CN202433466U - 新型井下小电流接地监测装置 - Google Patents

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马梁
张育恒
郭振兴
马跃
郝立飞
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Abstract

本实用新型涉及矿用井下小电流接地监测***，具体为一种新型井下小电流接地监测装置。现有小电流接地检测装置功能单一、缺乏补偿措施的问题，本实用新型包括零序电流互感器、开关柜，开关柜中接入电网的三相母线，三相母线分别经过空气开关、熔断保护器和断路器连接三相五柱消弧线圈高压侧，经三相五柱消弧线圈接地，三相五柱消弧线圈的低压绕组采用开口三角形联结，开口通过可控硅接通低压电抗器，通过接触器接通阻尼电阻箱中的阻尼电阻，控制器连接零序电流互感器和四个可控硅控制可控硅的开通角度。本实用新型具有快速检测母线接地状况并能及时的进行补偿的功能，具有更加全面的功能和可操控性，更能适应越来越发展的煤矿井下技术的应用。

Description

新型井下小电流接地监测装置
技术领域
本实用新型涉及矿用井下小电流接地检测***，具体为一种新型井下小电流接地检测装置。
背景技术
现有井下中央变电所中常安装有小电流接地检测***，具备了检测一段母线或者二段母线是否接地以及***是否故障等一般功能，但是面对井下复杂的环境和工况，这些功能还远远不够，需要很大的改进。现有装置的缺点在于：功能单一，仅仅可以检测出哪段母线出现了小接地电流，并没有补偿措施。随着煤矿技术的不断提高和扩展，井下电缆不断增加，电缆对地的分布电容越来越大，这种仅仅只能检测的装置会慢慢被淘汰，本实用新型正是出于这个原因而设计和制做的。
发明内容
本实用新型为了解决现有小电流接地检测装置功能单一、缺乏补偿措施，不能适应越来越复杂的井下工况的问题，提供一种新型井下小电流接地检测装置。
本实用新型具体采用如下技术方案实现：新型井下小电流接地检测装置，包括零序电流互感器、开关柜，开关柜中接入电网的三相母线，三相母线分别经过空气开关、熔断保护器和断路器连接三相五柱消弧线圈高压侧，经三相五柱消弧线圈接地，还包括阻尼电阻箱、接触器、控制器、二个低压电抗器和四个可控硅，三相五柱消弧线圈的低压绕组采用开口三角形联结，开口通过可控硅接通第一低压电抗器、第二低压电抗器，通过接触器接通阻尼电阻箱中的阻尼电阻，控制器连接零序电流互感器和四个可控硅。
所述三相五柱消弧线圈有五个铁芯柱，中间三个铁芯柱绕有高、低压线圈，边柱上没有线圈，高压绕组采用星形联结，高压侧接电网A、B、C三相，星形联结点接电网地；在消弧线圈接地回路中串接阻尼电阻箱，用来防止产生谐振过电压及适应各种运行方式，使中性点电压不会超过15%相电压，使消弧线圈可以运行于过补、全补或欠补任一种方式。
所述控制器从各个出线柜零序电流互感器接收到零序电流I0，控制器中安装有RS485通信接口负责将本柜信息传送给上一级控制单元并且接受上一级控制单元的命令和控制，控制器控制第一、第二、第三和第四可控硅的开通角度来投入补偿低压电抗器线圈。
与现有技术相比，本实用新型提供的新型井下小电流接地检测装置具有快速检测母线接地状况并能及时的进行补偿的功能，比现有井下小电流接地检测装置更加全面的功能和可操控性，更能适应越来越发展的煤矿井下技术的应用。
附图说明
图1为本实用新型所述新型井下小电流接地检测装置的主体结构示意图；
图2为本实用新型所述新型井下小电流接地检测装置的三相五柱消弧线圈工作电路连接示意图；
图3为本实用新型所述新型井下小电流接地检测装置的控制器的连接示意图。
具体实施方式
新型井下小电流接地检测装置，包括零序电流互感器、开关柜，开关柜中接入电网的三相母线A、B、C，三相母线分别经过空气开关QS、熔断保护器FU和断路器QF连接三相五柱消弧线圈高压侧，经三相五柱消弧线圈接地，还包括阻尼电阻箱、接触器KM、控制器、二个低压电抗器L1、L2和四个可控硅SCR1~SCR4，三相五柱消弧线圈的低压绕组采用开口三角形联结，开口通过可控硅接通第一低压电抗器L1、第二低压电抗器L2，通过接触器KM接通阻尼电阻箱中的阻尼电阻RL，控制器连接零序电流互感器和四个可控硅。
可控硅两两一组连接一个低压电抗器，一组可控硅中，一个正向连接一个反向连接，如图2、3所示：首先，第一可控硅SCR1（正向连接）并联第二可控硅SCR2（反向连接）后串接第一低压电抗器L1组成第一部分电路，然后第三控硅SCR3（正向连接）和第四可控硅SCR4（反向连接）并联后串接的第二低压电抗器L2组成第二部分电路，第一部分电路和第二部分电路并联入三相五柱消弧线圈低压绕组电路中，最后电路接接触器KM和阻尼电阻RL。这部分电路的功能是为了增加装置的检测控制及传输信号功能。
所述三相五柱消弧线圈有五个铁芯柱，中间三个铁芯柱绕有高、低压线圈，边柱上没有线圈。三相五柱消弧线圈的高压绕组采用星形联结，高压侧接电网A、B、C三相，星形联结点接电网地；在消弧线圈接地回路中串接阻尼电阻箱，用来防止产生谐振过电压及适应各种运行方式，使中性点电压不会超过15%相电压，满足要求，使消弧线圈可以运行于过补、全补或欠补任一种方式。
所述控制器从各个出线柜零序电流互感器接收到零序电流I0，控制器中安装有RS485通信接口负责将本柜信息传送给上一级控制单元并且接受上一级控制单元的命令和控制，控制器控制第一、第二、第三和第四可控硅SCR1~SCR4的开通角度来投入补偿低压电抗器线圈。
三相五柱消弧线圈的工作过程：当电网正常工作时，加在三相五柱消弧线圈上的电压仅为正序，大小相等，相位互差120o，矢量和为零，即消弧线圈星形联结点没有电流入地，正序磁通在中间三个柱之间流通，互为通道，不留经边柱，由于中间三个柱没有气隙，磁阻很小，正序阻抗很大，正序电流很小，其值相当于变压器的空载电流。当电网发生单相接地故障时，加在三相五柱消弧线圈上的电压可分解为正序分量和零序分量，电网由零序电压产生。正序电压产生的电流、磁通与电网正常工作时相同；零序电压产生的零序电流流入三相高压绕组，由于大小相等，方向一致，所产生的零序磁通也必然是大小相等，方向相同，通过气隙，与两个边柱构成通道，由于零序磁路有气隙，磁阻较大，故零序电流较大，通过调整磁路气隙的大小，可以改变零序电感值，进而改变消弧线圈固定补偿部分的电感电流。
三相五柱消弧线圈的低压绕组采用开口三角形联结，在电网正常工作时，开口电压仅为***不平衡产生的不平衡电压；当电网发生接地故障时，该开口反映零序电压，利用可控硅接通低压电抗器L1、L2，控制器通过调整可控硅的导通角度，调节三相五柱消弧线圈副边电感电流的大小，实现消弧线圈电感电流的自动调节。通过对电网电容电流的实时跟踪，自动调节电感电流，实现消弧线圈的自动跟踪补偿。
三相五柱消弧线圈低压绕组的开口电压上，经过接触器KM的接点接通阻尼电阻RL，在电网正常运行时，该电阻增加了电网的阻尼率，可限制全补偿时出现谐振过电压，同时起到PT消谐作用；在电网发生接地故障后，2秒内控制器自动切除该阻尼电阻RL，进一步减小单相接地点的残流；当单相接地故障消除时，控制器自动投入该阻尼电阻RL，防止谐振。
具体的，当电网正常工作时，本装置控制器初次接收到的零序电流以没有第一低压电抗器L1投入为初始值；当母线有接地时，本装置会从接地柜相对应的零序电流互感器上接收到的一个大于设定值的零序电流并且检测到零序电压，即认为需要补偿，这时装置通过控制器控制四个可控硅SCR1~SCR4的开通角度投入第一低压电抗器L1，如果四个可控硅SCR1~SCR4全部开通还大于设定值即投入第二低压电抗器L2；如果其中任一条件不满足，即不执行补偿命令。补偿的同时，装置将数据通过RS485通信接口上传至上一控制器，实时接受上级控制器的命令。

Claims (2)

1.一种新型井下小电流接地监测装置，包括零序电流互感器、开关柜，其特征在于：开关柜中接入电网的三相母线（A、B、C），三相母线分别经过空气开关（QS）、熔断保护器（FU）和断路器（QF）连接三相五柱消弧线圈高压侧，经三相五柱消弧线圈接地，还包括阻尼电阻箱、接触器（KM）、控制器、二个低压电抗器（L1、L2）和四个可控硅（SCR1~SCR4），三相五柱消弧线圈的低压绕组采用开口三角形联结，开口通过可控硅接通第一低压电抗器（L1）、第二低压电抗器（L2），通过接触器（KM）接通阻尼电阻箱中的阻尼电阻（RL），控制器连接零序电流互感器和四个可控硅控制可控硅的开通角度。
2.如权利要求1所述的新型井下小电流接地监测装置，其特征在于：所述三相五柱消弧线圈的高压绕组采用星形联结，高压侧接电网三相母线（A、B、C），星形联结点接电网地。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103310953A (zh) * 2013-05-21 2013-09-18 江苏宏安变压器有限公司 一种三相五柱式消弧电抗器
CN110045221A (zh) * 2019-05-06 2019-07-23 天地（常州）自动化股份有限公司 小电流接地模拟测试***及测试方法
CN110661244A (zh) * 2019-10-27 2020-01-07 徐州和纬信电科技有限公司 一种消弧线圈成套装置

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