[发明专利]基于故障瞬时正序电流实部分量的矿井电网漏电辨识方法

说明书

技术领域

本发明属于矿井低压电网漏电保护技术领域，具体涉及一种基于故障瞬时正序电流实部分量的矿井电网漏电辨识方法。

背景技术

目前，漏电故障作为矿井低压电网(380V、660V、1140V)最常见的漏电故障之一，占其总漏电故障的70％左右。漏电会产生电火花,如果不能及时处理，就会引起瓦斯和煤尘爆炸，对人身及生产安全造成不可估量的后果。《煤矿安全规程》规定：“应在矿井低压馈线上安装带有漏电闭锁的检漏保护装置，当检漏装置上显示发生漏电或系统绝缘水平降低时，必须立即切断电源，处理完成后方可送电”。

在特殊的煤矿生产环境下，一旦发生漏电，必准确的辨识出漏电的支路，并迅速动作于跳闸，准确的将故障支路从系统中切除，保证非故障部分的正常供电；否则，就有可能造成井下重要供电设备供电中断，影响煤矿安全生产。有异于中压电网的选线方法，矿井电网具有“极限安全电流”和动作时限30ms的要求，漏电需立即动作于跳闸。所以，矿井低压电网的漏电支路识别保护方法必须简单，数据窗短，动作可靠。传统的漏电保护方法大多基于零序电流信号进行漏电保护，矿井低压电网的电源进线处普遍装有直流检测型的总检漏继电器，其含有零序电抗器，由于零序电抗器的补偿作用，矿井电网可能处于补偿状态，这使得唯一具有选漏功能的零序电流功率方向保护失效。另外现有的漏电保护方法存在不能有效的识别干线故障和支线故障的缺陷，一旦支线故障被误判为干线故障，无疑会扩大停电范围。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于故障瞬时正序电流实部分量的矿井电网漏电辨识方法，其设计新颖合理，采用零序电流的相量和的模值判断干线或支线漏电故障，克服了传统选漏方法不能区别干线和支线故障的问题，通过支线漏电故障瞬时正序电流的实部的幅值大小辨识电网漏电支线，选线效果明显，且选线方法自适应性强。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：基于故障瞬时正序电流实部分量的矿井电网漏电辨识方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、漏电信号的获取、存储和同步上传：采用干线智能终端对于干线三相电流、电网电压和零序电压参数进行采集并进行干线跳闸保护，采用支线智能终端对于支线三相电流进行采集并进行支线跳闸保护，干线智能终端和支线智能终端均通过以太网通信模块与主控保护模块进行通信，主控保护模块将获取的数据存储在数据存储器中并同步上传至上位机；

所述干线智能终端包括干线控制器和与干线控制器相接的干线以太网通信模块，干线控制器的输入端接有干线模数转换器，干线模数转换器的输入端接有干线三相电流采集处理模块、电网电压采集处理模块和零序电压采集处理模块，干线控制器的输出端接有干线跳闸执行模块，所述干线三相电流采集处理模块包括干线三相电流传变电路和与干线三相电流传变电路输出端连接的干线三相电流滤波器，所述电网电压采集处理模块包括电网电压传变电路和与电网电压传变电路输出端连接的电网电压滤波器，所述零序电压采集处理模块包括零序电压传变电路和与零序电压传变电路输出端连接的零序电压滤波器；

所述支线智能终端包括支线控制器和与支线控制器相接的支线以太网通信模块，支线控制器的输入端接有支线三相电流采集处理模块，支线控制器的输出端接有支线跳闸执行模块，所述支线三相电流采集处理模块包括依次连接的支线三相电流传变电路、支线三相电流滤波器和支线模数转换器；

所述支线智能终端的数量为多个；

步骤二、漏电信号的接收和分析处理：干线模数转换器在干线控制器的控制下，对经过滤波后的干线三相电流、电网电压和零序电压信号进行周期采样，并对每一采样周期内所采集的信号进行模数转换后输出给干线控制器，干线控制器对其接收到的干线三相电流、电网电压和零序电压信号进行分析处理后通过干线以太网通信模块传输至主控保护模块；支线模数转换器在支线控制器的控制下，对经过滤波后的支线三相电流信号进行周期采样，并对每一采样周期内所采集的信号进行模数转换后输出给支线控制器，支线控制器对其接收到的支线三相电流进行分析处理后通过支线以太网通信模块传输至主控保护模块；

步骤三、电网漏电与否的判断，过程如下：

步骤301、根据公式计算漏电电阻R_g，其中，ω为角频率，C_Σ为电网总的对地电容，L为零序电抗器补偿电感，U_L为主控保护模块对接收到的电网电压分析处理得到的电网电压有效值，U₀为主控保护模块对接收到的零序电压分析处理得到的零序电压有效值；