序基波倍頻相位判別裝置的輸入端相連,所述零序基波倍頻相位判別裝置的輸出端分別與LED指示故障支路、音響報警電路和保護輸出跳閘繼電器的控制端相連;所述的零序電壓信號U0獲取電路和若干條零序電流信號1獲取電路設置在三相電網中同一段母線上。
[0019]優選地,所述零序電壓信號U。處理電路包括穩壓二極管DW1、穩壓二極管DW2、低通濾波電路、移相電路、鑒幅電路、光電隔離電路和整形電路,用以將零序電壓信號UO經穩壓二極管DWl和穩壓二極管DW2后分成兩路,一路經低通濾波、鑒幅、光電隔離和整形處理,形成脈寬為O?180度變化的方波信號UQA,用以作為零序電壓信號倍頻的信號之一;另一路經低通濾波、移相、鑒幅、光電隔離和整形處理,形成脈寬為O?180度變化的方波信號UQL,作為零序電壓信號倍頻的信號之二。
[0020]優選地,所述故障判斷啟動電壓信號UQq處理電路包括低通濾波電路、鑒幅電路、光電隔離電路和整形電路,用以將故障判斷啟動電壓信號UOq經低通濾波、鑒幅、光電隔離和整形處理,形成方波信號Uoq,用做零序基波倍頻相位判別方法的啟動信號。
[0021]優選地,所述三相電網絕緣水平監視信號1^處理電路包括光電隔離電路和整形電路,用以將Ujy信號經光電隔離和整形處理形成υπ信號,作為三相電網絕緣水平動作電阻值大小的直流檢測信號。
[0022]優選地,所述零序電流信號1處理電路包括低通濾波電路、阻容移相電路、鑒幅電路、光電隔離電路和整形電路,用以將一路1信號一路經低通濾波、鑒幅、光電隔離和整形處理,形成脈寬為O?170度之間變化的初始電流方波信號IQA,作為零序電流信號倍頻的信號之一;另一路1信號經低通濾波、阻容移相、放大、鑒幅、光電隔離和整形處理,形成脈寬為O?170度之間變化的方波1u作為零序電流倍頻的信號之二。
[0023]優選地,所述零序基波倍頻相位判別裝置包括復雜可編程邏輯器件或安裝有零序基波倍頻相位判別程序的工控單片機系統。
[0024]本發明的有益效果是:
[0025]1、本發明直接將基波零序電流和基波零序電壓信號進行“倍頻”處理后,應用“倍頻”后的信號作為單相接地漏電故障的選擇判斷,在國內外屬于首次。本發明采用零序基波倍頻相位判別方法,使單相接地漏電故障的選出時間縮短為< 1ms,大大小于JB6314-92標準中規定的保護動作時間,成功的解決了工礦低壓多級電網選漏保護一直無法實現快速、準確選漏的技術難題。
[0026]2、本發明采用零序基波倍頻相位判別方法,比相同功用的零序功率方向法、零序電流絕對值比較方法,工作可靠、選漏準確率高、速度快,選漏保護范圍沒有“死區”,解決了具有零序電抗器補償功能的工礦低壓電網選漏保護和中壓電網諧振接地系統過補償狀態下準確選漏的技術難題。
[0027]3、本發明的零序基波倍頻相位判別方法可通用于具有零序電抗器補償的低壓電網和中壓電網諧振接地系統,且不論是中低壓電網是處于無補償、欠補償、還是過補償狀態下,都能實現快速準確的選擇單相接地故障線路。
[0028]4、本發明的零序基波倍頻相位判別方法不僅可以用單片機系統、DSP系統來實現,而且還可用復雜可編程邏輯器件CPLD或FPGA來實現,從而實現了對多路信號并行處理的能力,大大提高了“單相漏電故障選線”保護裝置的動作快速性、可靠性和強抗干擾能力。
[0029]5、由于零序基波倍頻相位判別方法可以應用復雜可編程邏輯器件CPLD或FPGA硬邏輯電路來實現,本發明減少了單相接地漏電選線保護裝置所用電子集成電路器件的數量,提高了單相接地漏電選線保護裝置的強抗干擾能力和長時間運行的穩定性,更能適應煤礦井下惡劣的環境,可研制成系列隔爆型的高低壓礦用產品。由于所用外圍集成電路元器件器件的減少,也有利于實現模塊化、集成化生產。
【附圖說明】
[0030]圖1是本發明所述單相漏電選線模塊的結構示意圖;
[0031 ]圖2是本發明所述單相漏電選線模塊的電路圖;
[0032]圖3是本發明所述零序基波倍頻相位判別裝置的電路圖;
[0033]圖4(a)-圖4(f)是本發明所述零序電流信號1的相位關系圖;
[0034]圖5是本發明的應用原理圖。
【具體實施方式】
[0035]為了簡化本發明的公開,下文中對特定例子的部件和設置進行描述。應當注意,在附圖中所圖示的部件不一定按比例繪制。本發明省略了對公知組件和處理技術及工藝的描述以避免不必要地限制本發明。
[0036]如圖1和圖2所示,本發明所述的單相漏電選線模塊包括零序基波倍頻相位判別裝置、零序電壓信號Uo處理電路、故障判斷啟動電壓信號uQq處理電路、三相電網絕緣水平監視信號Ujy處理電路和若干條零序電流信號1處理電路;所述零序電壓信號Uo處理電路的輸入端與零序電壓信號Uo獲取電路的輸出端相連,所述故障判斷啟動電壓信號uQq處理電路的輸入端與故障判斷啟動電壓信號UOtJi取電路的輸出端相連,所述三相電網絕緣水平監視信號Ujy處理電路的輸入端與三相電網絕緣水平監視信號Ujy獲取電路的輸出端相連,所述零序電流信號1處理電路的輸入端與零序電流信號1獲取電路的輸出端相連,所述零序電壓信號Uo處理電路、故障判斷啟動電壓信號uQq處理電路、三相電網絕緣水平監視信號Ujy處理電路和零序電流信號1處理電路的輸出端分別與零序基波倍頻相位判別裝置的輸入端相連,所述零序基波倍頻相位判別裝置的輸出端分別與LED指示故障支路、音響報警電路和保護輸出跳閘繼電器的控制端相連;所述的零序電壓信號UO獲取電路和若干條零序電流信號1獲取電路設置在三相電網中同一段母線上。
[0037]本發明的一種工礦低壓電網單相接地漏電選線方法,它包括以下步驟:
[0038](I)從該三相電網母線上的零序電抗器Ssk的中性點經變壓器TC1和隔直電容Cq1對地,從變壓器TC1的次級線圈取出故障判斷啟動電壓信號uQq,從變壓器1^的次級線圈經降壓變壓器TC2取出零序電壓信號uQ;uQq和UO信號分別進入單相漏電選線模塊,故障判斷啟動電壓信號uQq進入單相漏電選線模塊,經低通濾波、鑒幅、光電隔離和整形處理,形成方波信號Uqq,用做零序基波倍頻相位判別方法的啟動信號;零序電壓信號Uo進入單相漏電選線模塊后,經穩壓二極管DWl和穩壓二極管DW2后分成兩路,一路經低通濾波、鑒幅、光電隔離和整形處理,形成脈寬為O?180度變化的方波信號UQA,用以作為零序電壓信號倍頻的信號之一;另一路經低通濾波、移相、鑒幅、光電隔離和整形處理,形成脈寬為O?180度變化的方波信號Ui作為零序電壓信號倍頻的信號之二;UQq、UQA和IW言號均進入零序基波倍頻相位判別裝置。
[0039](2)從變壓器初級線圈和隔直電容CQ1、電阻Rck濾波電容Co2取出的反映三相電網絕緣水平大小的信號進入傳統的“附加直流電源三相電網絕緣監視模塊”后形成Ujy信號進入單相漏電選線模塊,經光電隔離、整形處理,形成Ujy信號,作為三相電網絕緣水平動作電阻值大小的直流檢測信號;Ujy信號進入零序基波倍頻相位判別裝置。
[0040](3)從該三相電網同一段母線的各饋出線路上的零序電流互感器TA的二次側取出零序電流信號iQ,iQ信號經i/u變換后進入單相漏電選線模塊分成兩路,一路經低通濾波、鑒幅、光電隔離和整形處理,形成脈寬為O?170度之間變化的初始電流方波信號IQA,作為零序電流信號倍頻的信號之一;另一路經低通濾波、阻容移相、放大、鑒幅、光電隔離和整形處理,形成脈寬為O?170度之間變化的方波IQL,作為零序電流倍頻的信號之二;各饋出線路上的Iqa和1%信號均進入零序基波倍頻相位判別裝置。
[0041](4)設定單相接地漏電故障線路的零序基波倍頻相位判別規則:I)同時將基波零序電壓和零序電流信號倍頻為50HZ至250HZ之間的任意頻率Uqb信號和Iqb信號;2)零序電壓信號Uob的下降沿必須位于零序電流信號1b的上升沿和下降沿之間,且零序電壓信號Uqb的脈寬必須大于零序電流信號1b的脈寬;各個支路的零序電流和零序電壓信號按上述兩條零序基波倍頻相位判別規則進行判別。倍頻后的零序電流1b信號相對于零序電壓Uob信號的相位關系隨著三相電網是無補償、欠補償、過補償的補償程度不同在O?170度之間變化。
[0042](5)當某一饋出支路發生單相接地漏電故障時,零序基波倍頻相位判別裝置根據規定的判別規則對接于同一三相電網上的各條饋出支路的零序電流信號1進行零序基波倍頻相位判別,如果為非故障支路,零序基波倍頻相位判別裝置無故障信號輸出;如果為故障支路,零序基波倍頻相位判別裝置輸出故障信號,且通過外圍驅動電路進行燈光指示故障支路和音響報警,經過單片機管理系統進行漢字顯示、聯網通訊、打印故障信息;同時經驅動電路使故障支路動作于跳閘。
[0043]圖3中只畫出了最簡單、最初級的對兩個饋出支路的零序基波倍頻相位判別的硬邏輯電路,可采用復雜可編程邏輯器件CPLD或FPGA來實現,它包括基波零序電壓信號倍頻電路和若干個零序電流信號倍頻