專利名稱：用于it分組電網(wǎng)四級(jí)選漏系統(tǒng)的三級(jí)綜合選漏保護(hù)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電網(wǎng)故障檢測、安全保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及用于中性點(diǎn)不直接接地的IT 分組電網(wǎng)四級(jí)選漏系統(tǒng)的三級(jí)綜合選漏保護(hù)模塊。
背景技術(shù)：
工礦低壓電網(wǎng)通常是由變壓器低壓側(cè)的一組出線接一臺(tái)總開關(guān)，然后接并列的多 臺(tái)分開關(guān)引出多路并聯(lián)的饋出線，形成兩級(jí)至三級(jí)樹狀配電網(wǎng)。但隨著煤礦井下綜合機(jī)械 化和大型機(jī)組的應(yīng)用與發(fā)展，井下干式變壓器(KBSG和KBSGZY)不但容量大增(達(dá)500KVA、 630KVA)，而且變壓器低壓側(cè)不再是一組弓丨出線，而是同時(shí)引出2組至4組出線，需接2臺(tái)至 4臺(tái)總開關(guān)，再由這些并列的總開關(guān)接到各自的并列分開關(guān)，形成各自的母線和饋出干線， 并且每條干線的沿線或終端又接多個(gè)支路開關(guān)，引出許多支線電纜，從而直觀上形成支線、 干線和母線三級(jí)供配電系統(tǒng)；但從繼電保護(hù)上說，這種特殊低壓電網(wǎng)縱向應(yīng)分為四級(jí)，因?yàn)?這里的“母線”并非唯一，而是有2條至4條，它們都直聯(lián)變壓器二次低壓繞組，相互并聯(lián)， 顯然這2條至4條并列“母線總開關(guān)”的電源側(cè)還需設(shè)置總后備繼電保護(hù)，由于低壓側(cè)無法 設(shè)置“總后備保護(hù)總開關(guān)”，所以這種“總后備保護(hù)”只能通過變壓器高壓側(cè)的電源開關(guān)來切 除故障。因此，從礦井低壓電網(wǎng)選擇性漏電保護(hù)的研究領(lǐng)域上說，這里將這種電網(wǎng)選漏保護(hù) 叫做“IT分組電網(wǎng)四級(jí)選漏系統(tǒng)”。申請(qǐng)人:曾于2009年8月29日，在自己所取得的先期研究成果與三項(xiàng)發(fā)明專 利 ZL02110176. 7，ZL200510042067. 2 和 ZL200510044820. 1 的基礎(chǔ)上，提出申請(qǐng)?zhí)枮?200910018328. 5的發(fā)明專利申請(qǐng)“工礦低壓電網(wǎng)縱橫向時(shí)序鑒別綜合選漏模塊”，此發(fā)明專 利申請(qǐng)已于2010年2月10日公布。此項(xiàng)研究成果已作為核心器件用于“礦井低壓漏電零 序基波時(shí)序鑒別保護(hù)裝置的研究與應(yīng)用”項(xiàng)目，該保護(hù)裝置已投入實(shí)際應(yīng)用，并于2009年 12月23日通過專家鑒定。該專利申請(qǐng)旨在研究解決礦井低壓縱向兩級(jí)橫向6路選擇性漏電保護(hù)中多個(gè)技 術(shù)難題，主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是“不僅能把漏電故障按性質(zhì)區(qū)分為單相集中性漏電和三相對(duì)稱分散 性漏電，而且能把單相集中性漏電再分解為各饋出線上發(fā)生的和母線上發(fā)生的，并在有零 序電抗器補(bǔ)償?shù)牡蛪弘娋W(wǎng)實(shí)現(xiàn)人體觸及低壓母線時(shí)總開關(guān)跳閘不超過30mA · S安全值，觸 及分路饋出線時(shí)能在30ms內(nèi)發(fā)跳閘命令”。然而，該專利申請(qǐng)200910018328. 5只適用于 總開關(guān)和分開關(guān)都設(shè)置在同一變電峒室的兩級(jí)保護(hù)的低壓電網(wǎng)，而無法解決本申請(qǐng)?zhí)岢龅?“IT分組電網(wǎng)四級(jí)選漏系統(tǒng)”功能要求和技術(shù)指標(biāo)。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型在上述ZL02110276. 7、ZL200510042067. 2和 ZL200510044820. 1三項(xiàng)發(fā)明專利及已公開的申請(qǐng)?zhí)枮?00910018328. 5發(fā)明專利申請(qǐng)基礎(chǔ) 上，提供一種用于IT分組電網(wǎng)四級(jí)選漏系統(tǒng)的三級(jí)綜合選漏保護(hù)模塊，用于變電峒室內(nèi)的 綜合選漏裝置中，能夠保證人身觸及包括該組母線及所屬各路干線在內(nèi)的低壓母線開關(guān)負(fù)
3荷側(cè)的任何地方，都能在IOOms內(nèi)給干線開關(guān)或母線開關(guān)有選擇性地發(fā)出跳閘命令，實(shí)現(xiàn) 有選擇性的快速漏電保護(hù)。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下包含有零序電壓Utl、各干線零序電流Itll Itln、絕緣電阻動(dòng)作值直流檢測信號(hào)UDZ、 分組母線零序電流i·和三級(jí)綜合選漏時(shí)序鑒別器，將上述電流信號(hào)ica ^和分別 分解為正負(fù)半波，再經(jīng)過濾波、鑒幅、整形、光耦等環(huán)節(jié)的信號(hào)處理，得到Icu+Uoylcta+Ut、 Ι_、Ι_-;將零序電壓Utl分為兩組，每組分別分解為正負(fù)半波再經(jīng)過濾波、移相、整形、光耦 等環(huán)節(jié)的信號(hào)處理，得到U0jl+、U0jl_、U0j2+、U0j2_ ；將上述得到的電流信號(hào)、電壓信號(hào)及絕緣電 阻動(dòng)作值直流檢測信號(hào)Udz輸入三級(jí)綜合選漏時(shí)序鑒別器，所述三級(jí)綜合選漏時(shí)序鑒別器 內(nèi)部設(shè)置有總后備保護(hù)“ZHBTZ”、分母線接地保護(hù)“FMXJD”、分母線后備保護(hù)“FMXHB”和各 干線選漏保護(hù)“GXLB”，分別用于驅(qū)動(dòng)跳閘TZ、驅(qū)動(dòng)LED和驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)接口。本實(shí)用新型所提供的三級(jí)綜合選漏保護(hù)模塊，能夠保證人身觸及包括該組母線及 所屬各路干線在內(nèi)的低壓母線開關(guān)負(fù)荷側(cè)的任何地方，都能在IOOms內(nèi)給干線開關(guān)或母線 開關(guān)有選擇性地發(fā)出跳閘命令，實(shí)現(xiàn)有選擇性的快速漏電保護(hù)，從而對(duì)于帶零序電抗器補(bǔ) 償?shù)?60V及以下電壓級(jí)電網(wǎng)，可以保證30mA · S安全值內(nèi)就近切斷故障線路與電源的聯(lián) 系；而作為四級(jí)選漏的總后備保護(hù)，對(duì)于人身觸電或單相經(jīng)1ΚΩ接地漏電的保護(hù)動(dòng)作發(fā)跳 閘命令的時(shí)間不超過400ms，該總后備保護(hù)還同時(shí)擔(dān)負(fù)單相高阻接地和三相對(duì)稱性漏電的 保護(hù)，但動(dòng)作時(shí)間相對(duì)長些，與阻值對(duì)應(yīng)，對(duì)保障礦井安全生產(chǎn)尤其對(duì)大型礦井與特大型礦 井主采區(qū)或高產(chǎn)采煤工作面的供電安全和連續(xù)生產(chǎn)具有重大意義；還有分母線后備保護(hù)， 作為所屬干線和支線上人身觸電或單相經(jīng)1ΚΩ接地的后備保護(hù)，動(dòng)時(shí)間在300ms內(nèi)，對(duì) 保證人身觸電安全和避免瓦斯煤塵爆炸，具有重大意義。

圖1為本實(shí)用新型原理示意圖；圖2為本實(shí)用新型圍接線示意圖；圖3為本實(shí)用新型應(yīng)用原理示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述本實(shí)用新型中零序電壓Utl和零序電流iQ的提取方法與ZL200510042067. 2類同， 略有改進(jìn)；漏電故障判選原理采用零序基波時(shí)序鑒別與附加直流電源檢測相結(jié)合的方法； 為了限制單相接地漏電電流，還采用ZL200510044820. 1提出的零序電抗器分散補(bǔ)償方法。如圖1所示，三級(jí)綜合選漏保護(hù)模塊與申請(qǐng)?zhí)枮?00910018328. 5的專利說明書 附圖1 “縱橫向時(shí)序鑒別綜合選漏模塊”相似，創(chuàng)新點(diǎn)在于在二級(jí)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，“三級(jí)綜合選 漏保護(hù)模塊”的特點(diǎn)，一是新增了分母線零序電流信號(hào)i·輸入與處理電路，然后將信號(hào)引 入“三級(jí)綜合選漏時(shí)序鑒別器”；二是將對(duì)應(yīng)于二級(jí)系統(tǒng)稱分路饋出線的漏電保護(hù)定義為干 線選漏保護(hù)“GXLB”，擔(dān)任干線上人身觸電和單相經(jīng)1ΚΩ漏電的主保護(hù)，兼干線下屬各支路 人身觸電或單相經(jīng)1ΚΩ漏電的后備保護(hù)，該保護(hù)“GXLB”動(dòng)作時(shí)間，由二級(jí)系統(tǒng)饋出線的 “彡30ms”改為GXLB的“彡100ms” ；三是將二級(jí)系統(tǒng)的母線接地保護(hù)改為分母線接地保護(hù)“FMXJD”，指人身觸及分母線范圍的快速保護(hù)，動(dòng)作時(shí)間也是“彡100ms” ；四是將對(duì)應(yīng)于分 組母線開關(guān)處的分母線后備保護(hù)“FMXHB”定義為所屬干線人身觸電和單相漏電的近后備保 護(hù)，兼下屬支路人身觸電或單相漏電的遠(yuǎn)后備保護(hù)，動(dòng)作時(shí)間< 300ms ；五是新增總后備保 護(hù)“ZHBTZ”，擔(dān)任系統(tǒng)三相對(duì)稱漏電故障的主保護(hù)和支線、干線、分組母線上人身觸電和單 相漏電的總后備保護(hù)，動(dòng)作時(shí)間< 400ms。綜合圖1和圖2，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理如下(1)、將從圖2的三相電抗器SKO中性點(diǎn)對(duì)地經(jīng)電容CO隔直、變壓器TCO降壓取出 的零序電壓Utl接入圖1后分為兩組，每一組又分為正半波和負(fù)半波兩部分，分別經(jīng)過濾波、 移相、整形、光耦等“信號(hào)處理電路”取得4個(gè)基準(zhǔn)電壓方波信號(hào)UcuiPUwPUcu2PUtljP(2)、將從圖2中各干線零序電流互感器CT 二次側(cè)取出的零序電流信號(hào)4、、2、··· 4接入圖1，然后各分為正半波和負(fù)半波兩部分，并分別經(jīng)濾波、鑒幅、整形、光耦等“信號(hào) 處理電路”取得基準(zhǔn)方波信號(hào)ΙΜ+、101-> 102+> I.、…1_、Ion-等。(3)、UDZ是藉助傳統(tǒng)的附加直流電源法由圖2中“絕緣監(jiān)視附加直流電源盒”取得 到的，反映電網(wǎng)對(duì)地絕緣水平的“絕緣電阻動(dòng)作值”信號(hào)，經(jīng)濾波、光耦等信號(hào)處理(圖1中 未畫出)，仍記為Udz。(4)、從圖2中分組母線上的零序電流互感器二次取出的分母線零序電流i·接 入圖1后再分解為正負(fù)半波再經(jīng)過濾波、鑒幅、整形、光耦等環(huán)節(jié)的信號(hào)處理，得到1_+和
Iofm-O(5)將上述得到的υ叩+、 卜、、，、 ^ iQ1+、ι
01-、工02+、工02-、…I〇n+、I〇n-、！OFM+、IOFM- W
及Udz等輸入信號(hào)輸入三級(jí)綜合選漏時(shí)序鑒別器，經(jīng)過該三級(jí)綜合選漏時(shí)序鑒別器內(nèi)部的 邏輯運(yùn)算、分析和判斷，將故障鑒別結(jié)果輸出。(6)三級(jí)綜合選漏時(shí)序鑒別器將輸出信號(hào)分別設(shè)置為干線跳閘信號(hào)GXTZp GXTZ2-GXTZn,分母線跳閘信號(hào)FMXTZ，總后備跳閘信號(hào)ZHBTZ ；干線選漏保護(hù)計(jì)算機(jī)接口 GXLBl J、GXLB2J…GXLBnJ，分母線接地漏電計(jì)算機(jī)接口信號(hào)FMXJDJ，三相對(duì)稱漏電計(jì)算機(jī) 接口 SXLDJ，分母線后備保護(hù)計(jì)算機(jī)接口信號(hào)FMXHBJ ；干線選漏保護(hù)LED燈光指示GXLB1L、 GXLB2L、…GXLBnL，分母線接地漏電LED指示信號(hào)FMXJDL，三相對(duì)稱漏電保護(hù)動(dòng)作LED指 示信號(hào)SXLDJ，分母線后備保護(hù)LED指示信號(hào)FMXHBL。如圖3所示，針對(duì)“IT分組電網(wǎng)四級(jí)選漏系統(tǒng)”中支路開關(guān)離散設(shè)置、各組分母線 開關(guān)和相應(yīng)的干線分路開關(guān)設(shè)置于變電峒室內(nèi)、變壓器低壓線圈及2至4組引出線的總后 備保護(hù)需借助變壓器高壓側(cè)電源開關(guān)等具體情況，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了三級(jí)綜合選漏保護(hù)模 塊，該三級(jí)綜合選漏保護(hù)模塊連接外圍接線電路，設(shè)置于變電峒室內(nèi)用以實(shí)現(xiàn)對(duì)包括干線、 分母線和總后備三級(jí)的選擇性漏電保護(hù)，每組分母線及所屬干線配置一個(gè)；另外，支路選漏 保護(hù)模塊連接外圍接線電路，設(shè)置于各支路饋電開關(guān)內(nèi)用以實(shí)現(xiàn)對(duì)各支路的選擇性漏電保 護(hù)，每個(gè)饋電開關(guān)內(nèi)配置一個(gè)。下面根據(jù)圖3提供應(yīng)用本實(shí)用新型的五個(gè)相關(guān)具體實(shí)施例1、用于煤礦井下660V/1140V的IT分組四級(jí)供配電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)四級(jí)快速選漏保護(hù)。2、用于煤礦井下1140V/3300V負(fù)荷中心，負(fù)荷中心同時(shí)具有1140V/3300V兩種配 電電壓，每種電壓的配出形式與圖3所示IT分組多級(jí)電網(wǎng)相似，因此每個(gè)負(fù)荷中心根據(jù)不 同需要配置不同數(shù)量的“三級(jí)綜合選漏保護(hù)模塊”和“支路選漏保護(hù)模塊”，以實(shí)現(xiàn)四級(jí)快速
5選漏保護(hù)。3、用于煤礦井下具有局部扇風(fēng)機(jī)需要專用變壓器、專用饋電開關(guān)和專用電纜以保 證不間斷供電的“三?！惫╇妶鏊?，利用本發(fā)明提供的選漏保護(hù)系統(tǒng)的特殊功能，將采區(qū)變 電所通常的礦用變壓器二次低壓側(cè)的一臺(tái)總開關(guān)改為兩臺(tái)并聯(lián)總開關(guān)，類似圖3中母線開 關(guān)4與母線開關(guān)5，這新增的總開關(guān)及其饋出的電纜就作為“三?！敝械摹皟蓪！?，由于有兩 臺(tái)總開關(guān)分別實(shí)現(xiàn)多級(jí)選漏的總后備保護(hù)，專用變壓器可以省去，既保證了供電安全，又節(jié) 省了專用變壓器購置費(fèi)和所占用峒室空間。4、用于煤礦井下通常的母線、干線、支線“三級(jí)”選漏系統(tǒng)，這時(shí)只需將本實(shí)用新型 的總后備保護(hù)“ZhbTZ”功能合并到“FMXTZ”中即可，以實(shí)現(xiàn)三級(jí)快速選漏保護(hù)。5、用于選煤廠、化工廠、石化、船舶的IT低壓三級(jí)配電網(wǎng)，用法與“4”類似，已實(shí)現(xiàn) 低壓三級(jí)電網(wǎng)快速選漏保護(hù)。
權(quán)利要求一種用于IT分組電網(wǎng)四級(jí)選漏系統(tǒng)的三級(jí)綜合選漏保護(hù)模塊，包含有零序電壓u0、各干線零序電流i01～i0n和絕緣電阻動(dòng)作值直流檢測信號(hào)UDZ，其特征在于，還包含有分組母線零序電流i0FM和三級(jí)綜合選漏時(shí)序鑒別器，將上述電流信號(hào)i01～i0n和i0FM分別分解為正負(fù)半波，再經(jīng)過濾波、鑒幅、整形、光耦等環(huán)節(jié)的信號(hào)處理，得到I01+、I01 …I0n+、I0n 、I0FM+、I0FM ；將零序電壓u0分為兩組，每組分別分解為正負(fù)半波再經(jīng)過濾波、移相、整形、光耦等環(huán)節(jié)的信號(hào)處理，得到U0j1+、U0j1 、U0j2+、U0j2 ；將上述得到的電流信號(hào)、電壓信號(hào)及絕緣電阻動(dòng)作值直流檢測信號(hào)UDZ輸入三級(jí)綜合選漏時(shí)序鑒別器，所述三級(jí)綜合選漏時(shí)序鑒別器內(nèi)部設(shè)置有總后備保護(hù)“ZHBTZ”、分母線接地保護(hù)“FMXJD”、分母線后備保護(hù)“FMXHB”和各干線選漏保護(hù)“GXLB”，分別用于驅(qū)動(dòng)跳閘TZ、驅(qū)動(dòng)LED和驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)接口。
專利摘要本實(shí)用新型在ZL02110276.7、ZL200510042067.2和ZL200510044820.1三項(xiàng)發(fā)明專利及已公開的申請(qǐng)?zhí)枮?00910018328.5發(fā)明專利申請(qǐng)基礎(chǔ)上，公開了一種用于IT分組電網(wǎng)四級(jí)選漏系統(tǒng)的三級(jí)綜合選漏保護(hù)模塊，保證人身觸及包括該組母線及所屬各路干線在內(nèi)的低壓母線開關(guān)負(fù)荷側(cè)的任何地方，都能在100ms內(nèi)給干線開關(guān)或母線開關(guān)有選擇性地發(fā)出跳閘命令，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的漏電保護(hù)，對(duì)于660V及以下電壓的低壓電網(wǎng)能保證人身觸電在30mA·S安全值內(nèi)就近切斷故障線路。
文檔編號(hào)G01R31/02GK201667529SQ20102016435
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月14日
發(fā)明者付英, 傅桂興 申請(qǐng)人:傅桂興