專利名稱：相敏短路保護饋電開關的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種礦井低壓供電網路中的相敏短路保護饋電開關。
目前，饋電開關的短路保護，雖然采用了先進的電子保護電路，但功能差，不能避免鼠籠式電機啟動時的誤動作；也不能保護遠距離的短路故障，如徐州煤礦機械廠生產的DKZB－400／1140型真空饋電開關，所取動作電流信號是直接從主供電線路上的電流互感器獲得，所以不能區(qū)別電流中的有功份量，也就無法辨別短路電流和啟動電流，給短路保護的整定帶來困難?，F(xiàn)有技術的額定電流為400安，短路保護最小整定電流為1200安，這就限制了短路保護的距離，同時也不能避免鼠籠電機啟動時的誤動作。
本實用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術中所存在的上述缺點，而提出一種既能防止鼠籠電機啟動時的誤動作，又能保護遠距離短路故障的相敏短路保護饋電開關。
本實用新型的任務是通過以下方案來實現(xiàn)的，電壓互感器輸出的電壓信號加于相敏整流橋的正負極，電流互感器輸出的電流信號加于相敏整流橋的E端和零線，在相敏整流橋的F端和零線之間并聯(lián)一只電阻和電容，構成積分輸出回路，該積分輸出加于比較器的反向輸入端，比較器的正向輸入端由電位器和電阻組成的串聯(lián)回路提供整定信號，比較器的輸出信號加于執(zhí)行回路中的三極管和執(zhí)行繼電器。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點1、可以避免大鼠籠式電機啟動時的誤動作，因啟動電流雖大，但輸送到比較器中的電流信號為有功電流，所以不會超過整定值。
2、可以有效地保護遠距離的短路故障，因為動作電流信號為有功電流信號，這就可以降低整定值，短路電路雖然經過遠距離的傳輸，使短路電流信號減弱，但此功率因數(shù)接近于1，所以仍然可以超過整定值，使短路線路迅速分斷。
3、使用面寬，本實用新型的整定范圍為100安至1800安，所以，不但可作為總饋電開關使用，也可以用在分路和配電點上。
附

圖1是本實用新型的主視示意圖(無端蓋狀態(tài))附圖2是本實用新型的相敏短路保護單相電路原理圖。(另兩相與此相同)1是電源電纜、負荷電纜與開關母線3連接的隔爆接線室，與隔爆外殼2連成一個整體，接線室的上部與外殼的側面各有一個端蓋；4是真空斷路器，6是電源開關手把，控制線路電源變壓器和電壓互感器控制開關5；7是試驗開關，用來試驗保護線路是否正常；8是電流互感器，次級線圈為500匝，次級并聯(lián)電阻RH、9是組裝相敏短路保護電路元件的插件板，10是穩(wěn)壓電源板，為相敏短路保護電路提供24伏和18伏穩(wěn)壓電源，11是電壓互感器，電壓比為660／110伏，或380／110伏，12是電源變壓器，二次輸出27伏和18伏、24伏、145伏交流電。
當饋電開關向網路送電時，搬動手把5，控制開關6閉合，電源變壓器向相敏短路保護電路提供24伏和18伏穩(wěn)壓電源，電壓互感器11的次級線圈同時輸出110伏交流電，經補償回路的電阻R2、電容C2加于相敏整流橋QL的正負極Q、P端，電流互感器8取對應于電壓互感器相的電流信號，反相加于相敏整流橋的E端與零線，電阻R1和電容C1并聯(lián)在電流互感器的輸出端，作為旁路濾波用。負載電阻R3和電容C3并聯(lián)在相敏整流橋的F端與零線之間，構成積分輸出回路，其輸出加于比較器IC1的反相輸入端，穩(wěn)壓管DW1是為保護比較器而加的，由電阻R4、R5、電位器W1、W2組成的串聯(lián)回路提供的整定信號，經電位器W1的活動端加于比較器的正相輸入端，電位器W2是為整定信號與標示刻度校準用，比較器的輸出端經短路閉鎖電路上的二極管D1、D2和穩(wěn)壓管DW2加于三極管BG1的基極，三極管的集電極接執(zhí)行繼電器J1。
電壓互感器輸出的110伏交流電，在P點為正，Q點為負的半周內，則電流互感器輸出的交流信號必定在E點為正、零線為負，這時電流信號經E點→EQ橋臂→Q點→R2、C2→電壓互感器的次級線圈→P點→PF橋臂→F點→R3、C3→電流互感器8，構成回路。電流互感器信號與電壓互感器信號經相敏整流橋QL調制后，信號電壓便在負載電阻R3、電容C3上產生，當信號大于電位器W1活動端提供的整定信號時，比較器輸出低電位，D1得低電位，即向三極管BG1輸送低電位，BG得低電位截止，執(zhí)行繼電器J1釋放，真空斷路器斷開。
當Q點為正、P點為負的半周內，則E點為負、零線為正，電流信號因Q點電位高于P點，橋臂EQ二極管處于反相偏壓而截止，這時負載電阻R3得不到電流信號。
以電壓互感器信號為基準，經相敏整流橋調制后的信號是半波直流信號，電流信號能否通過QL到達R3，取決于電壓互感器的信號極性。在R3上的積分信號電壓值的大小取決于電壓與電流之間的相位和電流幅值。當電流信號相位滯后于電壓信號相位時。其負載電阻R3上得到的有功電流信號Icosα值就小，當電流和電壓相位一致時，在R3上獲得的電流信號值接近于主線路實際電流信號。
當網路電纜短路時，電流信號相位與電壓信號相位趨于一致，此時的功率因數(shù)接近于1，在負載電阻R3上得到的電流信號值最大，該信號輸送到比較器IC1之后，IC1則輸出低電位。
當感應式電機啟動時，雖然啟動電流很大，因電流信號相位滯后于電壓信號相位很多，此時的功率因數(shù)很低，這時R3上得到的電流信號也低、比較器得低電位，輸出高電位，繼電器J1不動作。
為了避免電機啟動時誤動，又能將網路的短路點都能有效的得到保護，本實用新型的過流保護整定值按下式得出∑IeCosα＋3Ime≤IZ≤ (I(2)d)/1.5式中IZ——開關短路保護整定值。
∑Ie——供電網路中電氣設備(不包括最大一臺)額定電流之和。
Ime——最大電動機額定電流值。
Cosα——線路加權功率因數(shù)，一般為0.7。
(2)Id－－最遠端二相短路電流值。
實施例一個電纜總長度為904米的供電網路，最遠端電纜長度為731米，總裝機容量為447千瓦，最大電機功率為160千瓦，最遠端兩相短路電流為1250安，根據(jù)煤炭部《保安規(guī)程》規(guī)定，按現(xiàn)有技術其整定值為1200安，大于最遠端的兩相短路電流，因而得到保護。
本實用新型的整定值，根據(jù)上式計算只要800安即可，比現(xiàn)有技術的整定小450安，而且還能使電機啟動時不跳閘。因為最大電機啟動時的信號電流∑IeCosα＋3Ime＝200.9＋480＝680.9安。
權利要求1.一種相敏短路保護饋電開關，主要由接線室1、外殼2、母線3、真空斷路器4、電壓互感器開關5、開關手把6、試驗開關7、電流互感器8、短路保護裝置9、穩(wěn)壓電源板10、電壓互感器11和電源變壓器12組成，其特征在于短路保護裝置的R2C2并聯(lián)后，一端與相敏整流橋路QL的Q端相聯(lián)，另一端接電壓互感器的次級線圈，電壓互感器次級線圈的另一端接QL的P端；C1R1并聯(lián)后，一端接電流互感器和QL的E端，另一端接零；C3R3并聯(lián)后，一端接QL的F端和比較器IC1的反相輸入端，另一端接零；IC1的正相輸入端接R4、R5、W1、W2串聯(lián)回路中W1的活動端，IC1的輸出端接D1的陰極；D1的陽極接R12、D2的陽極、IC4的正相輸入端、DW2的陰極；DW2的陽極接BG的基極，BG的發(fā)射極接零，集電極接執(zhí)行繼電器J1。
專利摘要相敏短路保護饋電開關，用于礦井低壓交流供電網路，主要由電壓互感器、電流互感器、相敏整流橋、比較器和積分輸出回路組成的相敏短路保護電路，以電壓互感器輸出的電壓信號相位與電流互感器輸出的電流信號相位來區(qū)別網路的正常狀態(tài)和短路故障狀態(tài)、以區(qū)分電動機啟動電流和網路的短路電流。以避免電動機啟動時的誤動作，同時保護遠距離的短路故障、另外可使開關的整定值大幅度的下降。
文檔編號H02H3/08GK2045902SQ8721611
公開日1989年10月11日 申請日期1987年12月5日 優(yōu)先權日1987年12月5日
發(fā)明者楊運富, 李炳和, 陳亞洲, 畢少華, 王立會, 賈成年 申請人:淮南礦務局