矿用高压变频供电系统漏电保护设备及方法、装置、设备、存储介质与流程

本申请实施例涉及供电系统领域，涉及但不限于一种矿用高压变频供电系统漏电保护设备及方法、装置、设备、存储介质。

背景技术：

1、随着煤矿综采工作面向高电压、大功率、集中化供电方向发展，采煤机、刮板输送机、转载机等关键用电设备开始采用10kv或10.5kv隔离变压器供电，并配置矿用高压变频器作为驱动装置。在此背景下，供电系统的人身安全、设备安全以及矿井整体电气安全面临严峻挑战，对漏电保护装置的可靠性、灵敏性和速动性提出了更高要求。然而，现有漏电保护技术主要适用于低压系统，对于变压器中性点不接地的10kv以上高压供电系统，尤其是负载侧存在高压变频器等非线性电力电子装置的工况，尚缺乏能够对三相对地绝缘电阻进行实时、准确监测的有效技术手段，进而难以进行有效的漏电保护。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例提供的矿用高压变频供电系统漏电保护设备及方法、装置、设备、存储介质，能够实现高精度抗波动的漏电保护。

2、本申请实施例提供的矿用高压变频供电系统漏电保护设备及方法、装置、设备、存储介质是这样实现的：

3、本申请实施例的一方面，提供一种矿用高压变频供电系统漏电保护设备，设备包括：

4、直流检测模块，包括三个晶闸管和一个限流电阻，所述三个晶闸管的阳极分别与目标电网的三相导线连接，所述限流电阻的一端与所述三个晶闸管的阴极相连，另一端接地；

5、电压跟踪模块，包括六个二极管和一个负载电阻，所述六个二极管组成一个三相桥式不控整流电路，所述整流电路的输入端连接到所述目标电网供电线路的三相，所述整流电路的直流输出端并联所述负载电阻；

6、直流电流互感器，用于采集所述限流电阻的第一电流信号和所述负载电阻的第二电流信号；

7、控制模块，用于根据所述第一电流信号和所述第二电流信号计算绝缘电阻值，并根据所述绝缘电阻值执行对应的漏电保护策略。

8、在一种可能的实现方式中，所述直流电流互感器，进一步包括：

9、信号采集模块，用于采集所述限流电阻的第一弱电信号和所述负载电阻的第二弱电信号；

10、信号流处理模块，用于对所述第一弱电信号和所述第二弱电信号进行信号调理和模数转换，得到对应的第一电流信号和第二电流信号。

11、在一种可能的实现方式中，所述漏电保护策略包括发送预警信号；

12、所述设备还包括：

13、预警模块，用于基于所述预警信号进行漏电预警。

14、在一种可能的实现方式中，所述漏电保护策略包括同时发送报警信号和继电器控制信号；

15、所述设备还包括：

16、预警模块，用于基于所述报警信号进行声光报警；

17、断路器跳闸控制继电器，用于基于所述继电器控制信号切断所述目标电网的供电电源。

18、本申请实施例的另一方面，还提供一种矿用高压变频供电系统漏电保护方法，用于上述任意一项所述的控制模块，所述方法包括：

19、接收所述限流电阻的第一电流信号和所述负载电阻的第二电流信号；

20、根据所述第一电流信号和所述第二电流信号计算绝缘电阻值；

21、根据所述绝缘电阻值执行对应的漏电保护策略。

22、在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一电流信号和所述第二电流信号计算绝缘电阻值，包括：

23、对所述第一电流信号和所述第二电流信号进行加窗傅里叶变换，提取对应的直流分量得到第一直流信号和第二直流信号；

24、根据所述第一直流信号和第二直流信号，以及所述负载电阻值和所述限流电阻值计算绝缘电阻值。

25、在一种可能的实现方式中，所述根据所述绝缘电阻值执行对应的漏电保护策略，包括：

26、响应于所述绝缘电阻值在第一电阻值范围，向预警模块发送预警信号；

27、响应于所述绝缘电阻值在第二电阻值范围，向预警模块发送报警信号，向断路器跳闸控制继电器发送继电器控制信号。

28、本申请实施例的又一方面，还提供一种矿用高压变频供电系统漏电保护装置，用于上述任意一项所述的控制模块，所述装置包括：

29、信号接收单元，用于接收所述限流电阻的第一电流信号和所述负载电阻的第二电流信号；

30、电阻计算单元，用于根据所述第一电流信号和所述第二电流信号计算绝缘电阻值；

31、漏电保护单元，用于根据所述绝缘电阻值执行对应的漏电保护策略。

32、在一种可能的实现方式中，所述电阻计算单元，进一步用于：

33、对所述第一电流信号和所述第二电流信号进行加窗傅里叶变换，提取对应的直流分量得到第一直流信号和第二直流信号；

34、根据所述第一直流信号和第二直流信号，以及所述负载电阻值和所述限流电阻值计算绝缘电阻值。

35、在一种可能的实现方式中，所述漏电保护单元，进一步用于：

36、响应于所述绝缘电阻值在第一电阻值范围，向预警模块发送预警信号；

37、响应于所述绝缘电阻值在第二电阻值范围，向预警模块发送报警信号，向断路器跳闸控制继电器发送继电器控制信号。

38、本申请实施例提供的电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现本申请实施例所述的方法。

39、本申请实施例提供的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例提供的方法。

40、本申请实施例中，设备中包括直流检测模块，其中三个晶闸管的阳极分别与目标电网的三相导线连接，限流电阻的一端与三个晶闸管的阴极相连，另一端接地。电压跟踪模块，其中六个二极管组成一个三相桥式不控整流电路，整流电路的输入端连接到目标电网供电线路的三相，直流输出端并联负载电阻。直流电流互感器，用于采集限流电阻的第一电流信号和负载电阻的第二电流信号。控制模块，用于根据第一电流信号和第二电流信号计算绝缘电阻值，以执行对应的漏电保护策略。本申请通过直流检测和电压跟踪的双拓扑模块消除绝缘电阻计算过程的电网电压波动干扰，实现了高精度抗波动的漏电保护。

1.一种矿用高压变频供电系统漏电保护设备，其特征在于，所述设备包括：

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述直流电流互感器，进一步包括：

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述漏电保护策略包括发送预警信号；

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述漏电保护策略包括同时发送报警信号和继电器控制信号；

5.一种矿用高压变频供电系统漏电保护方法，其特征在于，用于权利要求1-4中任意一项所述的控制模块，所述方法包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一电流信号和所述第二电流信号计算绝缘电阻值，包括：

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述绝缘电阻值执行对应的漏电保护策略，包括：

8.一种矿用高压变频供电系统漏电保护装置，其特征在于，用于权利要求1-4中任意一项所述的控制模块，所述装置包括：

9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求5至7任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求5至7任一项所述的方法。