本实用新型专利技术属于矿井低压电网供电系统故障检测和电气安全领域。具体涉及中性点不接地的矿井低压电网漏电故障的检测保护装置。包括附加直流电源及绝缘监测模块、ARM单片机管理系统模块、漏电故障判选模块和外围信号采集电路，本实用新型专利技术采用零序基波倍频相位判别方法和附加直流电源相结合的综合判别方法，并把传统的总检漏保护功能细分为低压电网母线范围内单相接地漏电故障、三相绝缘均匀下降漏电故障、总后备保护三种功能，使漏电故障性质更加清晰，便于技术人员查找、排除故障点，节省工作人员排除故障时间，有效的提高了矿井的生产效益。益。益。
【技术实现步骤摘要】
一种矿井低压电网绝缘监测及漏电保护装置
[0001]本技术属于矿井低压电网供电系统故障检测和电气安全领域。具体涉及中性点不接地的矿井低压电网漏电故障的检测保护装置。
技术介绍
[0002]我国矿井低压电网中性点接地方式大致分为三种类型：一是中性点不接地系统，二是中性点经零序电抗器接地系统，三是中性点经高阻接地系统。矿井下供电系统的安全运行是矿井安全生产的重要保障，其中漏电保护是矿井安全供电的三大保护之一(过流保护、漏电保护和保护接地)，也一直是矿井低压电网“三大保护”中最重要、最难解决的一种保护技术。而矿井低压电网所有电气故障中漏电故障不仅发生概率大，约占所有电气故障总概率的70％以上，而且是引发人身触电、相间短路、电火灾和瓦斯煤尘爆炸的潜在因素。
[0003]目前我国矿井低压电网供电系统中总开关的漏电保护功能广泛采用单一的附加直流电源判别原理，并且矿井低压两级漏电保护系统的纵向选择性，一般由级差延长动作来完成。以附加直流电源单一原理构成的这种漏电保护装置经过长期的实际运行情况表明，其漏电保护性能与应用效果普遍不理想，存在的主要问题是：
①
、因为这种类型的检漏继电器采用单一的附加直流电源的保护原理，作为总检漏保护时，纵向选择性动作时间靠级间200～250ms延时来实现，当低压电网某馈出线支路发生单相漏电故障，会频繁引起总检漏保护越级跳闸，导致低压电网总停电，影响矿井安全生产和供电的连续性，并且也造成总检漏保护与支路选择性漏电保护不相兼容、无法配合使用。
②
、现有检漏继电器漏电故障动作的故障性质区分不明晰，当总检漏保护动作后，无法具体指明是支路馈出线发生集中性单相漏电故障，还是母线范围内发生单相接地漏电故障，或者是低压电网发生三相绝缘均匀下降分散性漏电故障，不利于现场人员对漏电故障性质的判别和分析。
③
、总检漏保护装置作为总后备保护时，漏电保护动作时间按规定都设置为200～250ms，当母线范围内发生人身触电时，漏电保护动作时间远大于30ms，不符合人身触电不超过人体极限安全值30mA
·
S的规定，无法保证人身触电安全，这也不符合MT189
‑
88之4.3条的单相经1KΩ接地动作时间的规定要求。
④
、通过欧姆表连续监测和显示低压三相电网的绝缘值水平，计算精度低，误差大，并且欧姆表长期使用易毁坏，不利于提前预防矿井低压电网漏电事故的发生。
技术实现思路
[0004]本技术针对上述所存在的技术问题，根据低压电网发生漏电故障时的母线零序电压变化特性并与附加直流电源信号相结合的综合判别方法为基础，本技术提供一种矿井低压电网绝缘监测及漏电保护装置以解决矿井低压电网漏电保护一直存在的总开关频繁越级跳闸、无法与支路选择性漏电保护相互兼容、漏电故障性质不明确、低压电网绝缘值监测显示精度低、可靠性差的技术难题。
[0005]为了达到上述目的，本技术采用的技术方案为，本技术提供一种矿井低
压电网绝缘监测及漏电保护装置，其特征在于，包括附加直流电源及绝缘监测模块、ARM单片机管理系统模块、漏电故障判选模块和外围信号采集电路，其中，所述附加直流电源及绝缘监测模块包括附加直流电源电路以及三相电网绝缘监测信号处理电路；所述三相电网绝缘监测信号处理电路的输入端与外围信号采集电路相连，所述三相电网绝缘监测信号处理电路输出端与ARM单片机管理系统模块输入端相连；所述ARM单片机管理系统模块包括单片机管理系统装置CPU、母线漏电信号输入电路、三相漏电信号输入电路、总后备保护信号输入电路、三相电网绝缘值水平监测信号处理电路、人机交互操作处理电路、汉字显示电路、通讯接口电路、漏电动作值信号输出电路、计算机复位信号输出电路；所述漏电故障判选模块包括漏电故障综合判别装置、零序电压信号处理电路、漏电故障动作值信号处理电路、计算机复位信号处理电路、母线漏电信号输出电路、三相漏电信号输出电路、总后备保护信号输出电路。
[0006]作为优选，所述三相电网绝缘监测信号处理电路的输入端与外围信号采集电路相连，三相电网绝缘监测信号处理电路输出端与ARM单片机管理系统模块输入端相连。
[0007]作为优选，所述母线漏电信号输入电路、三相漏电信号输入电路、总后备保护信号输入电路输入端分别与漏电故障判选模块的输出端相连，输出端分别与单片机管理系统装置CPU输入端相连；所述三相电网绝缘值水平监测信号处理电路输入端与附加直流电源及绝缘监测模块输出端相连，输出端与单片机管理系统装置CPU输入端相连；所述人机交互操作处理电路的输出端与单片机管理系统装置CPU输入端相连；所述计算机复位信号输出电路、漏电动作值信号输出电路输出端分别与漏电故障选线模块输入端相连。
[0008]作为优选，所述漏电故障综合判别装置包括由复杂可编程逻辑器件CPLD或FPGA构成的内含零序基波倍频相位判别电路的集成电路；所述零序电压信号处理电路输入端与外围信号采集电路相连，输出端与漏电故障综合判别装置的输入端相连；漏电故障动作值信号处理电路的输入端与ARM单片机管理系统模块输出端相连，输出端与漏电故障综合判别装置的输入端相连；计算机复位信号处理电路的输入端与ARM单片机管理系统模块输出端相连，输出端与漏电故障综合判别装置的输入端相连；母线漏电信号输出电路、三相漏电信号输出电路、总后备保护信号输出电路的输入端分别与漏电故障综合判别装置的输出端相连，输出端分别与ARM单片机管理系统模块输入端相连。
[0009]作为优选，所述漏电故障综合判别装置的输出端分别与漏电故障指示灯电路、音响报警电路、母线漏电跳闸电路、三相漏电跳闸电路、总后备保护跳闸电路输入端相连。
[0010]作为优选，所述漏电故障综合判别装置包括基波零序电压信号倍频电路。
[0011]作为优选，所述外围信号采集电路包括零序电压信号获取电路、附加交流电源获取电路、三相电网绝缘监测信号获取电路和补偿电流调节获取电路。
[0012]作为优选，所述零序电压信号获取电路包括三相电抗器、变压器和降压变压器、隔直电容，用以将从三相电网母线上取出的零序电压信号发送给漏电故障判选模块。
[0013]作为优选，所述的零序电压信号获取电路、附加交流电源获取电路、三相电网绝缘监测信号获取电路和补偿电流调节获取电路设置在低压三相电网中同一段母线上。
[0014]与现有技术相比，本技术的优点和积极效果在于：
[0015]1、技术应用零序基波倍频相位判别原理和附加直流电源相结合的综合判断方法，通过集成电路ASIC实现各种漏电故障的判别，解决了矿井低压电网长期存在的支路
发生单相漏电故障，总开关频繁越级跳闸的技术难题。
[0016]2、本技术采用零序基波倍频相位判别方法和附加直流电源相结合的综合判别方法，并把传统的总检漏保护功能细分为低压电网母线范围内单相接地漏电故障、三相绝缘均匀下降漏电故障、总后备保护三种功能，使漏电故障性质更加清晰，便于技术人员本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种矿井低压电网绝缘监测及漏电保护装置，其特征在于，包括附加直流电源及绝缘监测模块、ARM单片机管理系统模块、漏电故障判选模块和外围信号采集电路，其中，所述附加直流电源及绝缘监测模块包括附加直流电源电路以及三相电网绝缘监测信号处理电路；所述三相电网绝缘监测信号处理电路的输入端与外围信号采集电路相连，所述三相电网绝缘监测信号处理电路输出端与ARM单片机管理系统模块输入端相连；所述ARM单片机管理系统模块包括单片机管理系统装置CPU、母线漏电信号输入电路、三相漏电信号输入电路、总后备保护信号输入电路、三相电网绝缘值水平监测信号处理电路、人机交互操作处理电路、汉字显示电路、通讯接口电路、漏电动作值信号输出电路、计算机复位信号输出电路；所述漏电故障判选模块包括漏电故障综合判别装置、零序电压信号处理电路、漏电故障动作值信号处理电路、计算机复位信号处理电路、母线漏电信号输出电路、三相漏电信号输出电路、总后备保护信号输出电路。2.根据权利要求1所述的一种矿井低压电网绝缘监测及漏电保护装置，其特征在于，所述母线漏电信号输入电路、三相漏电信号输入电路、总后备保护信号输入电路输入端分别与漏电故障判选模块的输出端相连，输出端分别与单片机管理系统装置CPU输入端相连；所述三相电网绝缘值水平监测信号处理电路输入端与附加直流电源及绝缘监测模块输出端相连，输出端与单片机管理系统装置CPU输入端相连；所述人机交互操作处理电路的输出端与单片机管理系统装置CPU输入端相连；所述计算机复位信号输出电路、漏电动作值信号输出电路输出端分别与漏电故障选线模块输入端相连。3.根据权利要求1所述的一种矿井低压电网绝缘监测及漏电保护装置，其特征在于，所述漏电故障综合判别装置包括由复杂可编程逻辑器件CPLD或FPGA构成的内含零序基...
【专利技术属性】
技术研发人员：李玉领，郝继东，李猛，杨公正，
申请(专利权)人：山东中兰致诚自动化设备有限公司，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。