专利名称：矿井低压电网时序鉴别选漏方法及保护器的制作方法
技术领域：
本发明属于电网故障检测和继电保护、电气安全领域。尤其涉及中性点不接地的矿井低压电网馈出线单相漏电(接地)故障的检测方法和保护器。
二、技术背景我国煤矿井下低压电网一般为中性点不接地加零序电抗器补偿的电缆网络，井下低压电网的漏电保护在20年前几乎全采用无选择性的低压检漏继电器。“井下有选择性的低压漏电保护装置”于1986年作为“井下漏电保护系统及装置的研究”课题的重要组成部分，列入国家“七五”科技攻关任务；由于该课题难度较大，1991年又列为煤炭系统“八五”科技计划拨专款继续攻关。连续十年的科技攻关取得了明显成效，使国内出现KXL、BJJ等几种型号的低压选漏保护装置，在矿井安全生产方面发挥过重要作用。但目前这些低压选漏装置基本上都是采用零序功率方向原理或零序电流相敏比较原理构成的。由于井下低压电网普遍安装的总检漏继电器(如JY82型)中都含有零序电抗器LK，这种手动调节的零序电抗器LK难免因电网运行方式的变化或因故切除部分供电线路而出现过补偿状态；而在过补偿状态下，基于上述工作原理的低压选漏装置就进入“死区”，失去选漏保护功能。因此，上述低压选漏保护装置在实际应用中，要么存在“死区”，要么不用总检漏继电器中的零序电抗器LK(用电阻取代)、去掉补偿功能，而后者是不符合JB6314-92的4.2.4条规定的。
申请人依据自己发明的“零序电流时序鉴别选线方法”于2002年4月23日申请了发明专利“小电流接地系统单相接地选线方法和装置”(公开号CN1453916A)，2002年6月10日申请了实用新型专利“小电流接地系统单相接地选线装置”(专利号ZL02237567.8)，该装置的技术方案是，包括以时序鉴别器为核心的单相接地选线模块和声光报警电路、故障线路编号显示电路等外围电路，单相接地选线模块由时序鉴别器、零序电压信号电路、零序电流信号电路及选线输出信号电路组成。虽然在上述发明专利和实用新型专利中都提到该时序鉴别选线方法既可用于6～35KV的中压系统，也可以用到井下380～1140V低压中性点不接地系统，但是上述发明专利和实用新型专利公开方案中，选线方法所用的零序电压U0信号是从中压电网三相电压互感器PT的二次开口三角绕组中取出的，这种提取U0的方案在井下低压电网中不能实际应用，因为井下低压电网的三相电压互感器PT的中性点是不允许直接接地的。
三、发明的内容1、申请目的，是在已申报的上述发明专利和实用新型专利的基础上，针对中性点不接地的矿井低压电网单相漏电选漏保护的特殊条件和要求，发明一种“矿井低压电网时序鉴别选漏方法及保护器”。
2、本发明的技术方案是在低压三相电网中仍保留总检漏继电器中零序电抗器LK的情况下，从低压馈出电路中连接上时序鉴别选漏保护器。该选漏保护器由单相漏电选漏模块和外围电路以及零序电压U0、零序电流I0形成电路构成。其中选漏模块中的U0和I0信号处理电路、时序鉴别器、驱动器，与ZL02237567.8专利中6～10KV电网单相接地选线模块的原理相同。该选漏保护器特征在于(1)、零序电压U0信号是从三相电抗器SK的中性点对地阻容分压电路中取出，进入选漏模块。阻容分压电路的结构是，从三相电抗器SK中性点依次经电阻R1、电容C、电阻R2接地，再从R2两端取出零序电压U0接入选漏模块。
(2)、选漏模块中的时序鉴别器由一片专用集成电路ASIC构成，只对1路(或2～4路)低压电缆的单相漏电(接地)故障进行监护，实现有选择性的保护。监护1路的保护器适用于低压防爆馈电开关内，监护2～4路的保护器适用于低压配电屏(柜)中。
3、积极效果首先，采用时序鉴别原理进行选漏，解决了井下低压电网选漏保护无“死区”又不需拆去零序电抗器LK的问题。而且时序鉴别法有0～170度的移相范围(动作区)，从而保证了时序鉴别选漏保护器在井下低压电网的无补偿、欠补偿、全补偿和过补偿各种运行状态下，都能正常工作，可靠保护。
其次，时序鉴别选漏保护器采用超大规模专用集成电路(ASIC)作为选漏保护器的CPU，这比采用中小规模集成电路或单片机构成的选漏保护更加适应井下、采区的恶劣环境，有利于用在隔爆型开关装置中。
图1是本发明保护器的电路图，图中的实施例是以保护一路低压馈出线为例，它适用于井下防爆型低压馈电开关中。
四、具体实施方案如附图1所示，它包括单相漏电选漏模块及外围电路，选漏模块中有U0电路和I0电路，时序鉴别器和输出驱动电路。选漏模块内的U0信号处理电路和I0信号处理电路，同实用新型专利(ZL02237567.8)中的有关电路相同，时序鉴别原理也相同。因用于馈电开关中的选漏保护器只需监护一路馈出线，所以时序鉴别器只用一片ASIC。时序鉴别器共有三路输出，分别经驱动器接外围电路，外围电路有音响报警电路，漏电故障线路的LED指示电路和漏电故障线路的跳闸电路。
零序电流信号从零序电流互感器的二次绕组取出，经电阻Ri进行I/U变换后，将该I0信号送入单相漏电选漏模块；零序电压信号由三相电抗器SK的中性点依次经电阻R1、电容C和电阻R2接地，由R2两端取出所需的U0信号，直接送入单相漏电选漏模块。
权利要求
1.一种矿井低压电网时序鉴别选漏方法，它是由时序鉴别器、U0和I0信号处理电路、驱动电路组成的单相漏电选漏模块实现的，其特征在于从低压开关的三相电路中连接一个三相电抗器SK、从三相电抗器SK的中性点对地阻容分压电路中取出零序电压U0信号，进入到时序鉴别器的输入端，做为漏电故障的电压信号参与时序鉴别。
2.一种低压矿井电网时序鉴别选漏保护器，包括单相漏电选漏模块、I0形成电路和外围电路，其特征还包括U0形成电路，该电路中包括三相电抗器SK、电阻R1、R2和电容C，其连接关系是，从SK的中性点依次经电阻R1、电容C、电阻R2接地，再从R2两端用导线连接到时序鉴别器输入端。
3.如权利要求2所述的保护器，其特征在于所述的时序鉴别器是由一片专用集成电路ASIC构成。
全文摘要
矿井低压电网时序鉴别选漏方法及保护器，属于电网故障检测和继电保护，其特征是由时序鉴别器和U
文档编号H02H3/26GK1657960SQ20051004206
公开日2005年8月24日 申请日期2005年1月31日 优先权日2005年1月31日
发明者傅桂兴 申请人:傅桂兴