[实用新型]远距离短路多相位检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及低压电网短路检测装置，更具体地说尤其是应用在煤矿井下的低压电网短路检测装置。

背景技术

针对低压电网的短路检测，已有的方法包括电流检测、电压检测、功率因数与电流相乘积的检测、负序电流检测等，但这些检测方法各自存在着一定的不足和局限性。

电流检测：由于短路电流和启动电流不好区分，因此组成的短路保护，其保护距离不远，不能解决长距离供电短路的保护问题。

电压检测：基于电压检测组成的短路保护，需要在供电末端设置终端隔爆装置，如果一个系统有几个支路都是长距离，则每个支路都要设置终端装置，大大增加了设备投资，也同时带来了安装、检修和维护上的不便。

功率因数与电流乘积的检测：基于这一方法组成短路保护，虽然保护距离较长，但仍然会受到长度的限制，不能保护所有长距离供电电网中的短路故障。

负序电流检测：该方法只能应用在二相短路保护上，而且电源侧相序改变，原来检测的相序相位角都要变化，不能再正常运行，必须随着改变相序，才能保持负序电流检测的正常使用。而现场相序改变时有发生，显然，基于该方式组成的短路保护，现场使用时多有不便。

实用新型内容

本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种准确、可靠、不受距离限制、不需要设置终端的远距离短路多相位检测装置。

本实用新型远距离短路多相位检测装置的结构特点是：

以三相电压互感器和电流互感器分别获得的各相电流和电压信号，所述各相电流和电压信号分别经各路斯密特反相器IC₁整形为方波信号；

任一相电流方波信号和该相电压方波信号共同输入对应的异或门电路IC_2-1、IC_2-2、IC_2-3；任意不同两相的电流方波信号共同输入对应的异或门电路IC_2-4，IC_3-1，IC_3-2中；在所述各异或门的输出端分别设置将异或门输出方波信号转换为三角波电压的积分电路；各路三角波电压信号分别经电压比较器后共同接入或门电路IC₆，在所述或门电路IC₆的输出端设置由比较器构成的短路鉴别电路；

设置由比较器IC5-3构成的额定电流鉴别电路，比较器IC_5-3的反向输入端为基准端，来自两相电流互感器的电流检测信号接入在比较器IC_5-3的正向输入端，以比较器IC_5-3的输出信号作为或门电路IC₆的输出端箝位信号。

煤矿井下电网为三相交流，电缆输配电所带负载是三相异步电机，为对称感性负载，电压和电流之间的相位角在正常状态和短路状态有所不同。本实用新型是对对应相电压、电流及两相电流之间的相位角进行测定，从而鉴别短路状态，并通过对额定电流的鉴别，将正常状态和短路状态部分相同的相位角区分开，从而实现以多相位检测进行短路状态的鉴别。

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：

1、本实用新型较之已有的电流检测方法所能实现的短路保护距离更远；

2、本实用新型较之已有的电压检测法在实现短路保护时不需要设置终端；

3、本实用新型较之已有的功率因数与电流乘积的检测法，在实现短路保护时不再受到保护距离所限；

4、本实用新型较之已有的负序电流检测法，在实现短路保护时不存在调换相序的麻烦。

附图说明：

附图为本实用新型装置电路原理图。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本实用新型作进一步描述：

具体实施方式：

正常工作状态下：

单台电机运行时，任一相电压和电流的相位角为32°～70°，启动时为60°～70°；

多台电机运行时，任一相电压和电流的相位角为32°～70°，电机运行电流在额定电流之内。

短路状态下：

二相短路时，其中有一相电压和电流相位角明显缩小到0°～30°，供电距离较近、多台电机运行情况下30°～50°范围；同时，短路的二相电流之间的相位角度变大为180°±20°，在多电机运行情况下为180°±45°，短路电流大于额定电流；

三相短路时每相的电压和电流之间的相位角为0°～30°；在供电距离较近、多台电机运行情况下为30°～50°，短路电流大于额定电流。