[实用新型]一种变频器的漏电保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及变频器的保护技术领域，具体涉及一种用于矿井下变频器的漏电保护装置。

背景技术

现有技术中，引起变频器漏电流及误动作的原因如下：

(1)、分布电容的漏电及误动作：主要是指线路(包括半导体器件)对地的分布电容，如图1所示。在普通电机的绕组和机壳之间存在着较大的分布电容，在电网直接供电的情况下，电源线上只有50Hz的工频电压，但由于频率很低，通过分布电容的漏电流很小。但是当使用变频器驱动电机时，由于变频器输出的是几KHz的高频脉宽调制的电压波形，输出电压是在0V到直流母线电压之间快速跳变的脉动电压，除基波外还存在着大量的谐波，如图2所示。这些谐波通过分布电容产生对地漏电流，其幅值会增大百倍以上，超过正常的保护限值，从而造成漏电保护的频繁误动作。

(2)、EMI滤波器的漏电及误动作：在变频器的应用中，通常使用EMI滤波器以防止电源的污染，如图3所示，其中滤波器输入端的Y电容Cy是用于滤除高频共模电流，以降低传导EMI。当电网电压正常时，以基波电压为主，频率为50Hz，Cy电容容值很小，其流过的漏电流也很小。但是如果电网谐波电压的次数较高时，Cy电容容抗与频率成反比，高次谐波电压情况下对于高频漏电流会成倍增加，高次谐波电压幅值达到一定程度时，漏电流也会超标，从而造成误动作。

为了消除上述所述的变频器漏电流及漏电引起的误动作，现有煤矿井下常用变频器漏的电检测主要采用附加直流电源检测的方法，其虽然具有保护全面即对地电容电流补偿、动作值整定简单的特点，但是该检测电路采用传统的模拟电路设计，经过电压采样、滤波等一系列处理后，再通过比较器电路比较，如果发生漏电就翻转，驱动后级执行电路动作进行保护，其漏电保护的原理图如图4所示。然而变频器是一种高频、高脉冲的电气设备，很容易对检测回路造成电磁干扰，干扰采样电压，从而引起误动作保护，且执行电路的保护没有选择性，往往直接停机保护，严重时引起变频器频繁断电甚至造成设备损坏，影响安全生产与工作效率。

发明内容

针对上述技术问题，本实用新型提供一种变频器的漏电保护装置，其采用零序电流互感器对漏电电流进行检测，并通过数据信号处理单元对采样信号进行智能处理，从而解决了线路或三相供电电源漏电带来的电磁干扰而引起的变频器误动作，该漏电保护装置能够准确、及时、可靠的对变频器进行保护。

实现本实用新型的技术方案如下：

一种变频器的漏电保护装置，其包括三相供电源、与三相供电源连接的变频器，在三相供电源输出端安装有零序电流互感器，该漏电保护装置包括对零序电流互感器的电流信号进行实时采集的采样单元、对采样单元采集的电流信号进行接收并处理的数据信号处理单元，以及接收数据信号处理单元发出信号的保护执行单元，其保护执行单元与变频器的急停端连接。

所述数据信号处理单元包括第一滤波器、信号提取单元、检测比较单元，第一滤波器滤除采样单元采集到的电流信号中的开关频率信号，信号提取单元获取第一滤波器输出电流信号中的基波信号并将获取的基波信号传送给检测比较单元，检测比较单元将比较的结果传送给保护执行单元。

所述信号提取单元包括信号选取单元、Park变换单元、第二滤波器、Park反变换单元；所述信号选取单元选取经过第一滤波器处理后的电流信号并将选取的电流信号传输给Park变换单元进行Park变换；第二滤波器对Park变换单元输出的电流信号进行滤波，并将滤波后的电流信号传送给Park反变换单元进行Park反变换，所述Park反变换单元将其反变换的电流信号传输给检测比较单元。信号选取单元选取相位相差1/4基波周期的两组信号，即经过第一滤波器后的电流信号的前1/2至前1/4基波周期的信号，以及前1/4基波周期至当前的信号。

所述第一滤波器为截止频率为1/2变频器开关频率的低通滤波器。

所述第二滤波器为基波频率的低通滤波器。