CN104330687A

CN104330687A - 供电系统漏电故障检测方法及装置

Info

Publication number: CN104330687A
Application number: CN201410670599.XA
Authority: CN
Inventors: 林孟东
Original assignee: Zhejiang Chengtong Electric Power Technology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Chengtong Electric Power Technology Co Ltd
Priority date: 2014-11-20
Filing date: 2014-11-20
Publication date: 2015-02-04

Abstract

本发明涉及一种供电系统漏电故障检测方法及装置，其装置由三个单相变压器按YN.yn.d0组成三相电源变压器。单相变压器一次绕组线圈L1、L2、L3接成Y型公共端接大地，二次输出为双绕组线圈，第一组线圈L11、L21、L31接成Y型公共端接控制系统地，三组分别提供A相、B相、C相的电压检测信号和控制系统所需的电压源。第二组线圈L12、L22、L32按首尾串接组成零序电压互感器，利用三相零序电压互感器每相对地绝缘检测原理，来检测零序电压互感器的开口电压变化情况来判断低压供电系统是否存在漏电和接地现象。本发明极大地减少供电系统漏电误判停电，避免了人体触电不动作现象，保证人员生命安全。

Description

供电系统漏电故障检测方法及装置

技术领域

本发明涉及漏电故障检测技术领域，具体涉及一种供电系统漏电故障检测方法及装置。

背景技术

现有供电系统漏电故障的检测，通常是通过检测零序电流互感器的零序电流的大小判断供电系统是否漏电，由于零序电流互感器电流的产生有多种原因：三相电流不平衡；三相电压不平衡；用电系统中有直流分量，这些因素均可以导致零序电流互感器产生感生电流。供电系统随着用电量的加大，尤其单相用电量的加大的时候，零序电流互感器的感生电流会很大，少则几百毫安多则1安培以上，这样的结果就会导致漏电断路器误动作判断为漏电。因此现有的方法检测供电系统是否漏电的结果精度不高，常常会发生误判，导致非正常停电，以及更严重导致人体触电不动作，危及到安全性。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种供电系统漏电检测精度高、减少误判动作、提高用电安全性的供电系统漏电故障检测方法及用于供电系统漏电故障检测的装置。

为实现上述目的，本发明设计的供电系统漏电故障检测方法，将供电系统三相电压输入端分别连接的单相变压器A、单相变压器B和单相变压器C组成三相电源变压器，单相变压器A、B、C的一次绕组线圈L1、L2、L3接成Y型，Y型绕组线圈的公共端接大地；二次绕组线圈为双绕组线圈，第一组线圈L11、L21、L31接成Y型，公共端接控制系统地，第一组线圈L11、L21、L31分别提供A相、B相、C相的电压检测信号和MCU控制系统所需的电压源，第二组线圈L12、L22、L32按首尾串接组成零序电压互感器，利用三相零序电压互感器每相对地绝缘来检测零序电压互感器的开口电压变化情况来判断低压供电系统是否存在漏电和接地故障，二次绕组线圈的三相电压每相电压a1、b1、c1、a2、b2、c2在三相电压平衡时每相互差120度，开口电压d0的向量和为零，即当三相电压中有一相发生漏电时，二次绕组线圈串联向量和电压d0不为零，它的大小由该发生漏电相的接地电阻的阻值决定，接地电阻大开口电压d0小，接地电阻小开口电压d0大，当该相完全接地时开口电压d0达到最大电压值，MCU控制系统检测出开口电压d0大小判断供电系统是否存在漏电故障。

上述漏电检测方法适用于智能漏电断路器的供电系统。

本发明同时提供了一种用于供电系统漏电故障检测的装置，包括分别连接在供电系统三相电压输入端的单相变压器A、单相变压器B和单相变压器C，单相变压器A、B、C组成三相电源变压器，单相变压器A、B、C的一次绕组线圈L1、L2、L3接成Y型，Y型绕组线圈的公共端接大地，另外三端分别引出与三相电压输入端连接；所述单相变压器A、B、C的二次绕组线圈输出为双绕组线圈，第一组线圈L11、L21、L31接成y型，y型绕组线圈的公共端接控制系统地，y型绕组线圈另外三端分别提供断路器A相、B相、C相电压检测信号和控制系统所需的电压源，单相变压器A、B、C的二次输出的第二组线圈L12、L22、L32按首尾串接组成零序电压互感器，零序电压互感器的开口两端连接整流桥的交流输入端，所述整流桥的输出端连接有滤波电容和分压元器件，所述分压元器件连接至MCU控制模块的信号检测输入端，所述单相变压器A、单相变压器B和单相变压器C的A相、B相、C相电压输出端依次并联连接有整流桥、稳压器和滤波电容，所述稳压器输出端连接MCU控制模块的供电输入端。

上述整流桥的输出端并联连接有滤波电容C5、滤波电容C6，所述滤波电容C5、滤波电容C6的一端接地，所述滤波电容C6两端并联连接有串联连接的分压电阻R6、分压电阻R5、分压电阻R10，所述串联连接的分压电阻R5和分压电阻R10两端并联连接有一个或多个分压电阻组，每个分压电阻组由两个分压电阻串联连接而成，其中接地的分压电阻两端并联连接有稳压二极管，每个接地的分压电阻的高电压端均连接到MCU控制模块的信号检测输入端。

上述单相变压器A、单相变压器B和单相变压器C的A相、B相、C相电压的一端分别通过均压电阻R20、均压电阻R21、均压电阻R22并接在一起连接至桥式整流器的第一输入端，单相变压器A、单相变压器B和单相变压器C的A相、B相、C相电压的另一端并接在一起连接至桥式整流器的第二输入端，所述桥式整流器输出端并联连接有滤波电容C6、滤波电容C1，滤波电容C1的两端分别连接三端稳压器U1的输入脚和地，所述三端稳压器U1的输出端和地之间并联连接有滤波电容C2、滤波电容C3，所述三端稳压器U1的输出端与所述MCU控制模块的供电输入端连接。

上述漏电检测装置适用于智能漏电断路器的供电系统。

本发明利用三相零序电压互感器每相对地绝缘检测原理，来检测零序电压互感器的开口电压变化情况来判断低压供电系统是否存在漏电和接地现象检测各相电压变化情况；检测各相电流变化情况进行分析，可以准确判断当前用电现场的工作是否正常或是否发生故障。本发明的检测方法具备三相供电系统电网漏电检测的必要条件：零序电流对地要有回路，在零序电压出现时能够精确检测出供电系统的漏电情况，极大地减少供电系统漏电误判停电，避免了人体触电不动作现象，保证人员生命安全。

附图说明

图1是本发明供电系统漏电检测方法中的三相变压器接线示意图；

图2是本发明的供电系统漏电检测装置电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

供电系统漏电故障检测方法，将供电系统三相电压输入端分别连接的单相变压器A、单相变压器B和单相变压器C组成三相电源变压器，如图1和图2所示，单相变压器A、B、C的一次绕组线圈L1、L2、L3接成Y型，Y型绕组线圈的公共端接大地；二次绕组线圈为双绕组线圈，第一组线圈L11、L21、L31接成Y型，公共端接控制系统地，第一组线圈L11、L21、L31分别提供A相、B相、C相的电压检测信号和MCU控制系统所需的电压源，第二组线圈L12、L22、L32按首尾串接组成零序电压互感器，利用三相零序电压互感器每相对地绝缘来检测零序电压互感器的开口电压变化情况来判断低压供电系统是否存在漏电和接地故障，二次绕组线圈的三相电压每相电压a1、b1、c1、a2、b2、c2在三相电压平衡时每相互差120度，开口电压d0的向量和为零，即当三相电压中有一相发生漏电时，二次绕组线圈串联向量和电压d0不为零，它的大小将发生漏电该相的接地电阻的阻值而决定，接地电阻大开口电压d0小，接地电阻小开口电压d0大，当该相完全接地时开口电压d0达到最大电压值，MCU控制系统检测出开口电压d0大小判断供电系统是否存在漏电故障。

如图2所示的用于供电系统漏电故障检测装置，包括分别连接在供电系统三相电压输入端的单相变压器A、单相变压器B和单相变压器C，单相变压器A、B、C组成三相电源变压器，单相变压器A、B、C的一次绕组线圈L1、L2、L3接成Y型，Y型绕组线圈的公共端接大地，另外三端分别引出与三相电压输入端连接；单相变压器A、B、C的二次绕组线圈输出为双绕组线圈，第一组线圈L11、L21、L31接成y型，y型绕组线圈的公共端接控制系统地，y型绕组线圈另外三端分别提供断路器A相、B相、C相电压检测信号和控制系统所需的电压源，单相变压器A、B、C的二次输出的第二组线圈L12、L22、L32按首尾串接组成零序电压互感器，零序电压互感器的开口两端连接整流桥的交流输入端；整流桥的输出端并联连接有滤波电容C5、滤波电容C6，滤波电容C5、滤波电容C6的一端接地，滤波电容C6两端并联连接有串联连接的分压电阻R6、分压电阻R5、分压电阻R10，串联连接的分压电阻R5和分压电阻R10两端并联连接有一个或多个分压电阻组，每个分压电阻组由两个分压电阻串联连接而成，其中接地的分压电阻两端并联连接有稳压二极管，每个接地的分压电阻的高电压端均连接到MCU控制模块的信号检测输入端。

单相变压器A、单相变压器B和单相变压器C的A相、B相、C相电压的一端分别通过均压电阻R20、均压电阻R21、均压电阻R22并接在一起连接至桥式整流器的第一输入端，单相变压器A、单相变压器B和单相变压器C的A相、B相、C相电压的另一端并接在一起连接至桥式整流器的第二输入端，桥式整流器输出端并联连接有滤波电容C6、滤波电容C1，滤波电容C1的两端分别连接三端稳压器U1的输入脚和地，三端稳压器U1的输出端和地之间并联连接有滤波电容C2、滤波电容C3，三端稳压器U1的输出端与MCU控制模块的供电输入端连接。

本发明的用于供电系统漏电故障检测装置，它由三个单相变压器按YN.yn.d0组成三相电源变压器。单相变压器一次绕组线圈L1、L2、L3接成Y型公共端接大地，二次输出为双绕组线圈，第一组线圈L11、L21、L31接成Y型公共端接控制系统地，三组分别提供A相、B相、C相的电压检测信号和控制系统所需的电压源。第二组线圈L12、L22、L32按首尾串接组成零序电压互感器，利用三相零序电压互感器每相对地绝缘检测原理，来检测零序电压互感器的开口电压变化情况来判断低压供电系统是否存在漏电和接地现象，变压器接法参见图1所示。

二次绕组三相电压每相电压a1、b1、c1、a2、b2、c2在三相电压平衡时每相互差120度，这时d0的向量和为零。即当三相电压有一相发生漏电时，二次绕组串联向量和电压d0不为零，它的大小将随该相的接地电阻的阻值而决定。接地电阻大开口电压d0小，接地电阻小开口电压d0大，当该相完全接地时开口电压d0将达到最大电压值。将开口电压d0两端接入整流桥交流输入端，整流桥的输出端经滤波电容C5、C6滤波电容及分压电阻和稳压二极管组成对地绝缘电压检测信号，检测信号分四组分别为UK1、UK2、UK3、UK4，四组相关的元件及电路连接参阅图2所示，UK1、UK2、UK3、UK4直流信号分别与智能控制系统MCU控制模块相应的接口连接，MCU控制模块通过对UK1、UK2、UK3、UK4信号处理，检测当前检测零序电流信号变化情况；并检测各相电压变化情况；检测各相电流变化情况进行分析，可以准确判断当前用电现场的工作是否正常或是否发生故障，并作出相应的处理。

MCU控制模块用电：二次绕组L11、L21、L31接成Y型，分别提供A相、B相、C相的电压检测信号和控制系统所需的电压源。A相、B相、C相电压通过三个均压电阻R20、R21、R22并接在一起，经过桥式整流GQ2滤波电容C6、C1输出给三端稳压器U1的1脚，输出电压由三端稳压器3脚经滤波电容C2、C3输出稳定的直流5伏电压，供给MCU控制模块的供电输入端。

本发明设计的供电系统漏电故障检测方法和检测装置，特别适合于智能漏电断路器。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims

1.一种供电系统漏电故障检测方法，其特征在于：将供电系统三相电压输入端分别连接的单相变压器A、单相变压器B和单相变压器C组成三相电源变压器，单相变压器A、B、C的一次绕组线圈L1、L2、L3接成Y型，Y型绕组线圈的公共端接大地；二次绕组线圈为双绕组线圈，第一组线圈L11、L21、L31接成Y型，公共端接控制系统地，第一组线圈L11、L21、L31分别提供A相、B相、C相的电压检测信号和MCU控制系统所需的电压源，第二组线圈L12、L22、L32按首尾串接组成零序电压互感器，利用三相零序电压互感器每相对地绝缘来检测零序电压互感器的开口电压变化情况来判断低压供电系统是否存在漏电和接地故障，二次绕组线圈的三相电压每相电压a1、b1、c1、a2、b2、c2在三相电压平衡时每相互差120度，开口电压d0的向量和为零，即当三相电压中有一相发生漏电时，二次绕组线圈串联向量和电压d0不为零，它的大小由该发生漏电相的接地电阻的阻值决定，接地电阻大开口电压d0小，接地电阻小开口电压d0大，当该相完全接地时开口电压d0达到最大电压值，MCU控制系统检测出开口电压d0大小判断供电系统是否存在漏电故障。

2.根据权利要求1所述的供电系统漏电故障检测方法，其特征在于：所述供电系统为智能漏电断路器的供电系统。

3.一种供电系统漏电故障检测装置，其特征在于：包括分别连接在供电系统三相电压输入端的单相变压器A、单相变压器B和单相变压器C，单相变压器A、B、C组成三相电源变压器，单相变压器A、B、C的一次绕组线圈L1、L2、L3接成Y型，Y型绕组线圈的公共端接大地，另外三端分别引出与三相电压输入端连接；所述单相变压器A、B、C的二次绕组线圈输出为双绕组线圈，第一组线圈L11、L21、L31接成y型，y型绕组线圈的公共端接控制系统地，y型绕组线圈另外三端分别提供断路器A相、B相、C相电压检测信号和控制系统所需的电压源，单相变压器A、B、C的二次输出的第二组线圈L12、L22、L32按首尾串接组成零序电压互感器，零序电压互感器的开口两端连接整流桥的交流输入端，所述整流桥的输出端连接有滤波电容和分压元器件，所述分压元器件连接至MCU控制模块的信号检测输入端，所述单相变压器A、单相变压器B和单相变压器C的A相、B相、C相电压输出端依次并联连接有整流桥、稳压器和滤波电容，所述稳压器输出端连接MCU控制模块的供电输入端。

4.根据权利要求3所述的供电系统漏电故障检测装置，其特征在于：所述整流桥的输出端并联连接有滤波电容C5、滤波电容C6，所述滤波电容C5、滤波电容C6的一端接地，所述滤波电容C6两端并联连接有串联连接的分压电阻R6、分压电阻R5、分压电阻R10，所述串联连接的分压电阻R5和分压电阻R10两端并联连接有一个或多个分压电阻组，每个分压电阻组由两个分压电阻串联连接而成，其中接地的分压电阻两端并联连接有稳压二极管，每个接地的分压电阻的高电压端均连接到MCU控制模块的信号检测输入端。

5.根据权利要求3或4所述的供电系统漏电故障检测装置，其特征在于：所述单相变压器A、单相变压器B和单相变压器C的A相、B相、C相电压的一端分别通过均压电阻R20、均压电阻R21、均压电阻R22并接在一起连接至桥式整流器的第一输入端，单相变压器A、单相变压器B和单相变压器C的A相、B相、C相电压的另一端并接在一起连接至桥式整流器的第二输入端，所述桥式整流器输出端并联连接有滤波电容C6、滤波电容C1，滤波电容C1的两端分别连接三端稳压器U1的输入脚和地，所述三端稳压器U1的输出端和地之间并联连接有滤波电容C2、滤波电容C3，所述三端稳压器U1的输出端与所述MCU控制模块的供电输入端连接。

6.根据权利要求1所述的供电系统漏电故障检测装置，其特征在于：所述供电系统为智能漏电断路器的供电系统。