專利名稱：一種礦用低壓電網(wǎng)容性電流自動(dòng)補(bǔ)償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種礦用低壓電網(wǎng)容性電流自動(dòng)補(bǔ)償裝置，屬于煤礦自動(dòng)化檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種附加電源直流檢測式漏電保護(hù)器的容性電流自動(dòng)補(bǔ)償裝置，該裝置應(yīng)用于煤礦井下中性點(diǎn)不接地的660V及1140V低壓供電漏電保護(hù)系統(tǒng)的容性電流自動(dòng)補(bǔ)償，克服了現(xiàn)有容性電流補(bǔ)償裝置無法根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行變化自動(dòng)快速調(diào)整的缺陷，可完全取代現(xiàn)有技術(shù)的低壓電網(wǎng)容性電流補(bǔ)償裝置。
背景技術(shù)：
在中性點(diǎn)直接接地的低壓供電系統(tǒng)中，若發(fā)生漏電事故，將會(huì)產(chǎn)生很大電流，甚至 可達(dá)數(shù)百、數(shù)千安培，對安全生產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅。因此，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定嚴(yán)禁井下配電變壓器中性點(diǎn)直接接地，嚴(yán)禁由地面中性點(diǎn)直接接地的變壓器或發(fā)電機(jī)直接向井下供電。目前，國內(nèi)井下廣泛采用變壓器中性點(diǎn)絕緣的供電系統(tǒng)，對中性點(diǎn)絕緣的供電系統(tǒng)，發(fā)生單相接地(包括直接接地和經(jīng)過渡阻抗接地)或兩相、三相對地的總絕緣阻抗下降到危險(xiǎn)值的電氣故障就叫漏電故障。對于此類供電系統(tǒng)人身觸及一相帶電導(dǎo)體的情況，屬于單相經(jīng)過渡阻抗接地，對人來說是發(fā)生了觸電，對整個(gè)供電系統(tǒng)來說就是發(fā)生了漏電。在電網(wǎng)發(fā)生漏電故障時(shí)，必須采取有效的保護(hù)措施，否則會(huì)造成如下問題人身觸電事故；接地點(diǎn)產(chǎn)生的漏電火花引起瓦斯煤塵爆炸；電雷管的提前引爆；長期存在的漏電可能使電氣設(shè)備的絕緣進(jìn)一步惡化，造成相間短路、電火災(zāi)和其他危及礦井安全的電氣故障。電網(wǎng)若發(fā)生漏電故障，最容易檢測到的是電網(wǎng)各相對地絕緣電阻的下降，直接對電網(wǎng)各相對地絕緣進(jìn)行檢測的漏電保護(hù)方式是附加電源直流檢測式漏電保護(hù)，它具有保護(hù)全面，跳閘不受故障類型和發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)的影響，動(dòng)作值整定簡單，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于低壓供電系統(tǒng)饋電開關(guān)和磁力啟動(dòng)器中。井下低壓電網(wǎng)對地電容的存在，會(huì)使漏電電流和人身觸電電流顯著增大，而單純提高絕緣電阻，到一定程度后反而會(huì)使漏電電流和人身觸電電流增大。從電網(wǎng)運(yùn)行的角度看，則希望絕緣電阻越高越好。這一矛盾，只有在電容的作用完全消失，或者說電容電流完全被補(bǔ)償?shù)那闆r下，才能得到解決。由電工理論可知，在電感與電容并聯(lián)的電路中，電感電流與電容電流反相，前者滯后電源電壓90°，后者超前電源電壓90°，因此在附加電源直流檢測式漏電保護(hù)中的人為中性點(diǎn)與大地之間增設(shè)一條可調(diào)的感性支路，利用零序電流流過感性支路所產(chǎn)生的電感電流與電網(wǎng)對地電容電流相抵消，使故障處漏電電流或人身觸電電流大為降低，這就是電容電流補(bǔ)償。附加電源直流檢測式漏電保護(hù)器有一個(gè)突出的特點(diǎn)是可以補(bǔ)償整個(gè)供電單元電容電流，使漏電電流和人身觸電電流減小，等于人為地減輕了故障程度。煤礦常用的附加電源直流檢測式漏電保護(hù)器有JJKY30型和JJB型(JY82型改進(jìn)后)，其中JJKY30型采用飽和電抗器補(bǔ)償電容電流，JY82型采用抽頭式電抗器，有級(jí)調(diào)節(jié)電感量補(bǔ)償電容電流，兩類系統(tǒng)都需要手動(dòng)按住補(bǔ)償按鈕，通過觀測漏電監(jiān)視電流表，進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。但井下低壓供電單元的對地分布電容大小與電纜的長度、截面、絕緣材料的厚度和電介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，受長度影響最大，電纜總長度越長，電網(wǎng)對地電容越大，容抗越小。特別是采掘工作面的設(shè)備經(jīng)常移動(dòng)，電纜長度不斷變換，引起對地分布電容變化較大?，F(xiàn)有容性電流補(bǔ)償裝置存在的問題
I.電容電流補(bǔ)償調(diào)整周期太長，一旦電感值確定以后在井下就不能隨電網(wǎng)分布電容參數(shù)變化及時(shí)調(diào)整，因而不能保證在整個(gè)使用周期內(nèi)的最佳補(bǔ)償，一旦分布電容發(fā)生變化，便會(huì)出現(xiàn)過補(bǔ)償或欠補(bǔ)償，降低了安全性。2.每次操作需要開蓋，手動(dòng)改變抽頭或手動(dòng)調(diào)節(jié)，通過目測電流表配合人工調(diào)節(jié)，操作不方便，調(diào)節(jié)繁瑣。并且在井下帶電打開防爆外殼調(diào)整不符合防爆技術(shù)要求，甚至?xí)斐尚碌牟话踩蛩亍?.為符合防爆要求，調(diào)整一般均在地面進(jìn)行，無法準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)對井下參數(shù)的最佳補(bǔ)
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一種礦用低壓電網(wǎng)容性電流自動(dòng)補(bǔ)償裝置，目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，從而公開一種根據(jù)分布電容的變化，每日在對低壓檢漏裝置的運(yùn)行情況進(jìn)行一次跳閘試驗(yàn)前自動(dòng)調(diào)節(jié)電感值，自動(dòng)補(bǔ)償電容電流，不需要開蓋手動(dòng)操作，便使系統(tǒng)達(dá)到最佳補(bǔ)償狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)附加電源直流檢測式漏電保護(hù)器的容性電流自動(dòng)補(bǔ)償。本發(fā)明一種礦用低壓電網(wǎng)容性電流自動(dòng)補(bǔ)償裝置，其特征在于是一種根據(jù)分布電容的變化，每日在對低壓檢漏裝置的運(yùn)行情況進(jìn)行一次跳閘試驗(yàn)前自動(dòng)調(diào)節(jié)電感值，自動(dòng)補(bǔ)償電容電流，不需要開蓋手動(dòng)操作，便使系統(tǒng)到達(dá)最佳補(bǔ)償狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)附加電源直流檢測式漏電保護(hù)器的容性電流自動(dòng)補(bǔ)償，整套裝置由電容電流自動(dòng)補(bǔ)償主電路及電容電流自動(dòng)補(bǔ)償控制電路兩部分組成，所述電容電流自動(dòng)補(bǔ)償主電路由電容電流自動(dòng)補(bǔ)償繼電器有級(jí)切換電路與電容電流自動(dòng)補(bǔ)償步進(jìn)電機(jī)無級(jí)調(diào)節(jié)電路組成，所述電容電流自動(dòng)補(bǔ)償繼電器有級(jí)切換電路由磁放大器15及繼電器切換電路組成，磁放大器15是系統(tǒng)原有的補(bǔ)償電感，包括磁放大器上交流繞組L1、磁放大器下交流繞組L2和磁放大器直流繞組L3,安裝時(shí)磁放大器上交流繞組L1和磁放大器下交流繞組L2串聯(lián)連接，磁放大器上交流繞組L1和磁放大器下交流繞組L2分別留出四個(gè)抽頭，并保證每組對應(yīng)抽頭匝數(shù)相同，線徑相同，磁放大器上交流繞組L1與三相電抗器14的中性點(diǎn)相連，磁放大器下交流繞組L2與接地電容C4連接，并通過接地電容C4與局部接地極17連接，接地電容C4為原有附加電源直流檢測式漏電保護(hù)器的隔直電容；繼電器切換電路由I號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)101、2號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)201、3號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)301、4號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)401、5號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)501、6號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)601、7號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)701和8號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)801組成，I號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)101與5號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)501閉合接入交流繞組總匝數(shù)的四分之一，2號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)201與6號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)601閉合接入交流繞組總匝數(shù)的二分之一，3號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)301與7號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)701閉合接入交流繞組總匝數(shù)的四分之三，4號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)401與8號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)801閉合接入全部交流繞組，繼電器切換的目的是通過調(diào)整抽頭接線方式改變匝數(shù)實(shí)現(xiàn)改變磁放大器15電感值，其調(diào)節(jié)過程是有級(jí)的；所述電容電流自動(dòng)補(bǔ)償步進(jìn)電機(jī)無級(jí)調(diào)節(jié)電路由磁放大器15、磁放大器直流電源13、旋轉(zhuǎn)式可調(diào)電位器4、聯(lián)軸器3、步進(jìn)電機(jī)2及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器11組成，安裝時(shí)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器11連接步進(jìn)電機(jī)2，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器11給步進(jìn)電機(jī)2提供動(dòng)作所需的指令信號(hào)及驅(qū)動(dòng)功率，步進(jìn)電機(jī)2的輸出軸與旋轉(zhuǎn)式可調(diào)電位器4的調(diào)節(jié)軸通過聯(lián)軸器3連接，目的是步進(jìn)電機(jī)2的轉(zhuǎn)動(dòng)量與旋轉(zhuǎn)式可調(diào)電位器4的轉(zhuǎn)動(dòng)量一致，依靠步進(jìn)電機(jī)2調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)式可調(diào)電位器4的電阻值，磁放大器直流電源13為磁放大器15的磁放大器直流繞組L3提供穩(wěn)定的直流工作電源，當(dāng)旋轉(zhuǎn)式可調(diào)電位器4的阻值變化時(shí)，磁放大器15中的磁放大器直流繞組L3的直流電流發(fā)生改變，通過改變磁導(dǎo)率來改變磁放大器15的電感值；所述電容電流自動(dòng)補(bǔ)償控制電路由電流傳感器6、A/D轉(zhuǎn)換電路10、單片機(jī)I、光電隔離電路12、自動(dòng)補(bǔ)償按鈕8組成，電流傳感器6用來采集按下自動(dòng)補(bǔ)償按鈕8時(shí)電網(wǎng)的漏電電流，該漏電電流經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路10變換后由單片機(jī)I采集，再經(jīng)單片機(jī)I運(yùn)算后通過光電隔離電路12控制I號(hào)繼電器Kl、2號(hào)繼電器Κ2、3號(hào)繼電器Κ3、4號(hào)繼電器Κ4、5號(hào)繼電器Κ5、6號(hào)繼電器Κ6、7號(hào)繼電器Κ7和8號(hào)繼電器Κ8的線圈回路，對磁放大器15的匝數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，然后單片機(jī)I發(fā)出指令信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器11驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)2轉(zhuǎn)動(dòng)，改變旋轉(zhuǎn)式可調(diào)電位器4阻值，從而改變磁放大器直流繞組L3的電流值。本發(fā)明一種礦用低壓電網(wǎng)容性電流自動(dòng)補(bǔ)償裝置與傳統(tǒng)附加電源直流檢測式漏電保護(hù)器的容性電流補(bǔ)償裝置相比有如下特點(diǎn) I.基于最小漏電電流閉環(huán)控制原理，磁放大器交流繞組抽頭切換采用單片機(jī)控制繼電器方式實(shí)現(xiàn)電感量粗調(diào)；磁放大器直流繞組的控制電流通過單片機(jī)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)可調(diào)電位器來調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)電感量細(xì)調(diào)，從而使流過磁放大器的電感電流完全補(bǔ)償電網(wǎng)分布電容的電流。粗調(diào)與細(xì)調(diào)均采用自動(dòng)方式，粗調(diào)可減小細(xì)調(diào)的動(dòng)作量，加快調(diào)節(jié)速度。2.系統(tǒng)補(bǔ)償速度快、精度高、調(diào)整周期短，每工作日調(diào)整一次。3.自動(dòng)補(bǔ)償按鈕裝設(shè)在設(shè)備的外殼上，只需按住自動(dòng)補(bǔ)償按鈕30飛0秒，無需開蓋手動(dòng)調(diào)整，系統(tǒng)即可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)電容電流最佳補(bǔ)償，補(bǔ)償過程操作方便、安全。


圖I附加電源直流檢測式漏電保護(hù)器的容性電流自動(dòng)補(bǔ)償裝置原理圖。I.單片機(jī) 2.步進(jìn)電機(jī) 3.聯(lián)軸器 4.旋轉(zhuǎn)式可調(diào)電位器 5.漏電模擬電阻R4 6.電流傳感器 7.電流表 8.自動(dòng)補(bǔ)償按鈕 9.輔助接地極2ΡΕ 10.A/D轉(zhuǎn)換電路 11.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 12.光電隔離電路 13.磁放大器直流電源14.三相電抗器15.磁放大器16.附加直流電源控制裝置17.局部接地極IPE 18.660V與1140V電網(wǎng)漏電試驗(yàn)切換開關(guān) 19.漏電動(dòng)作測試按鈕 CpC2A3.三相電網(wǎng)對地分布電容 C4.接地電容 RpH三相電網(wǎng)對地絕緣電阻 R5. 660V電網(wǎng)漏電試驗(yàn)電阻 R6. 1140V電網(wǎng)漏電試驗(yàn)電阻 Kl. I號(hào)繼電器 Κ2. 2號(hào)繼電器 Κ3. 3號(hào)繼電器 Κ4. 4號(hào)繼電器 Κ5. 5號(hào)繼電器 Κ6. 6號(hào)繼電器Κ7. 7號(hào)繼電器 Κ8.8號(hào)繼電器 101. I號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn) 201. 2號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn) 301. 3號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn) 401. 4號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn) 501. 5號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn) 601. 6號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn) 701. 7號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn) 801. 8號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn) L1.磁放大器上交流繞組 L2.磁放大器下交流繞組 L3.磁放大器直流繞組。具體實(shí)施方案下面結(jié)合附圖I及實(shí)施例對本發(fā)明附加電源直流檢測式漏電保護(hù)器的容性電流自動(dòng)補(bǔ)償裝置做出進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實(shí)施方式I :
按照附圖I所示的方案，按下自動(dòng)補(bǔ)償按鈕8，自動(dòng)補(bǔ)償按鈕8的動(dòng)斷觸點(diǎn)先斷開，然后動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，此時(shí)電網(wǎng)漏電電流通過漏電模擬電阻5、電流傳感器6、電流表7、自動(dòng)補(bǔ)償按鈕8的閉合觸點(diǎn)與輔助接地極9構(gòu)成模擬漏電回路。CpC2A3分別為三相電網(wǎng)對地分布電容,產(chǎn)生容性電流,R1、R2、R3分別為三相電網(wǎng)對地絕緣電阻,產(chǎn)生電阻性電流,這兩類電流都經(jīng)模擬漏電回路流回電網(wǎng)，此時(shí)三相電抗器14的三個(gè)繞組分別連接到電網(wǎng)的A、B、C相，三相電抗器14連接成Y形接法，構(gòu)成人為中性點(diǎn)，磁放大器15產(chǎn)生感性電流，也經(jīng)模擬漏
電回路流回電網(wǎng)。根據(jù)電路基本理論，取電網(wǎng)每相分布電容值C1=C2=C3=C,即容抗為Xx ；電網(wǎng)每相絕緣電阻值R1=R2=R3=!",即電阻為r/3 ;磁放大器15可調(diào)電感值為L，即感抗為Xy則電網(wǎng)對地總零序阻抗為r/3、X3C、XL的并聯(lián)，當(dāng)滿足并聯(lián)諧振條件時(shí)，即XfX3c或L=l/3 GJ2C,電容電流被完全抵消，漏電電流最小。因此，電網(wǎng)對地分布電容值C增大時(shí)，磁放大器15可調(diào)電感值L應(yīng)相應(yīng)減?。浑娋W(wǎng)對地分布電容值C減小時(shí)，磁放大器15可調(diào)電感值L應(yīng)相應(yīng)增大，才能滿足完全補(bǔ)償。所以，通過調(diào)節(jié)磁放大器15電感值L，即可實(shí)現(xiàn)容性電流完全補(bǔ)償，且完全補(bǔ)償時(shí)電流傳感器6采集的漏電電流最小，與電流傳感器6串聯(lián)的電流表7顯示值也最小。由電磁理論可知,磁放大器15電感值Z=4 JiN2//A/7，式中，N為線圈匝數(shù)；A為鐵芯截面積；7為磁路長度；//為鐵芯磁導(dǎo)率。改變磁放大器15的交流線圈匝數(shù)即可改變電感值，但調(diào)節(jié)量較大，且為有級(jí)調(diào)節(jié)。進(jìn)一步根據(jù)磁路的歐姆定律，可知磁通O=WRm=^* U · Α，式中i為線圈通電電流；Rm為磁路的磁阻炎為磁場強(qiáng)度。當(dāng)連續(xù)改變直流控制電流i大小時(shí)，磁通Φ發(fā)生變化，磁導(dǎo)率V隨著發(fā)生變化，交流線圈的電感值發(fā)生改變，且為無級(jí)調(diào)節(jié)。有級(jí)調(diào)節(jié)與無級(jí)調(diào)節(jié)配合使用，不僅可加快調(diào)節(jié)速度，提高補(bǔ)償精度，減小無級(jí)調(diào)節(jié)的動(dòng)作量，且可實(shí)現(xiàn)完全補(bǔ)償。由于分布電容在O. I μ F 1 μ F范圍變化，分布電容為最小O. I μ F時(shí)對應(yīng)完全補(bǔ)償?shù)碾姼辛繛?3. 8Η，分布電容為最大I μ F時(shí)對應(yīng)完全補(bǔ)償?shù)碾姼辛繛?. 38Η，因此設(shè)計(jì)磁放大器15電感值取值范圍為1Η 40Η。自動(dòng)初調(diào)補(bǔ)償流程為按下自動(dòng)補(bǔ)償按鈕8，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，一方面漏電電流流過電流傳感器6，另一方面暫時(shí)斷開附加直流電源控制裝置16，不讓附加電源直流檢測式漏電保護(hù)器動(dòng)作跳閘。電流傳感器6采集的漏電電流值信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路變換后，輸入到單片機(jī)1，經(jīng)單片機(jī)I判斷后，控制光電隔離電路12，并驅(qū)動(dòng)I號(hào)繼電器Kl、2號(hào)繼電器Κ2、3號(hào)繼電器Κ3、4號(hào)繼電器Κ4、5號(hào)繼電器Κ5、6號(hào)繼電器Κ6、7號(hào)繼電器Κ7和8號(hào)繼電器Κ8的線圈回路，首先進(jìn)行有級(jí)調(diào)節(jié)，即進(jìn)行自動(dòng)初調(diào)，根據(jù)漏電電流的大小，確定是增加磁放大器上交流繞組L1與磁放大器下交流繞組L2的線圈匝數(shù)還是減小磁放大器上交流繞組L1與磁放大器下交流繞組L2的線圈匝數(shù)，通常先選擇減小交流繞組線圈匝數(shù)去比較。例如磁放大器上交流繞組L1與磁放大器下交流繞組L2線圈匝數(shù)原在總匝數(shù)的1/2抽頭處，即2號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)201與6號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)601閉合，單片機(jī)I采集并存儲(chǔ)此時(shí)漏電電流值，斷開2號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)201與6號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)601后，讓I號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)101與5號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)501閉合，即接入總匝數(shù)的1/4抽頭，同時(shí)單片機(jī)I采集并存儲(chǔ)此時(shí)漏電電流值，比較兩次漏電電流值，若1/2抽頭處漏電電流大于1/4抽頭處漏電電流，因?yàn)榇藭r(shí)初調(diào)電感量已最小，則保持1/4抽頭接法并固定；若1/2抽頭處漏電電流小于1/4抽頭處漏電電流，則斷開I號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)101與5號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)501，閉合3號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)301與7號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)701，即接入總匝數(shù)的3/4抽頭，此時(shí)若1/2抽頭處漏電電流小于3/4抽頭處漏電電流，則保持1/2抽頭接法，若1/2抽頭處漏電電流大于3/4抽頭處電流，則繼續(xù)加大到最大電感量，即閉合4號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)401與8號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)801，直到找到最小漏電電流值，并固定接法，初調(diào)結(jié)束。若初始狀態(tài)接法在1/4抽頭處，則按照增大電感量的方法尋找最小漏電電流值；若初始狀態(tài)接法已接入最大匝數(shù)，則按照減小電感量的方法尋找最小漏電電流值，最終固定接法，結(jié)束初調(diào)過程。自動(dòng)細(xì)調(diào)補(bǔ)償流程為初調(diào)結(jié)束后，單片機(jī)I發(fā)出控制指令給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器11，控制步進(jìn)電機(jī)2轉(zhuǎn)動(dòng)，通過聯(lián)軸器3帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)式可調(diào)電位器4轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變其電阻值。磁放大器直流電源13為旋轉(zhuǎn)式可調(diào)電位器4與磁放大器直流繞組L3的串聯(lián)回路提供電源，通過旋轉(zhuǎn)式可調(diào)電位器4的阻值改變調(diào)整直流電流值，從而連續(xù)改變磁放大器15的電感值。首先，單片機(jī)I采集并存儲(chǔ)當(dāng)前時(shí)刻電流值后，發(fā)出逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向信號(hào)，脈沖發(fā)送周期為20毫秒，間隔20毫秒發(fā)出I個(gè)脈沖旋轉(zhuǎn)位置信號(hào)，步進(jìn)脈沖發(fā)出后，在20毫秒間隔內(nèi)比較 前一時(shí)刻漏電電流值與當(dāng)前時(shí)刻漏電電流值，若當(dāng)前時(shí)刻漏電電流值小于上一時(shí)刻漏電電流值，則繼續(xù)執(zhí)行逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)指令，并進(jìn)行漏電電流比較，直到比較出最小漏電電流值，步進(jìn)停止；若當(dāng)前時(shí)刻漏電電流值大于上一時(shí)刻漏電電流值，則以20毫秒周期執(zhí)行順時(shí)針旋轉(zhuǎn)指令，并進(jìn)行漏電電流比較，直到比較出最小漏電電流值，步進(jìn)停止。最后松開自動(dòng)補(bǔ)償按鈕8結(jié)束調(diào)節(jié)。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定井下低壓饋電線上，必須裝設(shè)檢漏保護(hù)裝置或有選擇性的漏電保護(hù)裝置，保證自動(dòng)切斷漏電的故障線路。每天必須對低壓檢漏裝置的運(yùn)行情況進(jìn)行一次跳閘試驗(yàn)。因此，每日應(yīng)按下漏電動(dòng)作測試按鈕19 一次，以測試漏電動(dòng)作的可靠性，其中660V與1140V電網(wǎng)漏電試驗(yàn)切換開關(guān)18在左位時(shí)適用測試660V電網(wǎng)，在右位時(shí)適用測試1140V電網(wǎng)。本發(fā)明附加電源直流檢測式漏電保護(hù)器的容性電流自動(dòng)補(bǔ)償裝置的操作可在操作漏電動(dòng)作測試按鈕19前按下自動(dòng)補(bǔ)償按鈕8，待自動(dòng)補(bǔ)償結(jié)束后，再操作漏電動(dòng)作測試按鈕19，實(shí)現(xiàn)每日至少進(jìn)行一次容性電流自動(dòng)補(bǔ)償，大大提高容性電流補(bǔ)償效果，保證煤礦安全生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1. 一種礦用低壓電網(wǎng)容性電流自動(dòng)補(bǔ)償裝置，其特征在于是一種根據(jù)電網(wǎng)分布電容的變化能自動(dòng)補(bǔ)償電容電流的裝置，不需要開蓋手動(dòng)操作，便使系統(tǒng)到達(dá)最佳補(bǔ)償狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)附加電源直流檢測式漏電保護(hù)器的容性電流自動(dòng)補(bǔ)償，整套裝置由電容電流自動(dòng)補(bǔ)償主電路及電容電流自動(dòng)補(bǔ)償控制電路兩部分組成，所述電容電流自動(dòng)補(bǔ)償主電路由電容電流自動(dòng)補(bǔ)償繼電器有級(jí)切換電路與電容電流自動(dòng)補(bǔ)償步進(jìn)電機(jī)無級(jí)調(diào)節(jié)電路組成，所述電容電流自動(dòng)補(bǔ)償繼電器有級(jí)切換電路由磁放大器(15)及繼電器切換電路組成，磁放大器(15)是系統(tǒng)原有的補(bǔ)償電感，包括磁放大器上交流繞組(LJ、磁放大器下交流繞組(L2)和磁放大器直流繞組(L3),安裝時(shí)磁放大器上交流繞組(L1)和磁放大器下交流繞組(L2)串聯(lián)連接，磁放大器上交流繞組(L1)和磁放大器下交流繞組(L2)分別留出四個(gè)抽頭，并保證每組對應(yīng)抽頭匝數(shù)相同，線徑相同，磁放大器上交流繞組(L1)與三相電抗器(14)的中性點(diǎn)相連，磁放大器下交流繞組(L2)與接地電容(C4)連接，并通過接地電容(C4)與局部接地極(17)連接，接地電容(C4)為原有附加電源直流檢測式漏電保護(hù)器的隔直電容；繼電器切換電路由I號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)(101)、2號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)(201)、3號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)(301)、4號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)(401)、5號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)(501)、6號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)(601)、7號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)(701)和8號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)(801)組成，I號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)(101)與5號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)(501)閉合接入交流繞組總匝數(shù)的四分之一，2號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)(201)與6號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)￠01)閉合接入交流繞組總匝數(shù)的二分之一，3號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)(301)與7號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)(701)閉合接入交流繞組總匝數(shù)的四分之三，4號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)(401)與8號(hào)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)(801)閉合接入全部交流繞組，繼電器切換能調(diào)整抽頭接線方式，改變匝數(shù)，從而改變磁放大器(15)電感值，其調(diào)節(jié)過程是有級(jí)的；所述電容電流自動(dòng)補(bǔ)償步進(jìn)電機(jī)無級(jí)調(diào)節(jié)電路由磁放大器(15)、磁放大器直流電源(13)、旋轉(zhuǎn)式可調(diào)電位器(4)、聯(lián)軸器(3)、步進(jìn)電機(jī)(2)及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(11)組成，安裝時(shí)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(11)連接步進(jìn)電機(jī)(2)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(11)給步進(jìn)電機(jī)(2)提供動(dòng)作所需的指令信號(hào)及驅(qū)動(dòng)功率，步進(jìn)電機(jī)(2)的輸出軸與旋轉(zhuǎn)式可調(diào)電位器(4)的調(diào)節(jié)軸通過聯(lián)軸器(3)連接，目的是步進(jìn)電機(jī)(2)的轉(zhuǎn)動(dòng)量與旋轉(zhuǎn)式可調(diào)電位器(4)的轉(zhuǎn)動(dòng)量一致，依靠步進(jìn)電機(jī)(2)調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)式可調(diào)電位器(4)的電阻值，磁放大器直流電源(13)為磁放大器(15)的磁放大器直流繞組(L3)提供穩(wěn)定的直流工作電源，當(dāng)旋轉(zhuǎn)式可調(diào)電位器(4)的阻值變化時(shí)，磁放大器(15)中的磁放大器直流繞組(L3)的直流電流發(fā)生改變，通過改變磁導(dǎo)率來改變磁放大器(15)的電感值；所述電容電流自動(dòng)補(bǔ)償控制電路由電流傳感器(6)、A/D轉(zhuǎn)換電路(10)、單片機(jī)⑴、光電隔離電路(12)、自動(dòng)補(bǔ)償按鈕⑶組成，電流傳感器(6)用來采集按下自動(dòng)補(bǔ)償按鈕(8)時(shí)電網(wǎng)的漏電電流，該漏電電流經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路(10)變換后由單片機(jī)(I)采集，再經(jīng)單片機(jī)⑴運(yùn)算后通過光電隔離電路(12)控制I號(hào)繼電器(Kl)、2號(hào)繼電器(Κ2)、3號(hào)繼電器(Κ3)、4號(hào)繼電器(Κ4)、5號(hào)繼電器(Κ5)、6號(hào)繼電器(Κ6)、7號(hào)繼電器(Κ7)和8號(hào)繼電器(Κ8)的線圈回路，對磁放大器(15)的匝數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而改變磁放大器(15)電感值，實(shí)現(xiàn)初調(diào)，然后單片機(jī)(I)發(fā)出指令信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(11)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)(2)轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)式可調(diào)電位器(4)阻值，改變磁放大器直流繞組(L3)的電流值，從而改變磁放大器(15)電感值，實(shí)現(xiàn)細(xì)調(diào)。
全文摘要
一種礦用低壓電網(wǎng)容性電流自動(dòng)補(bǔ)償裝置，屬于煤礦井下漏電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于整套裝置由電容電流自動(dòng)補(bǔ)償主電路及電容電流自動(dòng)補(bǔ)償控制電路兩部分組成。最大優(yōu)點(diǎn)是能夠根據(jù)實(shí)際電網(wǎng)對地分布電容的變化，實(shí)現(xiàn)電感支路電流自動(dòng)調(diào)節(jié)，達(dá)到最佳補(bǔ)償，從而保證漏電電流或人身觸電電流最小。系統(tǒng)采用單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償，無需開蓋手動(dòng)操作，具有補(bǔ)償效果好，周期短，操作方便，安全性高的特點(diǎn)。主要應(yīng)用于煤礦井下中性點(diǎn)不接地的低壓供電漏電保護(hù)。
文檔編號(hào)H02H9/02GK102780215SQ20121022447
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月2日
發(fā)明者張紅娟, 王清琳, 田振東, 靳寶全, 高妍 申請人:太原理工大學(xué)