[发明专利]漏电和接地故障选择电路

说明书

本发明适用于三相三线制（中性点对地绝缘）两个及两个以上幅射式多支路供电系统的漏电或接地保护装置，做为检测支路漏电或接地故障（以下简称为故障）信号，实现选择性保护的核心电路。

为实现漏电或接地保护装置的选择性，方法和途径很多，目前国内外大多数均采用方向性保护，线路比较复杂。如我国煤矿地面高压（3-6KV）供电系统选择性漏电保护就是应用方向性保护实现的。采用方向性保护的原理，必须利用供电系统当发生漏电或接地故障时出现的零序电流和零序电压两个信号参量，以零序电流信号为主，而零序电压信号为参考信号并经移相后使其与零序电流信号同相（或接近同相）时，才能实现选择性，因而就增加了电气线路的复杂性。

本发明的目的，就是为了解决三相三线制、两个或两个以上幅射式多支路供电系统发生故障时，迅速而准确的选择出故障支路，再配合以其它电路及执行机构（如自动馈电开关）、快速切断故障支路电源，保证非故障支路正常送电，缩小停电范围，实现安全供电。

本发明实现的方法：是由安装在各支路开关内的变流器、参考相及变流器，整流及放大器、正负半波两排汇流母线、非门元件、与门元件及二极管、正负半波输出电路组成的。实现选择性主要是应用故障时各变流器的二次信号-故障支路的信号与非故障支路信号相反、参考相变流器二次信号与非故障支路信号同相、利用集成元件工作的快速性和汇流母线排筛选后实现互锁等技术实现的。具体要求为：

各支路变流器和参考相变流器二次绕组的首末端分别经二极管（控制电流方向）后与各差分放大器的两个输端相连接;各差分放大器与各变流器二次绕组首端输入相对应的输出端又分别与正半波汇流母线排相对应的母线相连接，各差分放大器与各变流器二次绕组末端输入相对应的输出端又分别与负半波汇流母线排相对应母线相连接;各支路正半波与门输出元件的各输入端可直接与正半波汇流母线排各母线相连接，但正半波门输出元件与本支路相对应母线相连接时必须经非门元件反相后才能连接;各负半波与门输出元件的各输入端同样可与负半波汇流母线排各母线相连接。但与负半波与门输出元件与本支路相对应的母线相连接时也必须经非门元件反相后才能连接。以保证实现选择性，如果各与门元件输入门数不够可利用其扩展端再接一反向二极管后再与非门元件相连接。各支路的正、负两半波与门输出元件的输出端各接一个正向二极管后连接在一起而后输出，以保证故障支路在正、负两半波任何时刻均可输出故障信号脉冲。

本发明优点：因为仅利用供电系统当发生漏电或接地故障时出现的零序电流一个信号参量，通过适当的元器件及电路组合，并采取互相闭锁（简称互锁）的手段，就可以实现可靠的选择性能，从而大大简化了电气线路的结构。使用元件少，组装工艺容易。除参考相及变流器之外，其它部分可用分离电子元件组装在一个线路板上。各部分可刻制若干个集成元件，也可刻制成一个整体大型集成元件，更简化了组装工艺，便于推广使用。应用集成元件、动作快、性能可靠、抗干扰性能强。可在半个周波内准确检测出故障支路，是漏电或接地保护装置实现选择性的核心电路。提高变流器的绝缘后，本发明可实用更多电压等级的供电系统。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述。

图1为漏电和接地故障选择电路方框图。

1.LH₁，LH₂，……LH_n为支路变流器;

2.LH参为参考相变流器;

3.整流和放大器

4.4A（4B）为正（负）半波汇流母线排;

5.5A（5B）为正（负）半波输出与门元件（或与门集成元件）;

6.为非门元件（或非门集成元件）。

图2为漏电和接地故障选择电路实际结线图。

图3为参考相电路。

参照图1，本发明是由支路变流器1、参考相变流器2、整流和放大电路3、正半波汇流母线排4A和负半波汇流母线排4B，非门集成元件6和正半波输出与门集成元件5A和负半波输出与门集成元件5B组成。各支路变流器是为贯穿式的、安装在支路开关负荷侧，磁芯是非晶态软磁性材料或坡莫合金制成的。

参照图3，参考相是一并接在三相线路的星点和地之间接一贯穿式变流器组成，其磁芯为非晶态软磁性材料或坡莫合金制成。发生故障时参考相变流器二次侧信号要保持和非故障支路变流器二次信号同相。