【正文】 畢業(yè)設計設計題目： 電力系統(tǒng)的漏電保護綜合設計 作者姓名： 班級學號： 系 部： 專 業(yè)： 指導教師： 2015 年 3 月 16 日摘 要隨著我國經(jīng)濟建設規(guī)模的不斷擴大。用電量迅速增長，安全用電這一問題顯得尤為重要。低壓電網(wǎng)的漏電保護已經(jīng)引起我國各用電部門及勞動保護部門的高度重視，建立科學的完善的漏電保護體系已迫在眉睫。漏電保護器主要用來防止漏電造成的經(jīng)濟損失及人生觸電造成的傷亡，對解決漏電問題有重要意義。本課題在分析低壓電網(wǎng)漏電保護系統(tǒng)的基礎上，提出了以單片機為核心，基于零序電流法和最低幅值選相法的漏電保護方案。以單片機為核心進行軟硬件設計，實現(xiàn)漏電的檢測、快速處理和顯示，設計出了可靠價廉的漏電保護器。該裝置完善了傳統(tǒng)的漏電保護器，能快速判斷出電網(wǎng)是否發(fā)生漏電及具體是哪一相漏電，并發(fā)出用于切除故障的信號。關鍵詞：漏電保護器，單片機，零序電流ABSTRACTAcpany with the economy’s increase, the use of electricity is growing quickly, and the safety is being more and more important. The residual current protect of the lowpressure electricity net has been highly regarded by the electric department, a scientific and fullclassed residual protect system is highly remended. The use of residual current operated protective device can avoid the economy loss of the fire and people’s death due to the electric shock, so it is extensive used.Based on the actual leakageprotection system for underground low voltage distribution networks, this paper advance a new scheme which based zerosequence current and the theory of lowest amplitude, and the singlechip microcontroller MCS51 is the core. The design of software and hardware, realtime discharging and displaying by applying singlechip microcontroller technology.And in final, intelligent residual current operated device with high reliabiliby is pleted. This device bring the traditional residual current operated protective device to pletion ，it could judge whether the electric network leakage of electricity cropped up and which the phase cropped up quickly, and send the relay signals to cut off fault.KEY WORDS: residual current operated protective device, singlechip microcontroller, zerosequence current目錄第一章 緒論 1 引言 1 漏電保護的發(fā)展及現(xiàn)狀 2 國外研究狀況 2 國內(nèi)研究狀況 3 本文所做工作 4第二章 漏電原理及分析 5 5 漏電的定義 5 漏電的種類 6 漏電保護器的分類 7 漏電分析 8 利用節(jié)點電壓法分析單相漏電 9 利用節(jié)點電壓法分析兩相漏電 13 比較兩種漏電故障 14 單相漏電各故障參數(shù)的變化 14 15 18 18 20 漏電保護裝置的主要參數(shù) 20第三章 漏電保護裝置的結構及原理 23 漏電保護裝置的結構 23 漏電判斷原理 24 24 漏電相選擇原理 26 27 MCS—51單片機系列單片機簡介 28 單片機外部引腳說明 31結束語 35致謝 36參考文獻 37第一章 緒論 引言黨的十一屆三中全會后工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，使電氣設備和家用電器大量增加，隨之帶來了與安全用電的矛盾。據(jù)不完全統(tǒng)計，70年代中期每年都有數(shù)千人傷亡于觸電事故，1975年我國觸電死亡人數(shù)高達6000多人，h。觸電死亡事故在各類傷亡事故中占相當大的比重，當時與先進國家及發(fā)展中國家相比，我國安全用電處于低水平。從各種原因分析，大都缺乏安全用電知識及用電設備保護裝置不完善。其次從火災事故分析中也可以看出，由于電器使用不當或線路漏電造成電氣火災占了火災事故的20%以上。如果有一種設備可以使人們安全地使用電，將會避免很多不必要的損失。所以在五花八門的電器接踵而來的同時，也誕生了各式各樣的保護器。其中有一種是專門保護人的，稱為漏電保護器[1]。漏電保護是利用漏電保護裝置來防止電氣事故的一種安全措施。漏電保護裝置又稱剩余電流保護裝置（Residual Current Operated Protective Device,縮寫RCD）。漏電保護裝置是一種低壓安全保護電器，主要用于單相電擊保護，也用于防止由漏電引起的火災，還可用于檢測和切斷各種單相接地故障。漏電保護裝置的功能是提供間接接觸點擊保護，而額定漏電動作電流不大于30mA的漏電保護裝置，在其他保護措施失效時，也可作為直接接觸電擊的補充保護，但不能作為基本的保護措施[2]。漏電保護的原理和裝置的種類較多，但從適用于低壓電網(wǎng)的漏電保護原理來看，目前主要有以下幾種：旁路接地式保護原理、附加直流源檢測保護原理、零序電壓保護原理、零序電流大小及零序電流方向保護原理。前三種保護原理為非選擇性漏電保護，供電電網(wǎng)的任何地方出現(xiàn)漏電故障，保護裝置即動作并切除整個工作面電網(wǎng)，且無法確定故障支路。后兩種保護原理為選擇性漏電保護，可以判斷出故障支路，有選擇地將故障支路切除。但是，隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大，供電系統(tǒng)復雜性的提高，對漏電保護提出了更高的要求。實踐證明，漏電保護裝置和其他電氣安全技術措施配合使用，在防治電氣事故方面有顯著的作用，因此研究漏電保護理論與技術應用對國民生活與安全生產(chǎn)具有重要意義。 漏電保護的發(fā)展及現(xiàn)狀 國外研究狀況漏電保護技術是從二十世紀初在西歐國家發(fā)展起來的。漏電保護裝置的發(fā)展大約經(jīng)歷了三個階段，即初始階段、發(fā)展階段和成熟階段。1921年德國正式發(fā)明了電壓動作性漏電保護器，主要用于保護設備外殼漏電。自此，德國的VDE規(guī)程及英國的BS規(guī)程均制定了有關電壓動作型漏電保護器的標準。但是由于電壓型漏電保護裝置結構復雜、受外界干擾動作特性穩(wěn)定性差、制造成本高、過電壓容易損壞漏電保護器等缺點，現(xiàn)在已經(jīng)被淘汰使用，取而代之的是電流型漏電保護裝置。英國早在1930年就開始在磁力起動機里裝設漏電保護裝置，由于當時采用的是變壓器中性點直接接地的供電系統(tǒng)。故保護裝置采用了零序電流保護原理，隨后其他國家也相繼使用。法國人在1940年制成了世界上第一臺靈敏度為10mA。但由于當時磁性材料的發(fā)展尚未達到一定的水平，并且制造靈敏的脫扣機構的技術不完善。因此在第二次世界大戰(zhàn)之前，漏電保護器未能大批量生產(chǎn)并用于工程實際中去。第二次世界大戰(zhàn)以后，隨著電器化進程的加快，電器設備用量日趨增加，觸電及電氣火災的可能性也與日俱增。因此人們對漏電保護器寄予很大的希望。前蘇聯(lián)1949年研制了用于中性點絕緣系統(tǒng)的漏電保護裝置（PYB型防爆漏電繼電器），它采用了附加直流電源的直流檢測原理。西德在50年代就開始批量生產(chǎn)漏電開關，但是將漏電保護裝置真正作為觸電保護手段用于實際工程則是在60年代以后的事情。1956年德國開始批量生產(chǎn)電流型保護器，1962年美國研制成功了靈敏度為5mA的電流型漏電保護器，英國生產(chǎn)了額定漏電動作電流為30mA，額定工作時間為30mS高靈敏快速型漏電保護器。60年代后期，西歐各國漏電保護器的發(fā)展已趨于完善。到二十世紀七十年代各國開始制定規(guī)程強制在一些場所安裝漏電保護器。 國內(nèi)研究狀況我國研究漏電保護器起步晚于國外，前蘇聯(lián)1949年研制的用于中性點絕緣系統(tǒng)的漏電保護裝置于20世紀50年代初被引進我國，并在全國的礦井中推廣使用，大量的在國內(nèi)放置的產(chǎn)品（JY82型）還一直延續(xù)使用到現(xiàn)在，對我國供電安全和安全技術研究起了重要作用。進入20世紀60年代，我國為了滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要，根據(jù)這一原理，又自選設計和制造了多種形式的礦用隔爆型檢漏繼電器，如JL80型、JL82型和JJKB30型等，分別用于井下660V和1140V電網(wǎng)，取得了很好的效果。20世紀70年代后期，隨著綜合機械化采煤技術的發(fā)展，我國先后從英國、德國、前蘇聯(lián)、波蘭和日本等國引進了數(shù)百套綜合機械化采煤機組，各種類型的漏電保護裝置和電路也隨配套的供電控制設備同時引進，這些引進技術對促進我國漏電保護技術的發(fā)展有重要作用。各種引進的漏電保護裝置，有直流檢測型的，有零序電流型的，有零序電壓型的，也有零序功率方向型的，他們各有所長，很值得我們學習借鑒。進入二十世紀七十年代以后，我國用電量逐年增加，觸電事故也逐年增加，因此引起各部門的重視