一种煤矿井下高压电网漏电故障判定与线路绝缘监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及高压供电系统接地故障检测技术领域，具体涉及一种煤矿井下高压电网漏电故障判定与线路绝缘监测装置。


背景技术：

2.长期以来我国煤矿6～35kv系统普遍以中性点不接地的方式运行，在井上当不接地系统发生单相接地故障后线电压仍然对称，为了不影响对用户的供电，所以一直沿用带故障运行1～2小时的运行方式，但是煤矿井下要求故障必须跳闸。
3.目前煤矿供电系统电网的规模和容量越来越大，在不接地系统发生单相接地故障后非故障相电压升高，会对系统的绝缘造成威胁，如不及时排除故障容易演变为两相接地等更严重的故障。但是由于煤矿井下供电的特殊性，发生漏电故障后必须是立即响应，就地解决，这给装置动作的准确性造成了极大地困难。目前，针对小电流接地系统故障选线装置普遍采用的方法有基于稳态信号的选线方法有零序电流幅值法、零序电流比相法、零序有功功率法、零序无功功率法、负序电流法、五次谐波法、首半波法，小波分析法，行波法等等。利用上述方法的设备需要对故障线路的故障量进行综合比较，有的甚至还要依赖于通讯系统的健壮性，所以选线准确度普遍不高，容易造成故障停电范围扩大等后果。


技术实现要素：

4.本实用新型就是要提供一种煤矿井下高压电网漏电故障判定与线路绝缘监测装置，可有效的对线路故障进行判断操作并发出预警信号，判定准确性高，极大提高供电可靠性。
5.为实现上述发明目的，本实用新型所采取的技术方案为：
6.一种煤矿井下高压电网漏电故障判定与线路绝缘监测装置，它包括模拟量采集模块、a/d模块、数据处理电路、时序鉴别模块、象限判定电路、cpu、液晶显示模块、485通讯模块、开入信号采集电路、开出信号控制电路，模拟量采集模块包括零序电压信号采集电路与零序电流信号采集电路，模拟量采集模块采集到信号经过a/d模块转换，通过数据处理电路后输入时序鉴别模块、象限鉴别电路、cpu，时序鉴别模块、象限鉴别电路的判断结果传输给cpu，cpu分别连接液晶显示模块、485通讯模块、开入信号采集电路、开出信号控制电路；所述的象限判定模块包括依次连接的滤波电路、信号放大处理、移向电路、鉴幅电路、处理器ⅰ，处理器ⅰ连接cpu。
7.所述的零序电压信号采集电路与零序电流信号采集电路可实时采集供电系统pt二次侧开口零序电压u0，零序电流互感器ct的二次侧信号零序电流i0。
8.所述的处理器ⅰ型号为fpga
‑
ep4ce6。
9.所述的a/d模块，把采集到的零序电压u0与零序电流i0的模拟信号转换为数字信号，减少cpu工作量。
10.所述的时序鉴别模块主要采用具有时序鉴别功能的处理器ⅱ，比如具有时序鉴别
功能的fpga，具体型号可选用ep4ce6actera;
11.所述的cpu选用stm32微控制器，具体型号为stm32f103。
12.所述的开入信号采集电路采集外部开入信息，如分合闸开关状态、按键输入等信号并传输到cpu，
13.所述开出信号控制电路包括开出信号处理电路和开出信号输出电路，将报警、跳闸等输出信号传输给报警器、分合闸开关，
14.所述485通讯模块与其他设备建立通信连接，
15.所述液晶显示模块为液晶显示器，便于进行人机互动，实现对控制装置参数设置并且将装置的采集信息、故障信息等呈现出来。
16.本实用新型形成了以cpu为核心，包括模拟量采集、开入量采集、对外通讯以及液晶显示等模块组成的故障线路判断装置，通过补入象限判定电路，在现有的时序鉴别判断方式中增加了一项判断标准，提高了线路故障判断的准确性，有利于提高供电系统稳定性。
附图说明
17.图1为本实用新型原理框架图；
18.图2为象限判别模块电路原理图。
具体实施方式
19.一种煤矿井下高压电网漏电故障判定与线路绝缘监测装置，它包括模拟量采集模块、a/d模块、数据处理电路、时序鉴别模块、象限判定电路、cpu、液晶显示模块、485通讯模块、开入信号采集电路、开出信号控制电路，模拟量采集模块包括零序电压信号采集电路与零序电流信号采集电路，模拟量采集模块采集到信号经过a/d模块转换，通过数据处理电路后输入时序鉴别模块、象限鉴别电路、cpu，时序鉴别模块、象限鉴别电路的判断结果传输给cpu，cpu分别连接液晶显示模块、485通讯模块、开入信号采集电路、开出信号控制电路；所述的象限判定模块包括依次连接的滤波电路、信号放大处理、移向电路、鉴幅电路、处理器ⅰ，处理器ⅰ连接cpu。
20.所述的零序电压信号采集电路与零序电流信号采集电路可实时采集供电系统pt二次侧开口零序电压u0，零序电流互感器ct的二次侧信号零序电流i0。
21.所述的处理器ⅰ型号为fpga
‑
ep4ce6。
22.所述的a/d模块，把采集到的零序电压u0与零序电流i0的模拟信号转换为数字信号，减少cpu工作量。
23.所述的时序鉴别模块主要采用具有时序鉴别功能的处理器ⅱ，比如具有时序鉴别功能的fpga，具体型号可选用ep4ce6actera；时序鉴别原理为现有技术，不再复述。
24.所述的cpu选用stm32微控制器，具体型号为stm32f103。
25.所述的开入信号采集电路采集外部开入信息，如断路器分合闸开关状态、按键输入等信号并传输到cpu；
26.所述开出信号控制电路包括开出信号处理电路和开出信号输出电路，将报警、跳闸等输出信号传输给报警器、断路器分合闸开关；
27.所述485通讯模块与其他设备建立通信连接；
28.所述液晶显示模块为液晶显示器，便于进行人机互动，实现对控制装置参数设置并且将装置的采集信息、故障信息等呈现出来。
29.所述的象限判定电路中，通过cy1、cy2、r38、r41组成滤波电路，通过u14、u15完成信号放大处理，通过r62、r92、c58、c59、c68、c69组成移向，通过u30b、b31c、u32b、u33c完成鉴幅，信号处理后输入处理器ⅰ作为判断依据，把零序电压信号作为平面坐标系中第三与第四象限的分界线，当零序电流信号位于第一、第二象限为故障，否则为非故障。
30.所述的cpu根据采集到的零序电压与零序电流信号判断是否有绝缘降低的情况，要求零序电压与零序电流大于设定值，通过对零序电压进行不间断监测，并将正常时的开口电压记忆，如果开口电压发生波动且一直向上波动，就将其记忆，此时如有一馈出线的零序电流出现大于定值，根据“象限判别”与“时序鉴别”进行故障识别，当两种法则都符合时判断为故障线路，并发出告警信号或跳闸指令。
31.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进在不付出创造性劳动前提下也应视为本实用新型的保护范围。