[發明專利]基于故障瞬時正序電流實部分量的礦井電網漏電辨識方法

有效

• 申請號: 201610668149.6
• 申請日: 2016-08-15
• 公開（公告）號: CN106370960B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 趙建文;劉永佳;梁靜;方子朝;劉鵬;趙斌;張廣驍;張乃元;李春輝
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: H02H3/32
• 分類號: H02H3/32
• 代理公司: 西安創知專利事務所61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明屬于礦井低壓電網漏電保護技術領域，具體涉及一種基于故障瞬時正序電流實部分量的礦井電網漏電辨識方法。

背景技術

目前，漏電故障作為礦井低壓電網(380V、660V、1140V)最常見的漏電故障之一，占其總漏電故障的70％左右。漏電會產生電火花,如果不能及時處理，就會引起瓦斯和煤塵爆炸，對人身及生產安全造成不可估量的后果?！睹旱V安全規程》規定：“應在礦井低壓饋線上安裝帶有漏電閉鎖的檢漏保護裝置，當檢漏裝置上顯示發生漏電或系統絕緣水平降低時，必須立即切斷電源，處理完成后方可送電”。

在特殊的煤礦生產環境下，一旦發生漏電，必準確的辨識出漏電的支路，并迅速動作于跳閘，準確的將故障支路從系統中切除，保證非故障部分的正常供電；否則，就有可能造成井下重要供電設備供電中斷，影響煤礦安全生產。有異于中壓電網的選線方法，礦井電網具有“極限安全電流”和動作時限30ms的要求，漏電需立即動作于跳閘。所以，礦井低壓電網的漏電支路識別保護方法必須簡單，數據窗短，動作可靠。傳統的漏電保護方法大多基于零序電流信號進行漏電保護，礦井低壓電網的電源進線處普遍裝有直流檢測型的總檢漏繼電器，其含有零序電抗器，由于零序電抗器的補償作用，礦井電網可能處于補償狀態，這使得唯一具有選漏功能的零序電流功率方向保護失效。另外現有的漏電保護方法存在不能有效的識別干線故障和支線故障的缺陷，一旦支線故障被誤判為干線故障，無疑會擴大停電范圍。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種基于故障瞬時正序電流實部分量的礦井電網漏電辨識方法，其設計新穎合理，采用零序電流的相量和的模值判斷干線或支線漏電故障，克服了傳統選漏方法不能區別干線和支線故障的問題，通過支線漏電故障瞬時正序電流的實部的幅值大小辨識電網漏電支線，選線效果明顯，且選線方法自適應性強。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：基于故障瞬時正序電流實部分量的礦井電網漏電辨識方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

步驟一、漏電信號的獲取、存儲和同步上傳：采用干線智能終端對于干線三相電流、電網電壓和零序電壓參數進行采集并進行干線跳閘保護，采用支線智能終端對于支線三相電流進行采集并進行支線跳閘保護，干線智能終端和支線智能終端均通過以太網通信模塊與主控保護模塊進行通信，主控保護模塊將獲取的數據存儲在數據存儲器中并同步上傳至上位機；

所述干線智能終端包括干線控制器和與干線控制器相接的干線以太網通信模塊，干線控制器的輸入端接有干線模數轉換器，干線模數轉換器的輸入端接有干線三相電流采集處理模塊、電網電壓采集處理模塊和零序電壓采集處理模塊，干線控制器的輸出端接有干線跳閘執行模塊，所述干線三相電流采集處理模塊包括干線三相電流傳變電路和與干線三相電流傳變電路輸出端連接的干線三相電流濾波器，所述電網電壓采集處理模塊包括電網電壓傳變電路和與電網電壓傳變電路輸出端連接的電網電壓濾波器，所述零序電壓采集處理模塊包括零序電壓傳變電路和與零序電壓傳變電路輸出端連接的零序電壓濾波器；

所述支線智能終端包括支線控制器和與支線控制器相接的支線以太網通信模塊，支線控制器的輸入端接有支線三相電流采集處理模塊，支線控制器的輸出端接有支線跳閘執行模塊，所述支線三相電流采集處理模塊包括依次連接的支線三相電流傳變電路、支線三相電流濾波器和支線模數轉換器；

所述支線智能終端的數量為多個；

步驟二、漏電信號的接收和分析處理：干線模數轉換器在干線控制器的控制下，對經過濾波后的干線三相電流、電網電壓和零序電壓信號進行周期采樣，并對每一采樣周期內所采集的信號進行模數轉換后輸出給干線控制器，干線控制器對其接收到的干線三相電流、電網電壓和零序電壓信號進行分析處理后通過干線以太網通信模塊傳輸至主控保護模塊；支線模數轉換器在支線控制器的控制下，對經過濾波后的支線三相電流信號進行周期采樣，并對每一采樣周期內所采集的信號進行模數轉換后輸出給支線控制器，支線控制器對其接收到的支線三相電流進行分析處理后通過支線以太網通信模塊傳輸至主控保護模塊；

步驟三、電網漏電與否的判斷，過程如下：

步驟301、根據公式計算漏電電阻R_g，其中，ω為角頻率，C_Σ為電網總的對地電容，L為零序電抗器補償電感，U_L為主控保護模塊對接收到的電網電壓分析處理得到的電網電壓有效值，U₀為主控保護模塊對接收到的零序電壓分析處理得到的零序電壓有效值；