[发明专利]一种煤矿用馈电开关长距离短路保护装置及判断方法

说明书

本发明公开了一种煤矿用馈电开关长距离短路保护装置，包括三相电压同步变压器、电流互感器和综合保护器。所述三相电压同步变压器采集负荷侧的三相电压信号。所述电流互感器采集负载侧电缆的电流信号。所述综合保护器包括电压电子整形电路、电流电子整形电路、单片机和执行单元，所述三相电压同步变压器采集负荷侧的三相电压信号及电流互感器采集负载侧电缆的电流信号，并对应送入电压电子整形电路及电流电子整形电路，去除杂波和干扰信号，输出平滑的正弦波，送入单片机，进行相位比较和幅值计算。有益效果：智能区分短路电流和电机启动电流，解决了短路保护无法整定的问题，减少了人工，提高了效益，保证了井下供电的安全性。

技术领域

本发明涉及煤矿井下供电技术领域，尤其涉及一种煤矿用馈电开关长距离短路保护装置及判断方法。

背景技术

煤矿井下供电，负荷设备功率大，启动电流很大，由于供电距离长，电缆末端的两相短路电流不大，这样就造成了短路电流与负荷设备启动电流大小差不多，短路保护整定无法满足要求，形成了保证设备的启动，就不能进行短路保护，保证了短路保护，设备启动就跳闸的尴尬局面。《煤矿安全规程》提出：短路保护必须满足：短路保护整定电流≥1.5倍供电末端两相短路电流值，这样短路保护更加没办法兼顾了。

目前煤矿井下解决这个问题采用的是加大电缆截面，提高电缆末端两相短路电流值，直到满足上述要求为止。这就增加了资金投入、增加了人工投入，降低了经济效益。同时，采用增加电缆截面，就是人为再并接一条或几条电缆，使用时间长了，并接点存在接触电阻，但计算是没有算接触电阻的，这样电缆末端两相短路电流值要小于理论计算值，形成短路保护不可靠，容易出现安全事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤矿用馈电开关长距离短路保护装置及判断方法，智能区分短路电流和电机启动电流，解决了短路保护无法整定的问题，减少了人工，提高了效益，保证了井下供电的安全性。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种煤矿用馈电开关长距离短路保护装置，包括三相电压同步变压器、电流互感器和综合保护器。

所述三相电压同步变压器采集负荷侧的三相电压信号。

所述电流互感器采集负载侧电缆的电流信号。

所述综合保护器包括电压电子整形电路、电流电子整形电路、单片机和执行单元，所述电压电子整形电路及电流电子整形电路的输出端与单片机的输入端电性连接，所述单片机的输出端与执行单元相连接，所述三相电压同步变压器采集负荷侧的三相电压信号及电流互感器采集负载侧电缆的电流信号，并对应送入电压电子整形电路及电流电子整形电路，去除杂波和干扰信号，输出平滑的正弦波，送入单片机，进行相位比较和幅值计算。

进一步的，所述综合保护器以单片机控制有效信号取同相的电压信号和电流信号重叠部分，计算电压电流波形的重叠面积，转换成数字信号，通过数字信号与短路整定值进行比较。

一种煤矿用馈电开关长距离短路保护判断方法，其特征在于，

所述三相电压同步变压器采集负荷侧的三相电压信号及电流互感器采集负载侧电缆的电流信号，对应送入电压电子整形电路及电流电子整形电路，去除杂波和干扰信号，输出平滑的正弦波，送入单片机，进行相位比较和幅值计算，取同相的电压信号和电流信号重叠部分，计算重叠部分的面积，转换成数字信号，数字信号与短路整定值进行比较，当数字信号值≥短路整定值时，执行跳闸，完成短路保护判断。

进一步的，所述电压信号为Ua，所述电流信号为Ia，计算电压信号为Ua和电流信号Ia重叠部分，具体为：

电机启动：负荷电动机为感性负载，电流滞后于电压，电动机启动瞬间，功率因数很低，电压信号Ua与电流信号Ia相位差较大，重叠部分的面积很小，综合保护器判断此为正常状态，不执行短路保护跳闸。