一种井下低压选择性漏电保护装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及漏电保护领域，尤其涉及一种井下低压选择性漏电保护装置。
【背景技术】
[0002]选择性漏电保护是指当电网发生漏电故障时，能够有选择地发出故障信号或切断故障支路电源，它是防止人身触电的重要保护措施，可以保证只切除漏电故障线路和设备，非故障部分继续工作，减小故障停电范围，而且便于寻找漏电故障，缩短漏电停电时间，提高供电的可靠性。目前国内煤矿低压馈电开关普遍采用时序及功率方向型原理，总开关和分开关是通过时间的长短来实现分级动作，并且分开关判漏原理存在诸多缺陷。这种方式导致馈电开关经常出现误动、拒动等现象，而且故障原因查找困难，严重影响煤矿正常生产。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种井下低压选择性漏电保护装置，以精确定位井下故障，保证煤矿正常生产。
[0004]为实现上述目的，本发明采取如下技术方案:
[0005]一种井下低压选择性漏电保护装置，包括支路开关测量单元、总开关测量单元、STM32控制单元、继电器输出单元和监控计算机；
[0006]所述支路开关测量单元，用于采集零序电流信号，并发送给STM32控制单元；
[0007]所述总开关测量单元，用于采集零序电压信号，并发送给STM32控制单元；
[0008]所述STM32控制单元，用于对接收到的零序电流信号和零序电压信号进行分析、处理，并将处理结果发送给监控计算机；还用于根据处理结果驱动继电器输出单元；
[0009]所述继电器输出单元，用于在单片机的驱动下执行分开关或总开关的断开动作；
[0010]所述监控计算机，用于远程监控漏电状态。
[0011]本发明在各支路开关安装零序电流传感器，在总开关处安装零序电压传感器，分别获取本发明所需信号，并对信号进行分析、运算并判断系统是否漏电，根据选线算法决策漏电线路，输出控制信号切断漏电线路的馈电开关。
[0012]有益效果:本发明在实现横向漏电保护和纵向漏电保护的同时，采用多种判漏原理相结合的方式克服了使用单一原理判漏的局限性，提高了装置的可靠性并改善了馈电开关误动作现象，实验表明，该装置运行可靠，并能够准确、快速的实现选择性漏电保护。
【附图说明】
[0013]图1为本发明工作原理图。
[0014]图2为单片机信号判断单元工作原理图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0016]如图1所示，本发明提供的一种井下低压选择性漏电保护装置，包括支路开关测量单元、总开关测量单元、STM32控制单元、继电器输出单元和监控计算机；
[0017]支路开关测量单元、总开关测量单元主要作用是分别采集零序电流信号和零序电压信号，支路开关测量单元和总开关测量单元都包括信号放大、调理、滤波和AD转换器。零序电压和零序电流传感器信号一般比较微弱，必须经过信号调理、放大和滤波电路才能进入后续的采集电路进行模数转换，本发明采用MAX1148对信号进行AD95转换，它是一款Maxim公司最新推出的高速、8通道、14位串行模数转换器。
[0018]STM32控制单元对总开关零序电压和分开关零序电流进行相位判断和比较，实现零序电压与零序电流的过零判断，从而实现二者的相位比较。其电路原理如图2所示。
[0019]STM32控制单元以STM32F103ZE为核心，它是基于Cortex_M3内核的一款高速微处理器。其输入信号是经过AD采集的零序电压和零序电流信号，该处理器对信号进行综合分析、判断和处理，通过控制继电器输出单元改变馈电开关的启停，并通过人机交互单元实现检测与控制状态的友好访问，方便技术人员进行试验和排除故障等。控制处理单元通过CAN接口实现数据的远程传送和浏览，便于监控系统的扩展。
[0020]继电器输出单元，用于在单片机的驱动下执行分开关或总开关的断开动作；监控计算机，用于远程监控漏电状态。
[0021]当装置判断漏电系数大于动作值时，立即进入漏电线路判断程序中，对采集的各支路零序电流进行分析，采用零序功率方向性原理和零序电流突变判断法对各支路漏电与否进行判断和比较，并及时断开漏电线路。零序功率方向性原理即零序电流与零序电压相位法。系统发生漏电时，非漏电支路零序电流方向从母线流向线路，超前零序电压90°，而漏电支路的零序电流方向由线路流向母线，滞后零序电压90°。根据漏电支路和非漏电支路的零序电流与零序电压的相位关系决策漏电支路。该原理的缺陷是短支路零序电流小，此时传感器工作在拐点附近，误差大，容易误判。零序电流突变判断法通过对比各支路零序电流与历史正常值进行比较，如果某一支路存在突变则该支路存在漏电，如果所有支路均突变则总线漏电。由此可见，采用集中控制方式不仅统一了漏电判断依据，而且在判断漏电线路时，采用零序功率方向性原理与零序电流突变判断法相结合的方式，大大降低了漏电与选线的误判率。
[0022]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种井下低压选择性漏电保护装置，其特征在于:包括支路开关测量单元、总开关测量单元、STM32控制单元、继电器输出单元和监控计算机； 所述支路开关测量单元，用于采集零序电流信号，并发送给STM32控制单元； 所述总开关测量单元，用于采集零序电压信号，并发送给STM32控制单元； 所述STM32控制单元，用于对接收到的零序电流信号和零序电压信号进行分析、处理，并将处理结果发送给监控计算机；还用于根据处理结果驱动继电器输出单元； 所述继电器输出单元，用于在单片机的驱动下执行分开关或总开关的断开动作； 所述监控计算机，用于远程监控漏电状态。
【专利摘要】本发明公开了一种井下低压选择性漏电保护装置，包括支路开关测量单元，用于采集零序电流信号，并发送给STM32控制单元；总开关测量单元，用于采集零序电压信号，并发送给STM32控制单元；STM32控制单元，用于对接收到的零序电流信号和零序电压信号进行分析、处理，并将处理结果发送给监控计算机；还用于根据处理结果驱动继电器输出单元；继电器输出单元，用于在单片机的驱动下执行分开关或总开关的断开动作；监控计算机，用于远程监控漏电状态。
【IPC分类】G01R31-02, H02J13-00, H02H7-26
【公开号】CN104578005
【申请号】CN201310472622
【发明人】王颐
【申请人】南京欧格节能科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月11日