CN104155561A

CN104155561A - 三相电源一相接地时的报警保护装置

Info

Publication number: CN104155561A
Application number: CN201410381475.XA
Authority: CN
Inventors: 李鹏; 孙泽明
Original assignee: Jiangsu Yonggang Group Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Yonggang Group Co Ltd
Priority date: 2014-08-06
Filing date: 2014-08-06
Publication date: 2014-11-19

Abstract

本发明涉及一种三相电源一相接地时的报警保护装置，三相电源的每根相线与零线之间分别连接电压互感器，电压互感器分别连接采集装置，采集装置与可编程逻辑控制器的输入模块连接，可编辑逻辑控制器与工控机进行通信连接，工控机连接报警器。通过报警装置的设计使得三相电源在发生一相接地的漏电危险时及时发出报警信号，工作人员可以及时做出应对反应，避免了人身触电危险和因漏电电流小而无法进行过流保护造成设备损坏。

Description

三相电源一相接地时的报警保护装置

技术领域

本发明涉及三相电源一相接地时的电路保护领域，尤其涉及一种报警保护装置。

背景技术

炼钢厂电力系统采用TT系统，即将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，是一种中性点直接接地系统，如图1所示。如果发生一相接地故障（设备金属外壳与相线短接），这时故障电流主要经设备接地装置的接地电阻Rb和电源中性点接地装置的接地电阻R0构成回路，如图2所示，从而造成中性点位移，如图3所示。此时会造成两个问题：

1、漏电设备对地电压和零线对地电压分别为：

此种接地方式导致了零线产生对地电压U0，而Ud和U0都可能远远超过安全电压当人体触及漏电设备及零线时都可能发生致命的触电危险；

2、由于故障电流主要经Rb和R0构成回路，其大小可简化为

由于Rb和R0都是欧姆级的数值，因此故障电流不可能太大，假若Rb、R0均为4Ώ时，Id也只有27.5A，一般的过电流保护装置不能自动跳闸起保护作用，但是此时因为未接地两相电压升高，会对设备造成非常严重的危害。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种报警保护装置，可以在发生三相电源一相接地时快速发现此问题，并迅速解决故障。

为解决上述技术问题，本发明涉及一种三相电源一相接地时的报警保护装置，所述三相电源的每根相线与零线之间分别连接电压互感器，所述电压互感器分别连接采集装置，所述采集装置与可编程逻辑控制器的输入模块连接，所述可编辑逻辑控制器与工控机进行通信连接，所述工控机连接报警器。

优选的，所述采集装置为电路板。电路板将电压互感器和可编程逻辑控制器进行连接，将电压互感器的电信号传递给可编程逻辑控制器。

优选的，所述报警器包括LED闪烁灯和蜂鸣器，可以进行声光报警。

优选的，所述工控机内设置报警模块，预先设定接受报警信号的电子邮件地址或手机号码或微信号或QQ号码。当三相电源发生一相接地时，报警模块会将报警信息发送到预设的邮箱、手机、微信或QQ，及时提醒相关负责人员。

本发明同时提供一种基于上述报警保护装置的报警方法，包括如下步骤：

1) 所述电压互感器将原相线与零线之间的大电压转换为小电压；

2) 所述小电压经采集装置转换为电流信号，所述电流信号通过输入模块进入可编程逻辑控制器中；

3) 所述可编程逻辑控制器分别计算出各相线的输出电压U_A、U_B、U_C，并设定一特定差值m进行各相电压比较，若

|U_A-U_B|>m

|U_A-Uc|>m

|Uc-U_B|>m

满足以上任一条件即向工控机输出报警信号；

4) 所述工控机接收报警信号后即在显示屏上进行显示，并控制报警器进行报警响应。

优选的，步骤3）所述电压差值m为80~120V。

优选的，步骤3）中各输出电压U_A、U_B、U_C的计算公式为。

优选的，步骤4）中所述报警响应为向预设电子邮件地址或手机号码或微信号或QQ号码发送报警信息。

优选的，步骤4）中所述报警响应为LED闪烁灯进行闪烁发光，且所述蜂鸣器发出尖锐的报警声音。

本发明的有益效果为：通过报警装置的设计使得三相电源在发生一相接地的漏电危险时及时发出报警信号，工作人员可以及时做出应对反应，避免了人身触电危险和因漏电电流小而无法进行过流保护造成设备损坏。

附图说明

图1为TT系统中性点接地示意图；

图2为故障电流回路示意图；

图3为中性点位移示意图；

图4为本发明实施例报警保护装置的结构示意图。

附图标记说明

L1、L2、L3—三相电源线，N—中性线（零线），PE—保护接地线，Rb—设备接地装置的接地电阻，R0—中性点接地装置的接地电阻，PT1、PT2、PT3—电压互感器，M1、M2、M3—采集装置，PLC—可编程逻辑控制器，PG—工控机。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图4，本发明涉及一种三相电源一相接地时的报警保护装置，三相电源的每根相线与零线之间分别连接电压互感器，电压互感器分别连接采集装置，采集装置与可编程逻辑控制器的输入模块连接，可编辑逻辑控制器与工控机进行通信连接，工控机连接报警器。采集装置为电路板。电路板将电压互感器和可编程逻辑控制器进行连接，将电压互感器的电信号传递给可编程逻辑控制器。

报警器包括LED闪烁灯和蜂鸣器，可以进行声光报警。工控机内设置报警模块，预先设定接受报警信号的电子邮件地址或手机号码或微信号或QQ号码。当三相电源发生一相接地时，报警模块会将报警信息发送到预设的邮箱、手机、微信或QQ，及时提醒相关负责人员。

1）所述电压互感器将原相线与零线之间的大电压转换为小电压；

2）所述小电压经采集装置转换为电流信号，所述电流信号通过输入模块进入可编程逻辑控制器中；

3）所述可编程逻辑控制器分别计算出各相线的输出电压U_A、U_B、U_C，并设定一特定差值m进行各相电压比较，若

|U_A-U_B|>m

|U_A-Uc|>m

|Uc-U_B|>m

满足以上任一条件即向工控机输出报警信号，本实施例中m值取为100；

4）所述工控机接收报警信号后即在显示屏上进行显示，并控制报警器进行报警响应。

步骤3）中各输出电压U_A、U_B、U_C的计算公式为。

步骤4）中报警响应为向预设电子邮件地址或手机号码或微信号或QQ号码发送报警信息，且LED闪烁灯进行闪烁发光，且蜂鸣器发出尖锐的报警声音。

以上是本发明的较佳实施方式，但本发明的保护范围不限于此。任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，未经创造性劳动想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围应以权利要求所限定的保护范围为准。

Claims

1.一种三相电源一相接地时的报警保护装置，其特征在于：所述三相电源的每根相线与零线之间分别连接电压互感器，所述电压互感器分别连接采集装置，所述采集装置与可编程逻辑控制器的输入模块连接，所述可编辑逻辑控制器与工控机进行通信连接，所述工控机连接报警器。

2.如权利要求1所述的三相电源一相接地时的报警保护装置，其特征在于：所述采集装置为电路板。

3.如权利要求2所述的三相电源一相接地时的报警保护装置，其特征在于：所述报警器包括LED闪烁灯和蜂鸣器。

4.如权利要求2所述的三相电源一相接地时的报警保护装置，其特征在于：所述工控机内设置报警模块，预先设定接受报警信号的电子邮件地址或手机号码或微信号或QQ号码。

5.基于权利要求3或4所述的报警保护装置的报警方法，其特征在于：包括如下步骤

所述电压互感器将原相线与零线之间的大电压转换为小电压；

所述小电压经采集装置转换为电流信号，所述电流信号通过输入模块进入可编程逻辑控制器中；

所述可编程逻辑控制器分别计算出各相线的输出电压U_A、U_B、U_C，并设定一特定差值m进行各相电压比较，若

|U_A-U_B|>m

|U_A-Uc|>m

|Uc-U_B|>m

满足以上任一条件即向工控机输出报警信号；

所述工控机接收报警信号后即在显示屏上进行显示，并控制报警器进行报警响应。

6.如权利要求5所述的报警方法，其特征在于：步骤3）所述电压差值m为80~120V。

7.如权利要求5所述的报警方法，其特征在于：步骤3）中各输出电压U_A、U_B、U_C的计算公式为。

8.如权利要求5所述的报警方法，其特征在于：步骤4）中所述报警响应为向预设电子邮件地址或手机号码或微信号或QQ号码发送报警信息。

9.如权利要求5所述的报警方法，其特征在于：步骤4）中所述报警响应为LED闪烁灯进行闪烁发光，且所述蜂鸣器发出尖锐的报警声音。