專利名稱：動態(tài)電壓比較式選擇性高壓漏電保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域為小電流接地電力系統(tǒng)中的地面變、配電所及有沼氣、易燃?xì)怏w、煤塵環(huán)境中的礦井變、配電所多條高壓配電線路配出時選擇單相接地漏電保護(hù)方法，適合配出線路為3-10KV電壓等級的電力網(wǎng)絡(luò)。
有數(shù)條、數(shù)十條線路配出的變、配電所，常出現(xiàn)其中某一配出線路單相接地漏電故障。因此需要采用選擇性高壓漏電保護(hù)指示出單相接地、漏電故障回路，以便迅速排除故障，防止事故的擴(kuò)展;另因有些工礦企業(yè)及其它行業(yè)特殊環(huán)境的所需、電力網(wǎng)絡(luò)的配出線路在發(fā)生單相接地、漏電后必須迅速切斷故障回路的電流(保護(hù)跳閘)?，F(xiàn)有的高壓漏電保護(hù)裝置均采用零序方向原理，應(yīng)用與邏輯相位比較電路實(shí)現(xiàn)方向性漏電保護(hù)，例如中國專利“高壓方向性漏電保護(hù)裝置”專利號86203922，這種漏電保護(hù)方法的缺點(diǎn)是電路復(fù)雜、中間環(huán)節(jié)多、穩(wěn)定性不好，選擇性不可靠容易出現(xiàn)誤報現(xiàn)象，而且只能作用于信號指示，不能作用于跳閘。再例如中國專利"選擇性高壓漏電保護(hù)方法"專利號"881071498，這種選擇性高壓漏電保護(hù)方法的幅值比較原理雖然新穎適用，但是也存在一定的不足之處，缺點(diǎn)是系統(tǒng)發(fā)生單相接地、漏電后，指示不穩(wěn)定需一定的過渡時間，沒有保護(hù)跳閘的功能，適用范圍小。
本發(fā)明克服了上述專利的不足，提供了一個適用范圍廣、抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性能好、選擇性能可靠、即能作用于跳閘保護(hù)、又能作用于信號保護(hù)的新型保護(hù)，它是利用電力網(wǎng)絡(luò)接地、漏電不同狀態(tài)下所產(chǎn)生的零序電壓、零序電流合成強(qiáng)電壓信號自動與系統(tǒng)的基準(zhǔn)零序電壓相比較選擇出高壓配電線路單相接地、漏電保護(hù)的新方法。
本方法的設(shè)計思想是(1)為設(shè)置有三相五柱式電壓互感器的變配電所設(shè)計的漏電保護(hù)是零序電壓檢測電路的輸出經(jīng)穩(wěn)壓、移相后輸入到次級有n個零序電壓線圈的耦合變壓器中，再將匝數(shù)為1×600-1×1400匝的零序電流互感器次級線圈分別與n個零序電壓線圈的耦合變壓器次級串聯(lián)，構(gòu)成n個電壓疊加電路。由于故障回路的零序電流互感器線圈輸出的電壓與移相后的零序電壓相位相同。因此疊加后的合成電壓幅值增大(大于零序電壓值);而非故障回路的情況正好相反，疊加后的合成電壓幅值減小(小于零序電壓值)。因此，對n個電壓疊加電路的輸出進(jìn)行整流，濾波與經(jīng)整流濾波后的零序電壓進(jìn)行比較。從而可根據(jù)合成后的電壓信號是否大于基準(zhǔn)的零序電壓信號比較結(jié)果來選擇漏電配電回路，若合成電壓信號大于基準(zhǔn)零序電壓信號，對應(yīng)的電壓比較器有電壓輸出，可推動電壓繼電器工作切斷故障回路的電流，或發(fā)出故障指示信號;若合成后的電壓小于基準(zhǔn)零序電壓，對應(yīng)的電壓比較器無電壓輸出，繼電器不工作，發(fā)光管不亮，因此可實(shí)現(xiàn)選擇性單相接地、漏電保護(hù)。
(2)為沒設(shè)置三相五柱式電壓互感器設(shè)計的選擇性高壓漏電保護(hù)是利用系統(tǒng)接地、漏電后線電壓仍然對稱不變條件，設(shè)置一個人為的低壓基準(zhǔn)電壓值(根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)而定)與多匝數(shù)的零序電流互感器次級輸出的電壓相比較。因為單相接地、漏電相的對地電容電流值是整個網(wǎng)絡(luò)各配出回路非故障相對地電容電流的總和，所以非故障回路零序電流互感器次級線圈輸出的電壓值小于故障回路零序電流互感器次級線圈輸出的電壓信號同時輸入到對應(yīng)的電壓比較器與人為基準(zhǔn)電壓比較，故障回路對應(yīng)的電壓比較器輸出電壓信號推動繼電器動作切斷故障回路電流或發(fā)出故障指示;非故障回路對應(yīng)的電壓比較器無電壓信號輸出，從而可實(shí)現(xiàn)有選擇性單相接地、漏電保護(hù)。
動態(tài)電壓比較主要由電壓比較器與光電耦合器構(gòu)成，電路連接關(guān)系如圖2、圖4所示、各支路電壓合成電路的輸出端接硅橋DI1-DIn的交流輸入端。硅橋DI1-DIm的直流端負(fù)極接地、正極接電壓比較器信號輸入端;基準(zhǔn)零序電壓經(jīng)硅橋D整流濾波后，直流負(fù)極接地、正極接電壓比較器基準(zhǔn)電壓輸入端;電壓比較器輸出端接光電耦合器GO1-GOn的二極管陽極端、光電耦合器GO1-GOm的二極管陰極端接發(fā)光二極管正端。發(fā)光二極管的負(fù)端經(jīng)負(fù)載電阻RL1-RLm接地。當(dāng)電力網(wǎng)絡(luò)某一配出回路發(fā)生單相接地、漏電后、對應(yīng)的合成電壓信號大于比較器基準(zhǔn)電壓信號，因此比較器有電壓輸出，光電耦合器二極管導(dǎo)通，三極管導(dǎo)通推動電壓繼電器動作切斷故障回路電流，同時發(fā)光二極管發(fā)光指示出故障回路。
本發(fā)明提出的動態(tài)電壓比較式選擇性高壓漏電保護(hù)方法的特點(diǎn)是原理新穎、電路簡單、性能穩(wěn)定、選擇性可靠、抗干擾能力強(qiáng);適用范圍廣，可應(yīng)用于有、無三相五柱式電壓互感器的地面、礦井變、配電所;保護(hù)范圍大，可保護(hù)1-n條配電回路。


圖1為有三相五柱式電壓互感器的動態(tài)電壓比較式選擇性高壓漏電保護(hù)的原理方框圖;
圖2為有三相五柱式電壓互感器的動態(tài)電壓比較式選擇性高壓漏電保護(hù)裝置電路圖;
圖3為無三相五柱式電壓互感器的動態(tài)電壓比較式選擇性高壓漏電保護(hù)原理方框圖;
圖4為無三相互柱式電壓互感器的動態(tài)電壓比較式選擇性高壓漏電保護(hù)裝置的電路圖。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述1、直流電源回路有三相五柱式電壓互感器YH時，可由二次繞組提供100V交流電源;無三相五柱式電壓互感器時可由來自系統(tǒng)變壓的低壓線電壓提供交流電流。交流電源經(jīng)硅橋D2、D3、D4整流;電容C2、C3、C4濾波;穩(wěn)壓片W1、W2、W3穩(wěn)壓后輸出30V直流電壓供給電壓比較器;輸出12V供給光電耦合器及跳閘電壓繼電器。
2、基準(zhǔn)電壓回路有三相五柱電壓互感器的基準(zhǔn)電壓回路是由三相五柱式電壓互感器YH的三角形口繞組提供零序電壓，經(jīng)限幅、穩(wěn)壓、整流、濾波、分壓選擇后負(fù)極接地、正極輸入到電壓比較器基準(zhǔn)電壓端;無三相五柱式電壓互感器的基準(zhǔn)電壓回路是由電源變壓次級一繞組經(jīng)整流、濾波、分壓選擇后負(fù)極接地、正極輸入到電壓比較器基準(zhǔn)電壓端。
3、單相接地、漏電電壓信號回路有三相五柱式電壓互感器的電壓信號回路是由具有電抗變壓器功能的零序電流互感器二次輸出的電壓信號與三相五柱式電壓互感器開口三角出現(xiàn)的零序電壓疊加濾波、穩(wěn)壓、整流、再濾波后、輸入到電壓比較器信號輸入端。無三相五柱式電壓互感器的電壓回路是由具有電抗變壓器功能的零序電流互感器二次輸出的電壓信號經(jīng)濾波、穩(wěn)壓、整流、再濾波后輸入到電壓比較器信號輸入端。
4、零序電流變換回路零序電流互感器LH1-LHn檢測各配出線路的零序電流，由于將零序電流互感器的二次線圈匝數(shù)一般的50匝增加到600-1400匝，從而使零序電流互感器線圈的輸出信號由原來的電流為主變換成依電壓信號輸出為主，并且電壓值有明顯的增大。
5、電壓信號比較、跳閘、指示回路由電壓比較器、光電耦合器、跳閘電壓繼電器、發(fā)光二極管、負(fù)載電阻、組成了電壓信號比較、跳閘、指示電路。在電壓比較器信號輸入端的電壓信號大于基準(zhǔn)電壓端電壓信號時，電壓比較器輸出端有電壓信號輸出，此時，光電耦合器、發(fā)光二極管經(jīng)負(fù)載電阻RL1-RLn接地構(gòu)成回路而導(dǎo)通，光電耦合器推動電壓繼電器動作切斷故障回路電流并接通報警器使之報警，同時發(fā)光二極管發(fā)出指示故障回路信號。
6、試驗回路把一個由低壓變壓器提供的10V交流電壓源經(jīng)試驗按鈕SAI1、SAI2-SAn1、SAn2串接于零序電流互感器與硅橋的串聯(lián)回路，當(dāng)按試驗按SAI1、SAI2-SAn1、SAn2、SA3、SA4、SAI3-SAn3時，可模擬系統(tǒng)單相接地、漏電時各元器件的工作狀態(tài)，達(dá)到自檢目地。
權(quán)利要求
1.一種包括零序電壓檢測、限幅穩(wěn)壓、移相后整流、濾波、分壓選擇后直流零序電壓為電壓比較器的基準(zhǔn)電壓信號與移相的零序電壓、零序電流互感器二次輸出電壓疊加合成后經(jīng)整流、濾波、分壓選擇的直流電壓為電壓比較器輸入信號相比較的方法。
2.一種利用來自系統(tǒng)低壓線電壓經(jīng)整流、濾波、分壓選擇后的直流電壓為電壓比較器的基準(zhǔn)電壓信號與來自多匝數(shù)零序電流互感器變換后經(jīng)濾波、穩(wěn)壓、整流再濾波的直流電壓為電壓比較器的電壓輸入信號相比較的方法。
3.一種利用電壓比較器與光電耦合器、發(fā)光二極管構(gòu)成的、故障、非故障回路電壓信號與其對應(yīng)的基準(zhǔn)電壓信號相比較，故障回路對應(yīng)的電壓比較器有輸出，光電耦合器推動跳閘電壓繼電器動作，同時發(fā)光二極管又能指示出故障回路的電壓比較，跳閘保護(hù)，指示電路。
全文摘要
一種利用電力網(wǎng)絡(luò)漏電動態(tài)構(gòu)成的電壓比較式選擇性高壓漏電保護(hù)方法，本方法采用了由直流電源回路；基準(zhǔn)電壓回路；單相接地、漏電電壓信號回路；零序電流變換回路；電壓比較、跳閘、指示回路；試驗回路組成的選擇性高壓漏電保護(hù)裝置。
文檔編號H02H7/26GK1058489SQ9110855
公開日1992年2月5日 申請日期1991年9月4日 優(yōu)先權(quán)日1991年9月4日
發(fā)明者黃厚振 申請人:黃厚振