个馈出线路阻抗，则判定为根电网的母线发生单相接地。所述步骤3)还包括:若根电网直至多级子电网中均获得零序电压和零序电流，经步骤2)获得与根电网的母线连接的一条馈出线上设有的馈电开关的后端的三相电压传感器和三相电流传感器获得的零序电压和重构后的零序电流两者的相位差在之间，同时该零序电流的幅值与连接在根电网的母线上的其它馈出线的零序电流的幅值相比为最大且相位相反，其他馈出线上以及其他各级子电网中馈出线上获得的各个零序电压和零序电流均满足欧姆定律其中Z为各级子电网的各个馈出线路阻抗，主开关的后端即靠近所述根电网的母线侧的接线上设有的三相电流传感器采集并解算得到的零序电流等于零，则判定与根电网的母线连接的该条馈出线的馈电开关的后端发生单相接地。所述步骤3)还包括:若根电网直至多级子电网中均获得零序电压和零序电流，经步骤2)获得根电网的母线与第一级子电网的母线之间连接的一条馈出线上设有的馈电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿山低压电网漏电检选系统，其特征在于，它包括由根电网以及多级子电网组成的树状结构的低压电网，根电网以及多级子电网中分别包括各自的母线以及与其母线连接的至少一条馈出线，主变压器与所述根电网的母线之间通过主开关连接，由根电网直至多级子电网的母线与母线之间通过各自的设有至少一个馈电开关的一条馈出线依次级联，在主开关的后端即靠近所述根电网的母线侧的接线上设有三相电压传感器(1)和三相电流传感器(2)，在与根电网的母线连接的至少一条馈出线上以及与由根电网直至各级子电网母线与母线之间依次级联的至少一条馈出线上设有的馈电开关的后端即远离其所在级的母线一侧同样设有三相电压传感器(1)和三相电流传感器(2)；所述的根电网直至多级子电网中的各个三相电压传感器和三相电流传感器通过与之配套的零序电压电流处理单元(14)分别与控制中心的总服务器(15)进行通讯；所述零序电压电流处理单元包括与三相电压传感器(1)和三相电流传感器(2)连接的第一控制器(3)，所述第一控制器(3)通过第一带通滤波器(4)与第一幅值检波器(6)连接，所述第一控制器(3)还通过第二带通滤波器(5)与第二幅值检波器(7)连接，所述第二幅值检波器(7)经反相器处理后的信号与第一幅值检波器(6)输出信号一同输入第一乘法器(8)中，所述第一乘法器(8)再与第二幅值检波器(7)输出信号一同输入到第二乘法器(9)中，所述的第一幅值检波器(6)经第一跟随器(10)和所述的第二乘法器(9)经第二跟随器(11)输出的信号一起经相位比较器(12)比较后再送入第二微处理器(13)，所述第二微处理器(13)与控制中心的总服务器(15)进行通讯。...

【技术特征摘要】
1.一种矿山低压电网漏电检选系统，其特征在于，它包括由根电网以及多级子电网组成的树状结构的低压电网，根电网以及多级子电网中分别包括各自的母线以及与其母线连接的至少一条馈出线，主变压器与所述根电网的母线之间通过主开关连接，由根电网直至多级子电网的母线与母线之间通过各自的设有至少一个馈电开关的一条馈出线依次级联，在主开关的后端即靠近所述根电网的母线侧的接线上设有三相电压传感器(1)和三相电流传感器(2)，在与根电网的母线连接的至少一条馈出线上以及与由根电网直至各级子电网母线与母线之间依次级联的至少一条馈出线上设有的馈电开关的后端即远离其所在级的母线一侧同样设有三相电压传感器(1)和三相电流传感器(2)；所述的根电网直至多级子电网中的各个三相电压传感器和三相电流传感器通过与之配套的零序电压电流处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文宏，郭斌，孙彦良，亓学广，
申请(专利权)人：山东科技大学，泰安华讯电气有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37