[發明專利]一種礦井低壓供電系統的選擇性短路保護裝置及方法

有效

• 申請號: 201110107060.X
• 申請日: 2011-04-27
• 公開（公告）號: CN102185295A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 朱熀秋;陸廷秀;周超;孫玉坤;魏杰;盧之芹;金承祥;張婷婷
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及一種低壓供電系統的選擇性短路保護電路，應用于智能礦用隔爆移動變電站低壓供電系統的短路保護，也可應用于其它低壓保護系統的短路保護。

背景技術

在煤礦供電中，由于井下電氣設備所處的環境惡劣，設備易受潮、絕緣自然老化、機械損傷及過電壓擊穿、人為的誤操作等原因，都極易引起供電線路及設備缺相或短路，如不及時切除故障線路或設備，往往造成嚴重事故。因此，在出現短路及斷相事故時，應立即切除故障線路及設備，以防事故蔓延。

現有的短路保護方法有：（1）采用短路電流流經熔斷器，熔斷器因過熱熔斷，從而斷開故障線路的熔斷器保護，其缺陷是：切除故障時間較長，僅適用于要求不高的場合。（2）采用短路電流大于脫扣器動作電流使得脫扣器脫扣從而斷開故障線路的脫扣器保護，可以迅速切除故障，調整動作電流，但動作時間無法調整。（3）采用短路電流大于繼電器動作電流使得開關跳閘從而斷開故障線路的繼電器保護，動作迅速，可以調整動作時間，但在有直流電源的場所經常采用。(4)?采用短路時故障支路的功率因數變化來判斷故障支路從而切除的相敏短路保護，無需考慮啟動電流的大小，可解決煤礦井下遠距離供電中大電流作為短路信號、短路保護難以滿足要求的問題，但僅適用于三相對稱用電設備。(5)?采用在電力線路上施加高頻信號電壓，短路時因回路阻抗變小，高頻信號電流增加，信號電壓減小甚至消失，從而使開關跳閘切除故障的載頻短路保護，經常應用于煤電鉆短路保護中。

發明內容

本發明的目的是提供一種礦井低壓供電系統的選擇性短路保護裝置，使保護效果更為理想。本發明同時還提供該選擇性短路保護裝置的保護方法，將鑒幅式保護和鑒相式保護相結合起來，提高靈敏度、快速性和可靠性。

本發明礦井低壓供電系統的選擇性短路保護裝置采用的技術方案是：移動變壓器的輸出串接總饋電開關，總饋電開關的輸出并接2個延時真空斷路器，2個延時真空斷路器的輸出均并接2路，該2路均分別連接真空接觸器，真空接觸器的輸出均分別串接真空斷路器；總饋電開關、延時真空斷路器和真空斷路器中均分別設有短路保護檢測單元，真空斷路器分別通過開關連接電纜接地裝置；總饋電開關、延時真空斷路器和真空斷路器并接比較器。

本發明礦井低壓供電系統的選擇性短路保護方法采用的技術方案是具有如下步驟：當延時真空斷路器輸出線上的故障端點出現故障時，相應的短路保護檢測單元分別檢測到短路故障，若其余的短路保護檢測單元也檢測到短路故障，則斷開總饋電開關；若其余的短路保護檢測單元沒有檢測到短路故障；比較器通過對總饋電開關、延時真空斷路器和真空斷路器線路上參數的比較確定相應的延時真空斷路器所在線路為故障線路，則斷開該延時真空斷路器，其他裝置不動作；2）當出現三相不對稱短路故障時，相應的短路保護檢測單元分別檢測到短路故障；若其余的短路保護檢測單元也檢測到短路故障，則斷開總饋電開關；若其余的短路保護檢測單元沒有檢測到短路故障，比較器通過對總饋電開關、延時真空斷路器和真空斷路器線路上參數的比較確定相應的真空斷路器所在線路為故障線路，則斷開該真空斷路器，相應的真空接觸器發出閉合信號給開關，其他裝置不動作。

本發明與現有技術相比的優點在于：

1、以往單一鑒幅式短路電流保護無法區分啟動電流和短路電流，動作值較難整定，容易誤動、拒動，單一鑒相式短路保護也容易誤動、拒動，可靠性差，本發明采用鑒幅鑒相混合式短路保護將鑒幅和鑒相結合起來，提高了靈敏度，保護效果較為理想。

2、由于鑒相式短路保護監測的是功率因數的變化，又由于是可移動的變電站，所以不存在保護距離不夠的問題。

3、單一的相敏保護只能應用于三相對稱短路故障中，采用負序電流、負序電壓的比幅比相法則解決了這一問題，使得不對稱短路故障也得到保護。

4、采用負序電流、負序電壓的比幅比相法可以實現選擇性的短路保護，有選擇性地分斷故障線路，既分斷了故障線路，又保證了其它非故障線路的安全正常運行。

5、以往的空氣式開關息弧時間長，采用真空斷路器和真空接觸器的熄弧時間短，有利于提高短路保護的快速性，對保護設備起著至關重要的作用。

6、發生故障時，電纜容易產生火花，經常燒毀，屏蔽電纜很好地防止了短路電弧外泄，也提高了低壓供電系統的整體防爆性。

附圖說明

圖1是本發明的選擇性短路保護裝置的原理圖；