一種井下低壓選擇性漏電保護裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及漏電保護領(lǐng)域，尤其涉及一種井下低壓選擇性漏電保護裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]選擇性漏電保護是指當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生漏電故障時，能夠有選擇地發(fā)出故障信號或切斷故障支路電源，它是防止人身觸電的重要保護措施，可以保證只切除漏電故障線路和設(shè)備，非故障部分繼續(xù)工作，減小故障停電范圍，而且便于尋找漏電故障，縮短漏電停電時間，提高供電的可靠性。目前國內(nèi)煤礦低壓饋電開關(guān)普遍采用時序及功率方向型原理，總開關(guān)和分開關(guān)是通過時間的長短來實現(xiàn)分級動作，并且分開關(guān)判漏原理存在諸多缺陷。這種方式導(dǎo)致饋電開關(guān)經(jīng)常出現(xiàn)誤動、拒動等現(xiàn)象，而且故障原因查找困難，嚴(yán)重影響煤礦正常生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種井下低壓選擇性漏電保護裝置，以精確定位井下故障，保證煤礦正常生產(chǎn)。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
[0005]一種井下低壓選擇性漏電保護裝置，包括支路開關(guān)測量單元、總開關(guān)測量單元、STM32控制單元、繼電器輸出單元和監(jiān)控計算機；
[0006]所述支路開關(guān)測量單元，用于采集零序電流信號，并發(fā)送給STM32控制單元；
[0007]所述總開關(guān)測量單元，用于采集零序電壓信號，并發(fā)送給STM32控制單元；
[0008]所述STM32控制單元，用于對接收到的零序電流信號和零序電壓信號進行分析、處理，并將處理結(jié)果發(fā)送給監(jiān)控計算機；還用于根據(jù)處理結(jié)果驅(qū)動繼電器輸出單元；
[0009]所述繼電器輸出單元，用于在單片機的驅(qū)動下執(zhí)行分開關(guān)或總開關(guān)的斷開動作；
[0010]所述監(jiān)控計算機，用于遠程監(jiān)控漏電狀態(tài)。
[0011]本發(fā)明在各支路開關(guān)安裝零序電流傳感器，在總開關(guān)處安裝零序電壓傳感器，分別獲取本發(fā)明所需信號，并對信號進行分析、運算并判斷系統(tǒng)是否漏電，根據(jù)選線算法決策漏電線路，輸出控制信號切斷漏電線路的饋電開關(guān)。
[0012]有益效果:本發(fā)明在實現(xiàn)橫向漏電保護和縱向漏電保護的同時，采用多種判漏原理相結(jié)合的方式克服了使用單一原理判漏的局限性，提高了裝置的可靠性并改善了饋電開關(guān)誤動作現(xiàn)象，實驗表明，該裝置運行可靠，并能夠準(zhǔn)確、快速的實現(xiàn)選擇性漏電保護。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明工作原理圖。
[0014]圖2為單片機信號判斷單元工作原理圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。
[0016]如圖1所示，本發(fā)明提供的一種井下低壓選擇性漏電保護裝置，包括支路開關(guān)測量單元、總開關(guān)測量單元、STM32控制單元、繼電器輸出單元和監(jiān)控計算機；
[0017]支路開關(guān)測量單元、總開關(guān)測量單元主要作用是分別采集零序電流信號和零序電壓信號，支路開關(guān)測量單元和總開關(guān)測量單元都包括信號放大、調(diào)理、濾波和AD轉(zhuǎn)換器。零序電壓和零序電流傳感器信號一般比較微弱，必須經(jīng)過信號調(diào)理、放大和濾波電路才能進入后續(xù)的采集電路進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，本發(fā)明采用MAX1148對信號進行AD95轉(zhuǎn)換，它是一款Maxim公司最新推出的高速、8通道、14位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0018]STM32控制單元對總開關(guān)零序電壓和分開關(guān)零序電流進行相位判斷和比較，實現(xiàn)零序電壓與零序電流的過零判斷，從而實現(xiàn)二者的相位比較。其電路原理如圖2所示。
[0019]STM32控制單元以STM32F103ZE為核心，它是基于Cortex_M3內(nèi)核的一款高速微處理器。其輸入信號是經(jīng)過AD采集的零序電壓和零序電流信號，該處理器對信號進行綜合分析、判斷和處理，通過控制繼電器輸出單元改變饋電開關(guān)的啟停，并通過人機交互單元實現(xiàn)檢測與控制狀態(tài)的友好訪問，方便技術(shù)人員進行試驗和排除故障等?？刂铺幚韱卧ㄟ^CAN接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程傳送和瀏覽，便于監(jiān)控系統(tǒng)的擴展。
[0020]繼電器輸出單元，用于在單片機的驅(qū)動下執(zhí)行分開關(guān)或總開關(guān)的斷開動作；監(jiān)控計算機，用于遠程監(jiān)控漏電狀態(tài)。
[0021]當(dāng)裝置判斷漏電系數(shù)大于動作值時，立即進入漏電線路判斷程序中，對采集的各支路零序電流進行分析，采用零序功率方向性原理和零序電流突變判斷法對各支路漏電與否進行判斷和比較，并及時斷開漏電線路。零序功率方向性原理即零序電流與零序電壓相位法。系統(tǒng)發(fā)生漏電時，非漏電支路零序電流方向從母線流向線路，超前零序電壓90°，而漏電支路的零序電流方向由線路流向母線，滯后零序電壓90°。根據(jù)漏電支路和非漏電支路的零序電流與零序電壓的相位關(guān)系決策漏電支路。該原理的缺陷是短支路零序電流小，此時傳感器工作在拐點附近，誤差大，容易誤判。零序電流突變判斷法通過對比各支路零序電流與歷史正常值進行比較，如果某一支路存在突變則該支路存在漏電，如果所有支路均突變則總線漏電。由此可見，采用集中控制方式不僅統(tǒng)一了漏電判斷依據(jù)，而且在判斷漏電線路時，采用零序功率方向性原理與零序電流突變判斷法相結(jié)合的方式，大大降低了漏電與選線的誤判率。
[0022]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種井下低壓選擇性漏電保護裝置，其特征在于:包括支路開關(guān)測量單元、總開關(guān)測量單元、STM32控制單元、繼電器輸出單元和監(jiān)控計算機； 所述支路開關(guān)測量單元，用于采集零序電流信號，并發(fā)送給STM32控制單元； 所述總開關(guān)測量單元，用于采集零序電壓信號，并發(fā)送給STM32控制單元； 所述STM32控制單元，用于對接收到的零序電流信號和零序電壓信號進行分析、處理，并將處理結(jié)果發(fā)送給監(jiān)控計算機；還用于根據(jù)處理結(jié)果驅(qū)動繼電器輸出單元； 所述繼電器輸出單元，用于在單片機的驅(qū)動下執(zhí)行分開關(guān)或總開關(guān)的斷開動作； 所述監(jiān)控計算機，用于遠程監(jiān)控漏電狀態(tài)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種井下低壓選擇性漏電保護裝置，包括支路開關(guān)測量單元，用于采集零序電流信號，并發(fā)送給STM32控制單元；總開關(guān)測量單元，用于采集零序電壓信號，并發(fā)送給STM32控制單元；STM32控制單元，用于對接收到的零序電流信號和零序電壓信號進行分析、處理，并將處理結(jié)果發(fā)送給監(jiān)控計算機；還用于根據(jù)處理結(jié)果驅(qū)動繼電器輸出單元；繼電器輸出單元，用于在單片機的驅(qū)動下執(zhí)行分開關(guān)或總開關(guān)的斷開動作；監(jiān)控計算機，用于遠程監(jiān)控漏電狀態(tài)。
【IPC分類】G01R31-02, H02J13-00, H02H7-26
【公開號】CN104578005
【申請?zhí)枴緾N201310472622
【發(fā)明人】王頤
【申請人】南京歐格節(jié)能科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月11日