本发明专利技术涉及一种用于矿井下变频器的漏电保护方法及装置，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，以及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。本发明专利技术通过采样单元对零序电流互感器的实时采样来获取电路及三相供电源的工作状况，并通过数据信号处理单元对采样单元采取的信号进行智能处理，从而解决了线路或三相供电源漏电带来的电磁干扰而引起的变频器的误动作，本发明专利技术检测准确、及时、可靠的对变频器进行保护。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及变频器的保护
，具体涉及一种用于矿井下变频器的漏电保护方法及装置。
技术介绍
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OV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。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供一种变频器的漏电保护方法及装置，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，该漏电保护方法及装置能够准确、及时、可靠的对变频器进行保护。实现本专利技术的技术方案如下一种变频器的漏电保护方法，该漏电保护方法包括以下步骤步骤一、对变频器零序电流互感器的电流信号进行采样，获取到零序电流互感器的电流信号；步骤二、将步骤一中获取到的零序电流互感器的电流信号进行滤波处理，滤除该电流信号中的开关频率信号；步骤三、步骤二滤波处理后的电流信号进行信号提取，获得零序电流互感器的漏电信号；步骤四、将获取的漏电信号与预先设定的漏电保护限值进行比较，若该漏电信号超过漏电保护限值，则向变频器发送漏电信号，关闭变频器；若漏电信号未超过漏电保护限值，则变频器正常工作。所述步骤三中的信号提取为将滤波处理后电流信号波形图中的前1/2至前1/4 基波周期的信号作为静止坐标系下α轴的信号，前1/4基波周期至当前的信号作为静止坐标系下β轴的信号；将静止坐标系下α轴和β轴的信号经过Park变换，得到基波同步旋转坐标系下d、q轴信号；再对同步旋转坐标系下d、q轴信号进行滤波，并对滤波后的信号进行Park反变换，所得信号即为漏电信号。在步骤四中当漏电信号超过漏电保护限值时，系统便会对漏电信号超过漏电保护限值的时间进行计时，如计时达到设定时间，便向变频器发送漏电信号，关闭变频器；如计时未达到设定时间，则回到步骤一。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。采用了上述方案，零序电流互感器对电路及三相供电源的漏电情况进行实时监测，而采样单元对零序电流互感器的工作情况进行实时采样，采样单元将采集到的电流信号发送给数据信号处理单元进行智能处理，当经过数据信号处理单元处理后的漏电电流小于漏电保护限值时，说明电路或三相供电源工作正常没有出现漏电状况，数据信号处理单元便会向保护执行单元发送工作正常信号，保护执行单元不会对变频器执行急停命令；而当漏电电流超过漏电保护限值时，说明电路或三相供电源出现漏电状况，数据信号处理单元便会向保护执行单元发送工作异常信号，保护执行单元对变频器执行急停命令，从而达到对变频器的及时保护。本专利技术通过采样单元对零序电流互感器的实时采样来获取电路及三相供电源的工作状况，并通过数据信号处理单元对采样单元采取的信号进行智能处理， 从而解决了线路或三相供电源漏电带来的电磁干扰而引起的变频器的误动作，本专利技术检测准确、及时、可靠的对变频器进行保护。附图说明图1为变频器线路中的分布电容示意图2为变频器输出电压示意图3为变频器线路中EMI滤波器的应用图4为现有技术中采用的附加直流电源漏电保护原理图5为本专利技术的变频器漏电保护装置的原理框图6为本专利技术中数据信号处理单元的原理框图7为本专利技术中信号提取单元的原理框图8为本专利技术中变频器漏电保护方法的流程图9为电源直接为电机供电，绝缘正常与损坏时漏电流的仿真波形图10为电源通过变频器给电机供电，绝缘正常与损坏时漏电流仿真波形图11为电源通过变频器给电机供电，经过本专利技术智能处理的绝缘正常与损坏时漏电流仿真波形图；图中，1为三相供电源，2为变频器，3为电机，4为零序电流互感器，5为采样单元， 6为数据信号处理单元，7为保护执行单元，8为第一滤波器，9为信号提取单元，10为检测比较单元，11为信号选取单元，12为Park变换单元，13为第二滤波器，14为Park反变换单元。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进一步说明。参见图5、6、7，一种变频器的漏电保护装置，三相供电源1、与三相供电源1连接的变频器2以及电机3，三相供电源1通过变频器2为电机3供电，在三相供电源输出端安装有零序电流互感器4，该漏电保护装本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种变频器的漏电保护方法，其特征在于、该漏电保护方法包括以下步骤：步骤一、对变频器零序电流互感器的电流信号进行采样，获取到零序电流互感器的电流信号；步骤二、将步骤一中获取到的零序电流互感器的电流信号进行滤波处理，滤除该电流信号中的开关频率信号；步骤三、步骤二滤波处理后的电流信号进行信号提取，获得零序电流互感器的漏电信号；步骤四、将获取的漏电信号与预先设定的漏电保护限值进行比较，若该漏电信号超过漏电保护限值，则向变频器发送漏电信号，关闭变频器；若漏电信号未超过漏电保护限值，则变频器正常工作。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，张贞飞，
申请(专利权)人：常州联力自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：32
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