一种工矿低压电网单相接地漏电选线装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电网故障选线装置，具体地说是一种工矿低压电网单相接地漏电选线装置，尤其涉及中性点非有效接地系统的工矿低压电网单相接地漏电选线保护装置，属于电力系统单相接地故障检测和继电保护、电气安全技术领域。
【背景技术】
[0002]目前我国的工矿380?1140V低压电网以及3.3kV?35kV中压电网广泛采用中性点不直接接地系统，大致分为:中性点不接地系统，中性点经零序电抗器或消弧线圈接地系统，中性点经电阻器接地系统三种不同的接地方式，中性点经零序电抗器或消弧线圈接地系统，称为谐振接地系统。关于中低压电网中性点接地方式和谐振接地系统的有关介绍，可参阅《电力系统谐振接地》(要焕年、曹梅月著)一书中的第一章“电力系统中性点接地方式”和第二章“谐振接地原理”的内容。
[0003]中性点不直接接地系统的工矿中低压电网中发生最多的横向电气故障是单相接地漏电故障，而且是引发人身触电伤亡、相间短路、电火灾和引燃瓦斯、煤尘、粉尘爆炸的主要因素。
[0004]我国工矿低压电网的漏电保护在80年代前期基本都采用无选择性的总检漏继电器，虽然比较灵敏、可靠，但是低压电网一旦发生漏电故障就会引起全电网停电、整个采区停产。1986年，有选择性的低压漏电保护项目列为国家“七五”科技攻关任务;经过几年的艰苦科技攻关，90年代初期，我国研制出几种具有选择性的低压选漏保护装置，使选择性漏电保护的技术取得了进步，在工矿低压电网安全方面发挥了重要作用。
[0005]近几年来，随着工矿企业生产规模和生产能力的不断扩展，工矿低压电网的容量也日益增大，特别是煤田井下开采的不断拓展，井下变电所、电力负荷也不断增加，工矿地面和井下低压电网大都采用多级放射式供电的结构网络，并且都是电缆线路，对地分布电容较大，甚至有些对地电容已经超过1.0yF，发生单相接地漏电故障时，电容性电流特别大，为了减少和避免人身触电伤亡和预防瓦斯煤尘、粉尘爆炸，一是要保证选漏保护动作的准确性和速动性，同时必须恢复原有零序电抗器(LuO补偿功能。采用零序电抗器补偿、减少单相接地漏电的电容性电流，从而使工矿低压电网如同6kV?35kV中压电网的谐振接地系统一样，而其单相接地漏电选线保护的实现却比中压谐振接地系统的单相接地选线复杂、困难的多，不易实现，像中压谐振接地系统中采用的零序导纳法、残留增量法、信号注入法、暂态分量法、五次谐波法等，在工矿低压电网的选漏保护中都无法采用。
[0006]到目前为止，我国工矿低压电网使用的各种类型的单相接地漏电选线保护装置的“选漏原理”基本上都是采用零序功率方向原理或零序电流绝对值比较方法构成的，由于采用原理的落后、陈旧，所以选漏保护的准确性、可靠性比较差，保护动作时间也无法满足低压电网多级选漏保护的要求，而且必须废除总检漏继电器(如TY-82型)中的零序电抗器补偿功能为前提，这也不符合JB6314-92标准中的4.2.1条和5.15条的规定。
[0007]因此，研发一种不仅选漏准确、动作时间快，而且又能适应带有零序电抗器补偿的低压多级电网的新型单相接地漏电选线保护装置，一直是生产现场亟待解决的技术难题。【实用新型内容】
[0008]针对上述不足，本实用新型提供了一种工矿低压电网单相接地漏电选线装置，其能够实现快速、准确地判别出单相接地漏电故障支路，并分别通用于带有零序电抗器补偿的低压电网，无论零序电抗器是处于欠补偿还是过补偿状态。
[0009]本实用新型解决其技术问题采取的技术方案是:一种工矿低压电网单相接地漏电选线装置，包括单相漏电选线模块和外围电路，其特征是，所述单相漏电选线模块包括零序基波倍频相位判别装置、零序电压信号uo处理电路、故障判断启动电压信号uQq处理电路、三相电网绝缘水平监视信号Ujy处理电路和若干条零序电流信号1处理电路;所述零序基波倍频相位判别装置包括由复杂可编程逻辑器件CPLD构成的内含零序基波倍频相位判别电路的集成电路ASIC;所述零序电压信号uo处理电路、故障判断启动电压信号uQq处理电路、三相电网绝缘水平监视信号Ujy处理电路和零序电流信号1处理电路的输入端分别与外围电路相连，输出端分别与集成电路ASIC的输入端相连，用以将从三相电网中同一段母线上获取的零序电压信号uo、故障判断启动电压信号uQq、三相电网绝缘水平监视信号Ujy和零序电流信号1发送给集成电路ASIC进行识别单相漏电故障支路;所述集成电路ASIC的输出端分别与LED指示故障支路、音响报警电路和保护输出跳闸继电器的控制端相连。
[0010]优选地，最简单、最初级的硬逻辑集成电路ASIC包括基波零序电压信号倍频电路和若干个零序电流信号倍频及相位判别电路，基波零序电压信号倍频电路包括3个两输入与门和1个非门；每一个零序电流信号倍频及相位判别电路包括3个两输入与门、2个与非门、1个J-K触发器、1个脉宽比较器、1个四输入与非门和1个R-S锁存器。
[0011]优选地，所述零序电压信号uo处理电路包括稳压二极管DW1、稳压二极管DW2、第一U0处理电路和第二U0处理电路;所述第一U0处理电路包括低通滤波电路、鉴幅电路、光电隔离电路和整形电路，所述第二 U0处理电路包括低通滤波电路、移相电路、鉴幅电路、光电隔离电路和整形电路。
[0012]优选地，所述故障判断启动电压信号UQq处理电路包括低通滤波电路、鉴幅电路、光电隔离电路和整形电路。
[0013]优选地，所述三相电网绝缘水平监视信号Ujy处理电路包括光电隔离电路和整形电路。
[0014]优选地，所述零序电流信号1处理电路包括第一 1处理电路和第二 1处理电路，所述第一 1处理电路包括低通滤波电路、鉴幅电路、光电隔离电路和整形电路，所述第二 1处理电路包括低通滤波电路、阻容移相电路、鉴幅电路、光电隔离电路和整形电路。
[0015]优选地，所述外围电路包括零序电压信号uo获取电路、故障判断启动电压信号UOq获取电路、三相电网绝缘水平监视信号Ujy获取电路和若干条零序电流信号1获取电路；
[0016]所述零序电压信号UQ获取电路包括变压器TQ和降压变压器TC2，用以将从三相电网母线上取出的零序电压信号U0发送给单相漏电选线模块；
[0017]所述故障判断启动电压信号UQq获取电路包括变压器TQ，用以将从三相电网母线上取出的故障判断启动电压信号uQq发送给单相漏电选线模块；
[0018]所述三相电网绝缘水平监视信号Ujy获取电路包括变压器TQ、隔直电容CQ1、电阻Ro、滤波电容CQ2和三相电网绝缘监视装置，用以从该三相电网同一段母线上取出的反映三相电网绝缘水平大小的1^信号发送给单相漏电选线模块；
[0019]所述零序电流信号iQ获取电路包括零序电流互感器，用以将从该三相电网同一段母线各馈出线路上的取出零序电流信号1发送给单相漏电选线模块；
[0020]所述的零序电压信号uo获取电路和若干条零序电流信号1获取电路设置在三相电网中同一段母线上。
[0021 ]本实用新型的有益效果是:
[0022]1、本实用新型直接将基波零序电流和基波零序电压信号进行“倍频”处理后，应用“倍频”后的信号作为单相接地漏电故障的选择判断，在国内外属于首次，通过集成电路ASIC实现零序基波倍频相位判别，使单相接地漏电故障的选出时间缩短为< 10ms，大大小于JB6314-92