【文章內(nèi)容簡介】 以危及人身和礦井安全，如果發(fā)生單相直接接地，短路電流更大。 m1I / ( 3 ) 6 6 0 / ( 3 1 0 0 0 ) 0 . 3 8 3 8 0a l m aV R A m A? ? ? ? ?2022/2/8 中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系 53 一、井下低壓供電系統(tǒng)的基本特點 2. 以一臺動力變壓器為一個相對獨立的供電單元 。 只要對一個小供電系統(tǒng)單元能設(shè)置一套完善的漏電保護系統(tǒng) ， 就可以解決所有電網(wǎng)的漏電保護問題 。 3. 動力電壓等級為 380V、 660V、 1140V三種 。 其中 660V和 1140V電壓等級應(yīng)用最多 ， 綜采礦井一般為 1140V， 一些更高等級的電壓正在試驗中 。 4. 低壓線路全部由電纜組成 。 在電路分析過程中不能忽略電網(wǎng)對地的電容 。 電網(wǎng)對地電容是分散的 ， 但為了方便分析 ， 一般用集中性電容代替 。 660V電網(wǎng) ， C的數(shù)值在 0～ 1uF， r在 60～300kΩ。 2022/2/8 中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系 54 二、井下低壓電網(wǎng)的漏電分析 理論分析的目的：求出發(fā)生漏電后 各相對地電壓 、 入地電流 、 零序電流和中性點的對地電壓或零序電壓 的數(shù)學(xué)表達式 ， 并討論其隨電網(wǎng)參數(shù) 、 漏電程度的變化規(guī)律 。 1. 單相漏電分析 (1) 井下低壓供電單元發(fā)生單相漏電電路圖如圖： Rtr為 L1相漏電過渡電阻，變化范圍在 0～ 11K Ω L3L2L1TC1r1C2r2C3r3VzsNV 1 3V 1 2V 1 1gIg3 Ig2Ig1Rtr3IzsVg1 Vg3Vg2Igr等效電路圖 Vl 1Vl2Vl3L1L2L3RtrZzsZzsZzsN N’V N’ NIg3Ig2I ”g 1Ig1Vg3Vg2Vg11. 單相漏電分析 (2) 1. 單相漏電分析 (3) N點為變壓器的中性點， N’為大地，在 L1相發(fā)生單相漏電時，過渡電阻為 Rtr。 當未發(fā)生單相漏電時，電路為三相對稱，即 VNN’＝ 0，無零序電壓，也沒有零序電流。三相對地只有較小的對稱的各相對地泄漏電流，在大地中達到平衡。 電網(wǎng)每相對地阻抗 Zzs： rcjrj Xcrj XcrZ z s????????1)()(1. 單相漏電分析 (4) 發(fā)生單相漏電時，等于在 L1相 Zzs上并聯(lián)一個 Rtr，此時電網(wǎng)三相不再對稱。 L1相 Zzs’=Zzs//Rtr。 用戴維南等效原理（看作二端網(wǎng)絡(luò)），得零序電壓： 39。39。1 39。 2 321 1 39。 1 39。39。/ / /1 / 39。 1 / 1 /2NN N Nl z s l z s l z sl z s l z s l z sz s z sV zs V VV Z V Z V ZZ zs Z zs Z zsV Z V Z V ZZZ??? ? ????????????001 2 0 2 2 4 01 3 1 3e e2 2 2 2jj jj??? ? ? ? ? ? ? ?將 Zzs’=Zzs//Rtr帶入，得到： 1. 單相漏電分析 (5) R t rZzslVZzsZ z s R t rzsZlVzsZlVZ z s R t rR t rZzsR t rZzsZzsR t rZzsR t rZzslVlVZzslVV NN31311)1(2)11(1222239。???????????????????????????????各相零序電流為 故障相對地電壓 1. 單相漏電分析 (6) 13V z s V lI z sZ z s Z z s R tr???? ? ??R t rZ z slVR t rVVVVVVVVlNNlgNNgl313zs139。1139。11??????????????????非故障相對地電壓 電網(wǎng)經(jīng) Rtr入地的漏電電流為 133)1(133)1(332222lVR t rZzsR t rZzszsVVVlVR t rZzsR t rZzszsVVVlglg????????????????????????zsIR t rZ z slVR t rgVIg????????? 3313111. 單相漏電分析 (7) 單相漏電分析 (8) 發(fā)生單相漏電各相對地電壓向量關(guān)系變化如圖： NN ’VoV l 2V l 3V l 1V g 3V g 1V g 22. 兩相漏電分析 (1) 兩相漏電等效電路如圖： V l 1V l 2V l 3L 1L 2L 3R t rZ z sZ z sZ z sN N ’V N ’ NI g 3I ” g 2I ” g 1I g 1V g 3V g 2V g 1R t rI g 22. 兩相漏電分析 (2) 兩相漏電分析方法同單相漏電分析。 零序電壓為： 39。239。/139。/139。/1/339。/239。/1112139。39。Z z sZ z sZ z sZ z sZ z sZ z sZ z sZ z sZ z slZ z slZ z sllllNNNNVVVVVVVVV z s????????????????????????????將 Zzs’=Zzs//Rtr帶入，得到： R t rZzslVZzsZ z s R t rzsZlVzsZlVZ z s R t rR t rZzsR t rZzsZzsR t rZzsR t rZzslVZzslVV NN321)1(321)1(1)1(211)1(22222239。??????????????????????????????????各相零序電流為 故障相對地電壓 2( 1 ) 123V z s V lI z sZz s Zz s R tr???? ?? ? ??21 1 39。2222 2 39。22( 1 )( 1 ) 123( 1 ) 3123( 1 )( ) 123( 1 ) 3123g l N Ng l N NZ z sV V V V lZ z s Rt rZ z s Rt rVlZ z s Rt rZ z sV V V V lZ z s Rt rZ z s Rt rVlZ z s Rt r??????? ? ? ??? ? ? ???? ? ? ???????? ? ? ??????非故障相對地電壓 電網(wǎng)經(jīng) Rtr入地得電流 2332( 1 )( ) 123( 2 1 ) 3123glZzsV V V zs V lZzs R trZzs R trVlZzs R tr??? ? ?? ? ? ???? ? ? ??? ? ???21222221 ( 1 ) 31232 ( 1 ) 3123ggV g Z zs RtrI V lRtr Z zsRt r RtrV g Z zs RtrI V lRtr Z zsRt r Rtr???????????? ? ????? ? ??zsIlVR t rZ z sIII gggr???????????? 3132)1(3 221?電網(wǎng)入地總漏電電流為： 2022/2/8 中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系 69 兩種漏電分析比較 （ 1）兩種故障下零序電壓與各相對地電壓的向量關(guān)系基本相似 ； （ 2）在相同的電網(wǎng)參數(shù)和故障條件（ Rtr）下， 單相漏電的零序電壓和零序電流的有效值大于兩相漏電 ； （ 3）在中性點絕緣的電網(wǎng)發(fā)生單相漏電、兩相漏電等不對稱故障時，必產(chǎn)生一定大小和相位的零序電壓和零序電流 ，而故障處的各相對地電壓則分別等于各相正常時的相電壓與零序電壓的向量和， 電網(wǎng)線電壓仍保持對稱 。 2022/2/8 中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系 70 兩種漏電分析比較 （ 4） 當兩相漏電過渡電阻 Rtr?0時 ，電網(wǎng)就發(fā)生兩相接地短路， 成為短路加漏電的復(fù)合型故障 。而對于中性點對地絕緣的系統(tǒng)，發(fā)生單相直接接地故障時，由于接地電流很小，不屬于短路故障，而屬于漏電故障。 2022/2/8 中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系 71 漏電分析 工程實際中，井下低壓電網(wǎng)發(fā)生兩相漏電的幾率遠遠小于單相漏電，其故障程度也比單相漏電輕。單相漏電故障約占漏電故障總數(shù)的 85% 左右，而相當一部分（＞ 30%）的單相漏電故障不及時切除，將發(fā)展為更嚴重的短路故障。因此井下低壓電網(wǎng)漏電故障研究主要針對單相漏電。 2022/2/8 中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系 72 167。 24 漏電保護 漏電保護的 目的 是通過切斷電源的操作來防止人身觸電傷亡和漏電電流引爆沼氣煤塵。保護方式有： 附加直流電源檢測式漏電保護 利用三個整流管的漏電保護 零序電壓式漏電保護 零序電流式漏電保護 零序功率方向式漏電保護 旁路接地式漏電保護 2022/2/8 中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系 73 一、對漏電保護的要求： 全面、安全、可靠、靈敏、有選擇性 1. 全面 ：指保護范圍應(yīng)覆蓋整個供電單元，沒有動作死區(qū)，無論供電單元內(nèi)何處發(fā)生何種類型的漏電故障（對稱或不對稱的），都能起到保護跳閘作用。另一個要求是，無論設(shè)備或電網(wǎng)處于什么狀態(tài)（合閘前、合閘后、合閘過程中），當發(fā)生漏電故障應(yīng)能起相應(yīng)的保護作用，或切斷電源，或閉鎖送電開關(guān)，禁止對故障設(shè)備或線路送電。 167。 24 漏電保護 (1) 2022/2/8 中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系 74 一、對漏電保護的要求 (2) 2. 安全 ：即要求滿足 30mAs安秒值的規(guī)定。從最嚴重的觸電事故發(fā)生到電源被切除的時間乘以流過人體的電流，其乘積應(yīng) 不超過 30mAs。因此一方面要提高保護裝置的動作速度，另一方面降低通過人身的觸電電流。應(yīng)保證在切斷電源或發(fā)生間歇性漏電時，接地點的漏電火花能量 小于 。 2022/2/8 中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系 75 一、對漏電保護的要求 (4) 3. 保護可靠 ：一指保護裝置本身有較高的可靠性，二指保護性能要可靠，當本供電單元發(fā)生漏電故障時，它一定動作，而本單元以外的任何故障，它一定不動作。 4. 動作靈敏 ：指保護裝置對故障的反應(yīng)能力，在發(fā)生最輕漏電故障時也能可靠動作，即靈敏度高。 5. 選擇性 ：是保護系統(tǒng)的一個重要參數(shù)，要求在供電單元中只切除故障部分的電源，而不切除非故障部分的電源。確保在發(fā)生故障時停電的范圍盡可能小。 2022/2/8 中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系 76 二、漏電保護原理 1. 附加電源直流檢測式漏電保護 1）保護原理：電網(wǎng)發(fā)生漏電故障，最容易檢測到電網(wǎng)各相對地絕緣電阻的下降。通過在電網(wǎng)上附加一直流電源的方式，檢測電網(wǎng)對地的絕緣阻抗，判斷是否發(fā)生漏電故障。 CCBAN1L2Lk ΩKDC3r3C2r2C1r1+TI 附加電源直流檢測式漏電保護電氣原理圖 2022/2/8 中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程系 78 附加直流電源檢測漏電保護 (2) 直流電源 V通過三相電抗器 1L所組成的人為中性點（也可通過變壓器中性點）加在三相電網(wǎng)與大地之間，直流電流 I由電源正極流出入地，經(jīng)