CN204597454U - 一种防止对称性漏电的漏电保护系统 - Google Patents
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Abstract
一种防止对称性漏电的漏电保护系统，该系统包括：真空接触器、控制器、三相电抗器、零序电压传感器、电流传感器、与用电设备供电线路连接的三相电抗器，其中，在三相电抗器后形成中性点，在中性点上连接有零序电压传感器，电压传感器通过可控开关K2与控制器电连接，在中性点与地之间还接有直流电源、附加电阻及电流传感器、在附加电阻两端连接的电压传感器，在直流电路上的电流传感器与中性点之间接有可控开关k1，所述电流传感器和电压传感器以及可控开关k1与可控开关k2与控制器电连接，控制器根据零序电压感测器、电流传感器及电压传感器感测来的信号，对真空接触器的通断进行控制从而控制用电设备的电源的通断。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种漏电防护系统，特别是涉及一种防止对称性漏电的漏电保护系统，属于矿下低压漏电防护领域。
背景技术
低压漏电保护是煤矿井下供电系统的重要保护，而现有漏电保护误判现象严重，支路漏电常常造成总开关越级跳闸，不仅造成大面积停电，而且由于切断漏电点时间延长，损坏设备和电缆，对煤矿安全危害性和漏电产生的零序电流对生命危及程度更大。通过对现有的漏电防护系统的分析，可以发现目前主要有两种方式来检测漏电电阻，并且存在较大差异。
现有技术中一种漏电防护系统采用附加直流电压法，其主要原理是由三相电抗器形成中性点，在中性点和地间串接一直流电源和直流电流采样元件。当系统漏电时，漏电点、电网变压器二次回路、电抗器、直流电源、采样电阻和地之间构成回路。根据欧姆定律，直流电流的大小直接反映了电网对地绝缘水平( 漏电电阻) 。当漏电电阻小到动作值( 采样电阻检测到的直流电压大到动作值) 时，装置即动作。
该方法检测漏电电阻，采样电流和漏电电阻成反比，其检测精度高。但由于三相电抗器的接入，电感电流不能跃变，响应速度慢，从发生漏电到电流达到稳定一般需要200 ms 以上。按MT189-88《矿用隔爆型检漏继电器》标准的要求，总开关的动作时间为200 ms，支路开关的动作时间是30 ms。显然附加直流电压法无法满足支路开关对动作时间的要求。
现有技术的另一种漏电防护系统采用零序电压法，在中性点不接地系统发生漏电时，中性点电压升高。金属性漏电时，中性点电压为相电压。用零序电压反应漏电电阻，这就是零序电压法检测漏电电阻，其检测漏电电阻响应速度快，能满足支路漏电保护对动作时间的要求。但低压漏电保护判断是否漏电的依据不是零序电压，而是漏电电阻。零序电压是关于系统电压、系统电容和漏电电阻的多变量函数，不仅与漏电电阻有关，而且还受系统电压和系统电容的影响。零序电压随漏电电阻的降低而增加，只能反应漏电电阻影响零序电压的趋向。
1) 系统电压对零序电压的影响: 按MT189-88标准要求，电网电压在额定电压的75% ～ 110% 变化时，漏电电阻动作误差不大于20%。零序电压和系统电压成正比，当电网电压在额定值的75% ～110%变化时，漏电电阻的检测误差可达25%，系统电压对零序电压的影响是显然的。
2) 系统电容对零序电压的影响: 按MT189-88标准要求，系统电容在0． 1 μF ～ 1 μF 范围内变化时动作电阻误差不大于20%。表1 为380 V 系统的零序电压与系统电容C 和漏电电阻R 的关系( 电网电压380 V 不变， 380 V 系统的漏电电阻动作值为3.5kΩ) 。
表1-380V系统零序电压与电容、漏电电阻的关系
由表1 分析看出，同一漏电电阻时，系统电容增加，零序电压降低; 同样3.5 kΩ 电阻漏电，系统电容0.1μF 和1μF 时，零序电压相差近150 V; 30 kΩ漏电时，零序电压73.2 V，本不应该动作，但只要系统电容满足条件，也会落入了3.5 kΩ 的动作区间，导致误动。同样零序电压159.7 V 时，在3.5 kΩ 的动作区间内，本应该动作，但在一定的系统电容下导致拒动。由此可见，按零序电压法检测漏电电阻的测量精度很差，根本达不到MT189-88《矿用隔爆型检漏继电器》标准规定的要求。
因此，零序电压法存在的主要问题是漏判和错判率高，主要是由于每一次的漏电事故由不同的漏电部位造成，因此漏电电阻存在着千差万别。
为解决两种方法缺点，本实用新型提出使用两种方法联合检测漏电的装置和方法。
实用新型内容
方案1、一种防止对称性漏电的漏电保护系统，其特征在于，该系统包括：真空接触器、控制器、三相电抗器、零序电压传感器、电流传感器、与用电设备供电线路连接的三相电抗器，其中，在三相电抗器后形成中性点，在中性点上连接有零序电压传感器，电压传感器通过可控开关K2与控制器电连接，在中性点与地之间还接有直流电源、附加电阻及电流传感器、在附加电阻两端连接的电压传感器，在直流电路上的电流传感器与中性点之间接有可控开关k1，所述电流传感器和电压传感器以及可控开关k1与可控开关k2与控制器电连接，控制器根据零序电压感测器、电流传感器及电压传感器感测来的信号，对真空接触器的通断进行控制从而控制用电设备的电源的通断。
方案2、根据上述的对称性漏电的漏电保护系统，其中的用电设备可以是多台，所述感测来的信号可以通过总线的形式与控制器进行通讯。
方案3、根据上述的对称性漏电的漏电防护系统，其中的所述可控开关k1和可控开关k2不会同时闭合，或同时断开。
方案4、根据上述的对称性漏电的漏电防护系统，其还包括警报器，当控制器判断出感测来的信号出现异常时，切断用电设备电源的同时向警报器发送报警信号，警报器报警，并将相应的故障信息显示于控制器的显示屏上。
方案5、本实用新型还公开一种防止对称性漏电的漏电防护方法，其特征在于用附加直流电压法检测系统的采样电阻的电压降和电流，并把相应的电压值和电流值传送给控制器，用零序电压法检测系统的零序电压，并把零序电压信号传送给控制器，其中所述零序电压检测和直流电路的电压降和电流值测量是在不同的步骤中完成，并且直流电路的电压降和电流值的测量在零序电压检测之前完成，控制器将上述测量值与初始值进行比较。
方案6、根据上述的方法，其中如果在直流电路的电流测量值大于初始值小于预定值的情况下才进行零序电压的感测。
方案7、根据上述的方法，控制器根据零序电压的测量值与初始值的比较对真空接触器进行通断控制。
方案8、根据上述的方法，如果在判断零序电压值未发生变化时，进一步断开零序电压检测电路的同时测量直流电路的电流值的增量，如果增量大于预定值，则控制器根据电流传感器的信号切断真空接触器，断开用电设备电源，并向警报器发送报警信号，警报器报警，将相应的故障信息显示于控制器的显示屏上。
方案9、根据方案6的方法，其中如果直流电路的电流感测量值大于初始值，并且在附加电阻的两端的电压测量值的增量也大于预定值的情况下，控制器直接根据直流电路的测量值对真空接触器进行控制，切断用电设备电源，同时向警报器发送报警信号，警报器报警，将相应的故障信息显示于控制器的显示屏上。
附图说明
图1为漏电防护系统简图；
图2为漏电防护系统工作流程图。
具体实施方式
图1为本实用新型的具体实施方式，在图1中提供两种方式的漏电检测，分别为零序电压感测和电流感测。用电设备电源输入端通过三项电抗器新城中性点，零序电压感测通过电压互感器感测中性点电压然后传给控制器，直流电源连接于中性点和地之间，在连接通路上接有取样电阻，在取样电阻两端连接压降传感器，传感器检测取样电阻两端压降后传给控制器。此外，在附加直流电压通路上与取样电阻串联设有电流传感器，感测直流通路上的电流后传给控制器，控制器通过控制线路与用电设备供电总线路的真空接触器控制相连，并与直流电压通路上的可控开关k1以及零序电压感测通路上的可控开关K2控制相连。
图2为漏电防护系统工作流程图，本系统在工作之初先对控制器初始化，并检查用电设备的电状态，在确认进入电连接之后，系统进入防护检查工作状态。首先，闭合k1，打开k2测量并记录直流电流与附加电阻压降；打开直流电压电路中的可控开关k1，测量并记录零序电压值。第二步，保持k1闭合，k2打开，以一定的时间间隔检测直流电流与附加电阻压降，并比较所述实测值是否大于初始值；如果是实测值大于初始值，进入第三步，打开k1，闭合k2，检测零序电压，比较零序电压是否大于初始值，如果大于初始值断开真空接触器切断用电设备电源，向警报器发送报警信号，如果零序电压值不大于初始值，那么重新进入第二步检测直流电路电流与电压值。
为了，增加本系统的实用性和适用性，其中用电设备可以是多台，这些感测信号和控制信号可以集成到总线来通过总线与控制器连接。
Claims (4)
1.一种防止对称性漏电的漏电保护系统，其特征在于，该系统包括：真空接触器、控制器、三相电抗器、零序电压传感器、电流传感器、与用电设备供电线路连接的三相电抗器，其中，在三相电抗器后形成中性点，在中性点上连接有零序电压传感器，电压传感器通过可控开关K2与控制器电连接，在中性点与地之间还接有直流电源、附加电阻及电流传感器、在附加电阻两端连接的电压传感器，在直流电路上的电流传感器与中性点之间接有可控开关k1，所述电流传感器和电压传感器以及可控开关k1与可控开关k2与控制器电连接，控制器根据零序电压感测器、电流传感器及电压传感器感测来的信号，对真空接触器的通断进行控制从而控制用电设备的电源的通断。
2.权利要求1的对称性漏电的漏电保护系统，其中的用电设备可以是多台，所述感测来的信号可以通过总线的形式与控制器进行通讯。
3.根据权利要求1的对称性漏电的漏电防护系统，其中的所述可控开关k1和可控开关k2不会同时闭合，或同时断开。
4.根据权利要求1-3任一项的对称性漏电的漏电防护系统，其还包括警报器，当控制器判断出感测来的信号出现异常时，切断用电设备电源的同时向警报器发送报警信号，警报器报警，并将相应的故障信息显示于控制器的显示屏上。
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