介绍了一种适用于矿井下380V、660V、1140V供电系统的漏电保护系统的设计方法。该漏电保护系统以单片机为核心,在总开关处使用附加直流源检测原理,并在分开关处采用零序功率选择性漏电保护原理,使得该保护器可以达到漏电保护的选择性和准确性。
【矿用漏电保护器设计】在矿井供电系统中,由于环境恶劣和频繁的漏电故障,安装漏电保护装置至关重要,以防止电气火灾、瓦斯煤尘爆炸等重大事故。本文介绍的设计方法适用于380V、660V、1140V的矿井供电系统。该系统基于单片机技术,结合了两种漏电检测原理,旨在提高保护的选择性和准确性。
**1. 附加直流源检测原理**:
在总开关处,采用附加直流源检测法,通过在三相电网中添加独立直流电源,检测三相对地绝缘电阻的变化。当漏电发生时,直流电流会在电网对地绝缘电阻上流动,通过测量该电流大小,可以反映电网的绝缘状态。然而,这种方法无选择性,一旦发生漏电,整个工作面会断电,无法定位故障点。
**2. 零序功率选择性漏电保护原理**:
为克服附加直流源的缺点,分开关处采用了零序功率选择性漏电保护。该方法基于零序电压和零序电流的相位差,当某一相漏电时,故障支路零序电流与非故障支路相位相反。通过移相处理,可以判断出故障支路并只切断该支路,保持其他支路正常工作,实现选择性保护。
**硬件设计**:
系统硬件包括总开关的附加直流源检测部分和分支开关的选择性漏电保护部分。附加直流源检测通过线性光耦和调理电路采集电压信号,送入单片机进行判断。选择性漏电保护部分则涉及零序电压和电流的取样、放大、比较,以识别故障支路并启动执行电路切断电源。
**软件设计**:
软件系统控制单片机,实现总开关和分开关功能的切换,同时监控漏电状态并发出报警。系统上电后,软件首先进行初始化,然后持续检查开关状态,只有在合闸状态下才进行漏电保护操作,确保系统的可靠运行。
综上,该矿用漏电保护器的设计结合了两种漏电检测策略,兼顾了选择性和准确性,通过硬件和软件的协同工作,实现了对矿井供电系统的全面保护,提高了矿井作业的安全性。