【正文】 是對(duì)零序電壓和零序電流進(jìn)行幅值和相位綜合處理以判斷故障支路，進(jìn)而切除故障支路電源的原理。所以，在采用方向保護(hù)的電網(wǎng)中設(shè)置電容電流補(bǔ)償電路是不可取的。顯然，當(dāng)發(fā)生單相接地或人身觸電時(shí)，通過故障支路的零序電流將遠(yuǎn)超過20mA，保護(hù)裝置必然可靠動(dòng)作。運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)突然被切斷電源后，由于機(jī)械慣性，電機(jī)轉(zhuǎn)子在短時(shí)內(nèi)將繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，其鐵芯剩磁切割定子線圈而產(chǎn)生反電勢(shì)，即電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)，向電網(wǎng)饋送電能，但因本身得不到能源供應(yīng)，故一般在數(shù)秒至數(shù)十秒內(nèi)衰減為零。 (3)保護(hù)范圍全面，只要單相漏電或人身觸電發(fā)生在供電單元內(nèi)，保護(hù)就會(huì)動(dòng)作，旁路分流能作用于供電單元的任何處所。零序電流式漏電保護(hù)既可以在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中使用，也可以在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中使用。 顯著減少因漏電故降而停電的時(shí)間和范圍 生產(chǎn)與安全在很多情況下是矛盾的。”根據(jù)規(guī)程規(guī)定及井下低壓電網(wǎng)的實(shí)際情況，對(duì)自動(dòng)復(fù)電技術(shù)在井下低壓電網(wǎng)的使用有嚴(yán)格的前提要求，如可靠的漏電、短路閉鎖、上級(jí)正常操作時(shí)下級(jí)不應(yīng)重合，只允許重合一次等，此外，配套設(shè)備的研制也是非常必要的。A),短路電流較小的情況下，采用磁力起動(dòng)器作饋電開關(guān)，對(duì)于控制保護(hù)電動(dòng)機(jī)的磁力起動(dòng)器無特殊要求，真空型和空氣型的均可，但要在其內(nèi)加裝閉鎖與重合起動(dòng)電路插件。當(dāng)時(shí)，故障支路流過很小的感性電流，方向由母線流向線路，使零序電流方向保護(hù)裝置完全不能工作，更談不上保護(hù)的橫向選擇性。漏電故障時(shí)支路零序電流的方向是由線路流向母線，當(dāng)電網(wǎng)對(duì)地電阻r為無限大時(shí)發(fā)生單相直接接地故障，零序電流前者滯后零序電壓90176。N1為輸入功率，P2變壓器的效率與變壓器的功率等級(jí)有密切關(guān)系，通常功率越大，損耗與輸出功率比就越小，效率也就越高。電壓表相當(dāng)于電壓互感器大負(fù)載（阻抗大）測(cè)量裝置。后者用于吸收負(fù)載突變所產(chǎn)生的電壓抖動(dòng)雜波。硬件在按原來設(shè)計(jì)的圖焊接好后，遇到了好多問題，開始電壓互感器是并聯(lián)在電路中，由于他的內(nèi)阻很小，造成電路中總電阻的變小，電路中的電流遠(yuǎn)超過原來設(shè)想的最大電流值2mA，再把它改成串聯(lián)到電路中后等到解決。也感謝電控學(xué)院對(duì)我們工作的支持，給我們提供了良好的工作環(huán)境。在高次諧波電流中,五次諧波電流分量最適合進(jìn)行故障接地選線。故障接地后負(fù)序電壓為： （3） 支路i（非故障線路）的負(fù)序電流為： （4） 支路k（故障線路）的負(fù)序電流為： （5） 許多配電網(wǎng)是分布式的系統(tǒng)，各支路不和其他的系統(tǒng)連接。這部分介紹了基于負(fù)序電流故障選線的新方式。通過對(duì)消弧線圈的補(bǔ)償電流，干擾了零序電流在故障和非故障線路的方向。當(dāng)電網(wǎng)橫向開出支路的某一支路發(fā)生漏電故障時(shí)，會(huì)在電網(wǎng)中產(chǎn)生零序電流和零序電壓，只需檢測(cè)各條支路上的零序電流和零序電壓的相角差，便可判別各支路是否為故障支路。無論時(shí)正電源還是負(fù)電源操作，當(dāng)?shù)碗姾谋葮?biāo)準(zhǔn)比較器的優(yōu)勢(shì)明顯時(shí)，LM393系列便與 MOS邏輯電路直接接口。Tr ~RLuuo圖37單相橋式整流電路（a）圖37單相橋式整流電路（b）（2）橋式整流電路的工作情況在變壓器副邊電壓u為正半周時(shí)，二極管DD3導(dǎo)通，而二極管DD4截止； 圖38橋式整流電路的工作情況（a）（b）當(dāng)副邊電壓u為負(fù)半周時(shí)，二極管DD4導(dǎo)通，而二極管DD3截止。電壓互感器的工作原理相當(dāng)于2次側(cè)開路的變壓器，用來變壓，在二次側(cè)接入電壓表測(cè)量電壓（可以并聯(lián)多個(gè)電壓表）。一是磁滯損耗，當(dāng)交流電流通過變壓器時(shí)，通過變壓器硅鋼片的磁力線其方向和大小隨之變化，使得硅鋼片內(nèi)部分子相互摩擦，放出熱能，從而損耗了一部分電能，這便是磁滯損耗。該變壓器為降壓變壓器。 對(duì)不同類型的變壓器都有相應(yīng)的技術(shù)要求，可用相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)表示。由于電路中串有電感元件，所以當(dāng)有正弦電流如圖3—5（1）流過電感L時(shí)，有其向量形式為 （或=j）所以 （或） （1） 圖3—5電感中的正弦電流 （2）正弦電流滯后正弦電壓的相位為。三相電抗器SK是把直流檢測(cè)回路和三相交流電網(wǎng)連接起來的元件，零序電抗器 LK具有較大的電抗值()，保證三相電網(wǎng)對(duì)地的絕緣水平，是電網(wǎng)各相對(duì)地的分布電容。 開關(guān)設(shè)備的改造與研制問題 在漏電保護(hù)系統(tǒng)中采用自動(dòng)復(fù)電技術(shù)，對(duì)各級(jí)饋電開關(guān)有不同的要求。一有漏電，總開關(guān)就快速C}3D ms)跳閘，故障處的漏電安秒值容易控制得較小，因而其安全性將優(yōu)于不帶旁路接地的選擇性延時(shí)跳閘漏電保護(hù)系統(tǒng)。這種方式的漏電保護(hù)有很多缺點(diǎn)，如動(dòng)作電阻值不固定，無選擇性，不能保護(hù)對(duì)稱性漏電故瘴，只能在變壓器中性點(diǎn)非直接接地的電網(wǎng)中等，因而一般只用于6kV及以上電網(wǎng)的絕緣監(jiān)視裝置中。另一種是移相疊加選相法。 (4)動(dòng)作電阻值不固定，雖然保護(hù)裝置的真實(shí)動(dòng)作值固定為20 mA，但隨著電網(wǎng)參數(shù)的變化和故障點(diǎn)的不同，相應(yīng)的動(dòng)作電阻值將有較大的變化范圍，這使得設(shè)計(jì)和調(diào)試保護(hù)電路都比直流檢測(cè)式漏電保護(hù)復(fù)雜。隨著生產(chǎn)過程的變化，供電單元為一動(dòng)態(tài)電網(wǎng)，其電網(wǎng)長度經(jīng)常發(fā)生變化，從而使電網(wǎng)的r, C值也發(fā)生變化，嚴(yán)重影響真實(shí)整定值的確定，尤其是C的變化對(duì)總的零序電流影響更大。事實(shí)上，如果保護(hù)裝置作到能靈敏地反應(yīng)10mA及以下的零序電流，則其誤動(dòng)率將明顯增加而難以使用。這種保護(hù)方案就稱為零序功率方向式漏電保護(hù)，簡(jiǎn)稱方向保護(hù)。根據(jù)實(shí)測(cè)，井下較大容量的660V電動(dòng)機(jī)在斷電后1S時(shí)的反電勢(shì)仍達(dá)125V以上，故可能對(duì)工作人員造成傷害。圖21中的就是為此而設(shè)置的。電網(wǎng)若發(fā)生漏電故障，最容易檢側(cè)到的是電網(wǎng)各相對(duì)地絕緣電阻的下降。對(duì)于反映中性點(diǎn)絕緣的架空網(wǎng)絡(luò)為。選擇性的漏電保護(hù)是指當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生漏電故障時(shí)，能夠有選擇地發(fā)出故障信號(hào) 或切斷故障支路電源。漏電故障的處理少則數(shù)小時(shí)，長則達(dá)幾個(gè)班次，有的工作面幾乎每班都發(fā)生漏電停電事故。修理電氣設(shè)備時(shí)，由于停送電操作錯(cuò)誤、帶電操作或施工不慎，可能造成人身觸及一相而漏電。橡套電纜接頭違反施工工藝要求，如采用了“雞爪子”、“羊尾巴”和明接頭等，這些接法都破壞了橡套的絕緣，在井下潮氣的侵蝕下易發(fā)生漏電，此外，這些接法的機(jī)械強(qiáng)度都較低，容易被拉斷而造成漏電。漏電保護(hù)的原理和裝置的種類較多，但從適用于井下低壓電網(wǎng)的漏電保護(hù)原理來看，目前主要有以下幾種：附加直源檢測(cè)保護(hù)原理、零序電壓保護(hù)原理、旁路接地式保護(hù)原理、零序電流大小及零序電流方向保護(hù)原理。漏電保護(hù)是保證煤礦井下安全供電的三大保護(hù)(保護(hù)接地漏電保護(hù)和過流保護(hù))之一，是防止人身觸電的重要措施。同樣，漏電電流與短路電流之間也沒有嚴(yán)格的界限，而過流保護(hù)裝置的動(dòng)作值往往就是這種界限的標(biāo)志。關(guān)鍵詞： 漏電 、零序電流 、零序電流方向保護(hù)原理、供電可靠性目錄第一章 緒論 1 1 2 2 3 4 5 5 7第二章 漏電保護(hù)原理 9 9 9 11 11 12 12 14 15 16 16 17 17 172 17 18 18 18第三章 漏電保護(hù)的硬件設(shè)計(jì) 21 21 22 2處理單元電路 24 25 26 27 28—LM393 30第四章 調(diào)試 32第五章 總結(jié) 33致謝 34參考文獻(xiàn) 35附錄1 漏電信號(hào)采集、處理電路 36附錄2 信號(hào)的采集和直流穩(wěn)壓電源 37附錄3 英文譯文 38譯文 38原文 410第一章 緒論磁力起動(dòng)器（又稱電磁起動(dòng)器），是由交流接觸器和熱繼電器組裝在鐵殼內(nèi)，與控制按鈕配套使用的起動(dòng)器。如果配的熱繼電器帶有斷相保護(hù)裝置，則電磁起動(dòng)器還起斷相保護(hù)作用。由于電網(wǎng)對(duì)地阻抗很大，故入地電流也常不足1A，過流保護(hù)裝置不動(dòng)作，這種情況屬于漏電故障。當(dāng)電纜受損后，由于絕緣被破壞，便有漏電流。 本論文的研究對(duì)象是井下中性點(diǎn)不接地的低壓電網(wǎng)系統(tǒng)，研究重點(diǎn)主要放在 發(fā)生單相漏電故障時(shí)。開關(guān)或其他電氣設(shè)備的內(nèi)部接線錯(cuò)誤，或接線頭松脫碰殼，當(dāng)合閘通電時(shí)便發(fā)生漏電。大氣過電壓沿下共電纜人侵，擊穿其對(duì)地絕緣而發(fā)生漏電。它已成為我國礦井安全供電的不可缺少的組成部分。特別是工作面的電纜，由于移動(dòng)、被砸、碰、擠壓的機(jī)會(huì)較多，極易損壞，漏電的可能性就更大。為減少動(dòng)作時(shí)間，要求保護(hù)裝置不應(yīng)過于復(fù)雜，必要時(shí)甚至可以通過犧牲保護(hù)裝置的可靠性達(dá)到這一點(diǎn).(5)自檢性：自檢性功能是指在任何時(shí)間和條件下，保護(hù)裝置都能對(duì)本身的各個(gè)環(huán)節(jié)及單元的完好情況進(jìn)行自檢，以保證漏電保護(hù)裝置能時(shí)刻有效地對(duì)被保護(hù)對(duì)象的漏電故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)和保護(hù)。 三相電抗器每相線圈的直流電阻，: 零序電抗器的直流電阻。 對(duì)整個(gè)供電單元具有電容電流補(bǔ)償，漏電電流和人身觸電電流較小，等于人為地減輕了故障程度。利用裝設(shè)在各支路的零序電流互感器來反應(yīng)各支路零序電流的大小，可以做到有選擇性的漏電保護(hù)，這就是利用零序電流幅值的保護(hù)原理。零流取樣零壓取樣放大整形相位比較執(zhí)行電路圖23零序功率方向式漏電保護(hù)原理 利用零序電流的大小來整定方向保護(hù)，首先要確定符合實(shí)際的電網(wǎng)對(duì)地電容數(shù)值范圍，因它對(duì)零序電流的大小影響最大。附加接地電容器組的每相取值原則是:應(yīng)不小于供電單元中最長一條線路的每相對(duì)地電容值，～。雖然真實(shí)動(dòng)作值20mA是固定的，即只要該支路零序電流達(dá)到20mA保護(hù)裝置就動(dòng)作，但在不同的參數(shù)組合下，相應(yīng)的動(dòng)作電阻卻各不相同，其范圍為9～19kΩ。根據(jù)實(shí)測(cè)105kW電動(dòng)機(jī)在660v和1140v電網(wǎng)中切除時(shí)的反電勢(shì)如表22所示。 旁路接地式漏電保護(hù)的缺點(diǎn)如下:(1)對(duì)故障種類的反應(yīng)能力不全面，只能保護(hù)人身觸及一相和=定范圍內(nèi)的單相漏電，對(duì)其他種類的漏電故障不起保護(hù)作用。目前利用零序電流的大小和方向所構(gòu)成的選擇性漏電保護(hù)裝置，已成功地用于煤礦660kV電網(wǎng)的漏電保護(hù)。井下若不顧安全，盲目生產(chǎn)可能釀成重大惡性事故。短路閉鎖問題自動(dòng)復(fù)電所必需的短路閉鎖與傳統(tǒng)的井下過流保護(hù)中的短路閉鎖有很大區(qū)別。 (4)兼有方向保護(hù)的自動(dòng)復(fù)電式漏電保護(hù)為了使保護(hù)性能更加理想，可以在自動(dòng)復(fù)電漏電保護(hù)系統(tǒng)中增加零序功率方向漏電保護(hù)單元。智能磁力啟動(dòng)器的漏電保護(hù)一般用大致有漏電閉鎖保護(hù)，漏電閉鎖主要用在低壓網(wǎng)絡(luò),其作用是對(duì)電動(dòng)機(jī)及供電電纜的絕緣水平進(jìn)行合閘前的監(jiān)視,當(dāng)絕緣值降到規(guī)定值以下或發(fā)生漏電時(shí),漏電閉鎖保護(hù)裝置動(dòng)作,將控制開關(guān)或磁力啟動(dòng)器閉鎖,使之不能送電。設(shè)計(jì)電路中的電壓，電流信號(hào)模擬出漏電故障時(shí)支路零序電壓、零序電流。為初級(jí)，N2為輸出功率。反之，功率越小，效率也就越低。電流表相當(dāng)于電流互感器小負(fù)載（阻抗?。y(cè)量裝置。W7900系列為負(fù)電壓輸出，除功能電極位置有差異外與W7800系列的應(yīng)用電路一致。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)輸出的電壓超出了A/D轉(zhuǎn)換的輸入電壓，通過并聯(lián)電阻分流再串電阻分壓彌補(bǔ)了設(shè)計(jì)中計(jì)算、誤差產(chǎn)生的偏差，成功獲得了設(shè)想的漏電信號(hào)。本人將以勤奮認(rèn)真的工作態(tài)度、自強(qiáng)不息的人生追求，努力成為一個(gè)對(duì)學(xué)校、社會(huì)、國家有貢獻(xiàn)的人，作為對(duì)他們最大的回報(bào)。很多人都認(rèn)識(shí)到了這一點(diǎn)。因此，任何一路負(fù)載的負(fù)序阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)高與系統(tǒng)的。而且，它能適用于經(jīng)消弧線圈接地故障和高電阻接地故障。然而，在諧振接地系統(tǒng)里，流經(jīng)故障接地支路的電流很小。(3)該方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。LM393 系列可直接與 TTL 及 CMOS 邏輯電路接口。為此常采用全波整流電路，最常見的就是單相橋式整流電路。按照變壓器的原理運(yùn)行。變壓器的鐵損包括兩個(gè)方面。V1V2實(shí)驗(yàn)中由電流互感器和電壓互感器獲的的信號(hào)模擬漏電時(shí)的零序電流和零序電壓，如圖34從變壓器二次側(cè)獲的15V的電壓的電路中獲得。分開關(guān)處的漏電保護(hù)裝置根據(jù)此特點(diǎn)來區(qū)分故障支路，實(shí)現(xiàn)橫向選擇性。該要求可由特地設(shè)計(jì)的儲(chǔ)能延時(shí)電路來滿足，當(dāng)停電時(shí)間較長(＞10s)時(shí)，儲(chǔ)能延時(shí)電路因能量耗盡而失效，從而閉鎖了重合閘的起動(dòng)電路，因此，當(dāng)上級(jí)停電后再送電時(shí)，各下級(jí)開關(guān)就不會(huì)自動(dòng)合閘。 由于總開關(guān)采用帶重合閘的真空饋電開關(guān)，故可滿足對(duì)保護(hù)系統(tǒng)快速性的要求。動(dòng)作值受電源電壓波動(dòng)的影響較大和對(duì)整流管的反向電壓要求較高(﹥)是這種保護(hù)方式的缺點(diǎn)，因此它只在電壓較低的地方使用，如在127V煤電鉆綜合保護(hù)中采用構(gòu)成. 利用漏電時(shí)零序電壓的大小來反應(yīng)電網(wǎng)對(duì)地的絕緣程度，當(dāng)零序電壓大到一定程度，就使饋電開關(guān)跳閘，這就是零序電壓式漏電保護(hù)的原理。正確地選出故障相是實(shí)現(xiàn)旁路接地的技術(shù)關(guān)鍵，目前比較可靠的選相方法有兩種:一種是自然選相法，即利用故障相電壓最低的特點(diǎn)選擇故障相。 (3)單純?cè)O(shè)置延時(shí)環(huán)節(jié)來達(dá)到縱向的選擇性，將使安全性進(jìn)一步降低。(2)真實(shí)整定值的選擇根據(jù)上面的分析，,就可以將虛設(shè)整定值變?yōu)檎鎸?shí)整定值，其實(shí)不然，這就是方向保護(hù)動(dòng)作值整定的復(fù)雜所在。 (2)在混合式供電單元中，若較長的干線發(fā)生略小于整定值的漏電，而其他短支路的對(duì)地電容又遠(yuǎn)小于該干線時(shí)，則實(shí)際渡過零序電流互感器的零序電流就非常小，只能達(dá)到幾個(gè)毫安，這種數(shù)量級(jí)的電流很容易被電網(wǎng)參數(shù)不對(duì)稱、保護(hù)元件參數(shù)誤差及其他干擾而引起的零序電流所淹沒，因而無法鑒別。利用零序電流或零序電壓的幅值大小來判斷保護(hù)的供電單元內(nèi)是否發(fā)生漏電，同時(shí)利用各支路的零序電流與零序電壓的相位關(guān)系來判斷，而后動(dòng)作，有選擇地切除放障支路的電源。(4)這種保護(hù)方式對(duì)電動(dòng)機(jī)斷電后加于電網(wǎng)上的反電勢(shì)的危害無能為力。因此，這種保護(hù)方式的動(dòng)作電阻值，不應(yīng)受電網(wǎng)對(duì)地阻抗不平衡的影響，在設(shè)計(jì)保護(hù)電路時(shí)，應(yīng)設(shè)法不讓交流電流通過直流繼電器ZJ。在目前國內(nèi)外技術(shù)水平的條件下，只靠一種保護(hù)方式已不能構(gòu)成針對(duì)一供電單元的完善的漏電保護(hù)系統(tǒng)。由于靈敏性用靈敏度系數(shù)來表示，它決定于在被保護(hù)范圍內(nèi)金屬性接地時(shí)接地電流的計(jì)算值與保護(hù)裝置動(dòng)作電流值的比值。70