【文章內(nèi)容簡介】 火花不應(yīng)引起瓦斯和煤塵爆炸。(2)由于附加直流電源的存在，電網(wǎng)對地電容總是充滿電的，在發(fā)生單相接地或漏電故障時(shí)，放電火花能量應(yīng)小于引起瓦斯或煤塵爆炸所需的最小能量。電網(wǎng)停電后，工人可能進(jìn)行電氣設(shè)備的維修工作，如果直流檢測電壓過高，一旦人身接觸，便可能發(fā)生觸電危險(xiǎn)。因此，檢測電壓不宜過高。本著以上幾條原則，根據(jù)爆炸環(huán)境電氣設(shè)備“本質(zhì)安全性電路和電氣設(shè)備”規(guī)程，有關(guān)礦用I類電氣設(shè)備對電容性電路的規(guī)定，電容量C和最小點(diǎn)燃電壓U曲線，，所設(shè)計(jì)的直流工作電壓為100/=40V。利用三相調(diào)壓器，測試75%UN、UN、115% UN時(shí)的電壓值如表22所示。表22不同電壓下漏電信號的測試值U~/VUA/VUB/VUC/UD/UE/425055從上述表中的數(shù)據(jù)分析可知，當(dāng)電網(wǎng)電壓在75%UN115% UN內(nèi)波動(dòng)時(shí)，直流檢測電壓40V比較穩(wěn)定的。此外，還要考慮到直流檢測電流也不宜過大，當(dāng)發(fā)生電網(wǎng)單相接地時(shí)，直流檢測回路電流為：I=U/∑Ri=40V/= (213)式中∑Ri為附加直流檢測系統(tǒng)內(nèi)部回路電阻由圖25可得，∑Ri= R2+ RPM= KΩ，滿足本回路的要求。漏電閉鎖動(dòng)作電阻值是根據(jù)漏電動(dòng)作值確定的，而漏電動(dòng)作值的確定是一保證人身觸電的安全性為前提的。在如圖25所示的電網(wǎng)中，假設(shè)：ra=rb=rc=r，根據(jù)安全規(guī)程規(guī)定，我國煤礦井下人身觸電安全電流值為30mA。在不考慮電網(wǎng)電容的情況下，流過的人體電流為： （214）式中，Ih為流過人體的電流，U為電網(wǎng)相電壓，r為電網(wǎng)沒相對地漏電電阻(三相對稱)，Rh為人體電阻，取1 KΩ。圖24 人身觸電電流計(jì)算圖在6kV供電電壓下，流過人體電流按30mA計(jì)算，便可確定出允許的電網(wǎng)最低漏電電阻值為rmin=3U/Ih=600kΩ (215)考慮到三相電網(wǎng)的漏電阻對直流而言為并聯(lián)通路，則漏電動(dòng)作電阻值Rse=rmin/3=200kΩ （216） 實(shí)際采用200k 0，從而得漏電閉鎖的動(dòng)作電阻值為400 kΩ。該系統(tǒng)適用于6kV電壓等級的電網(wǎng)，它是通過在程序中設(shè)置不同的比較值來實(shí)現(xiàn)的。 系統(tǒng)試驗(yàn): 依據(jù)附加直流電源檢測的保護(hù)原理及所設(shè)計(jì)的直流電源，當(dāng)電網(wǎng)電壓為6kV時(shí)，而對地電容分別為0. 1υF和1υF時(shí)，、24所示表23對地電容 C=，UL與RL的對應(yīng)值RL/ KΩUL/VRL/ KΩUL/V01202027040680801000表24對地電容C=1μF，UL與RL的對應(yīng)值RL/ KΩUL/VRL/ KΩUL/V 01202027040680801000上表的測試數(shù)據(jù)可見:(1)電網(wǎng)對地電容對附加直流檢測沒有影響，即它不會影響漏電閉鎖動(dòng)作電阻值。(2)可用U的高低來間接反映電網(wǎng)的絕緣水平。 由漏電閉鎖電阻值R,=400k Q，可得出漏電閉鎖門檻電壓U,=23. 7V。將人為加設(shè)的滑線變阻器的阻值慢慢下降時(shí)，系統(tǒng)即模擬電網(wǎng)發(fā)生漏電故障，顯示屏顯示“06”，即第六號供電單元發(fā)生漏電。試驗(yàn)結(jié)果如表25所示:表25 不同電壓下漏電閉鎖測試值電壓/V單相閉鎖電阻值單相解鎖電阻值要求值KΩ測試值KΩ要求值KΩ測試值KΩ≤400+8420＜600UN≤400+8＜600430 UN≤400+8＜600表中數(shù)據(jù)為10次測量平均值，由測試值可以看出閉鎖電阻值符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 群體比幅比相法該方法是先對零序電流進(jìn)行比較，選出幾個(gè)幅值較大的作為候選(希望通過選大的電流來避免然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相位比較，“時(shí)針效應(yīng)”，但實(shí)際上不能完全避免)，選出方向與其它不同的，即為故障選線。該方法在一定程度上解決了前兩種方法存在的問題，但同樣不能排除電流互感器不平衡電流及過渡電阻大小的影響。 零序功率方向法 零序功率方向保護(hù)原理利用故障線路零序電流滯后零序電壓900非故障線路零序電流超前零序電壓90。的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)的。目前采用這一原理實(shí)現(xiàn)故障選線的裝置在實(shí)際電網(wǎng)中應(yīng)用較多，但對中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)該原理失效。 五次諧波分量法 檢測五次諧波大小和方向的方法基于以下理論:由于故障點(diǎn)、線路設(shè)備非線性影響，故障電流中存在著諧波信號，根據(jù)諧波在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的分布和保護(hù)的要求，使用五次諧波分量為益。由于消弧線圈是按照基波整定的，即有L≈1/C，所以5L1/5C，即消弧線圈對五次諧波的補(bǔ)償作用僅相當(dāng)于工頻時(shí)的1/25，可忽略它對五次諧波產(chǎn)生的補(bǔ)償效果。因此可根據(jù)故障線路的五次諧波電流比非故障線路的都大，且方向相反的特點(diǎn)達(dá)到選線目的。該方法的缺點(diǎn)是五次諧波含量較小(小于故障電流的10% )，且在有間歇性電弧現(xiàn)象時(shí)不穩(wěn)定。 各次諧波平方和法 各次諧波平方和法是先將零序故障電流中的3, 5, 7等諧波分量求和，然后比較各條線路電流幅值的大小，選出幅值最大的即為接地線路。該法雖然能在一定程度上克服單次諧波信號小的缺點(diǎn)，卻不能從根本上解決問題，因?yàn)樨?fù)荷中的五次諧波源、電流互感器中不平衡電流和過渡電阻的大小，均會影響選線精度。 首半波法 首半波原理是基于接地故障發(fā)生在相電壓接近最大值瞬間這一假設(shè)，它利用故障線路暫態(tài)零序電流和電壓初始階段極性有一段時(shí)間相反的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)選線。但故障發(fā)生在相電壓過零值附近時(shí)首半波電流的暫態(tài)分量值很小，所以該原理不能反映相電壓較低時(shí)的接地故障。且受接地過渡電阻影響較大同時(shí)也存在工作死區(qū)。 小波分析法 小波分析可對信號進(jìn)行精確分析，特別是對暫態(tài)突變信號和微弱信號的變化較敏感，能可靠地提取故障特征。根據(jù)小波變換的模極大值理論可知，出現(xiàn)故障和噪聲會導(dǎo)致信號奇異，而小波變換的模極大值點(diǎn)對應(yīng)著采樣數(shù)據(jù)的奇異點(diǎn)，由于噪聲的模極大值隨著尺度的增加而衰減，所以經(jīng)過適當(dāng)?shù)某叨确纸夂?，即可忽略噪聲影響得到較理想的暫態(tài)短路信號，小波變換是把一個(gè)信號分解成不同尺度和位置的小波之和，利用合適的小波和小波基對暫態(tài)零序電流的特征分量進(jìn)行小波變換后，易看出故障線路上暫態(tài)零序電流特征分量的幅值包絡(luò)線高于非故障線路的，且其特征分量的相位也與非故障線路相反，這樣就能構(gòu)造出利用暫態(tài)信號的選線判據(jù)。 拉路法 小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置發(fā)出報(bào)警信號，此時(shí)斷路器不跳閘。值班人員聽到報(bào)警信號后，逐次斷開各線路的斷路器，當(dāng)斷開某一線路時(shí)，若報(bào)警信號不消失，則表明該線路不是故障線路，立即合上斷路器，恢復(fù)供電。若報(bào)警信號消失，則該線路即為故障線路。此方法的缺點(diǎn)是故障后需短時(shí)停電才能確定故障支路，與小電流接地系統(tǒng)供電可靠性高的優(yōu)點(diǎn)相違背。 注入信號尋跡法利用單相接地時(shí)原邊被短接、暫時(shí)處于不工作狀態(tài)的故障相電壓互感器向接地線路注入一個(gè)特定的電流信號(不同于故障時(shí)線路中己有的信號特征)，由于注入信號會沿著接地線路經(jīng)接地點(diǎn)注入大地，用信號電流探測器在開關(guān)柜后對每一條出線進(jìn)行探測，探測到注入信號的線路即故障線路。該方法利用處于不同工作狀態(tài)的接地相電壓互感器TV注入信號，不增加一次設(shè)備，不影響系統(tǒng)運(yùn)行，但注入信號的強(qiáng)度受電壓互感器容量限制，接地電阻較大時(shí)線路上分布電容會對注入的信號分流，給選線和定點(diǎn)帶來干擾。如果接地點(diǎn)存在間歇性電弧現(xiàn)象，注入的信號在線路中將不連續(xù)且會破壞信號特征，給檢測帶來困難。 注入變頻信號法 對“注入信號尋跡法”高阻接地時(shí)存在的問題，應(yīng)用注入變頻信號法可較好地解決。其原理是考慮故障后位移電壓大小的不同，選擇是向消弧線圈電壓互感器副邊注入諧振頻率恒流信號，還是向故障相電壓互感器副邊注入頻率為70Hz的恒流信號，然后監(jiān)視各出線上注入信號產(chǎn)生的零序電流相角、阻尼率的變化，比較各出線阻尼率的大小，再計(jì)及線路受潮及絕緣老化等因素可選出故障線路。但當(dāng)接地電阻較小時(shí)，信號電流大部分都經(jīng)故障線路流通，導(dǎo)致非故障線路上阻尼率誤差較大。 基于模式識別的選線方法其原理是將故障后各線路的零序電流看成某類故障的一個(gè)模式，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對樣本的訓(xùn)練與學(xué)習(xí)判斷此故障模式所屬類別選線。此方法本質(zhì)上是對信息的并行處理，具有較強(qiáng)的自適應(yīng)性和容錯(cuò)性，比傳統(tǒng)的群體比幅比相的選線方法更為有效，即有更高的精度。但此種理論仍不成熟，實(shí)現(xiàn)困難，有待進(jìn)一步研究。目前隨配電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，為選線技術(shù)提出了新的要求，需要研究基于就地測量量的保護(hù)方法?，F(xiàn)場運(yùn)行表明:上述方法都或多或少的存在一定的局限性，如: ( 1)單相接地時(shí)，接地電容電流的暫態(tài)分量往往較其到幾十倍，若提取暫態(tài)信號中的特征分量則有望顯著提高選線精度。(2)目前，在能獲得零序電流情況下的選線理論是比較完善的，但我國電力系統(tǒng)中只裝設(shè)兩相CT的架空出線的數(shù)量很大，在許多情況下難于獲得零序電流，多數(shù)選線方法失效。雖然負(fù)序電流選線可以發(fā)揮效應(yīng)，但這種方法會受到不對稱負(fù)荷和單相沖擊負(fù)荷的影響。所以對只有兩相裝CT的出線適用的選線原理還有待于進(jìn)一步研究。(3)近年來，利用各種故障信息，把各種保護(hù)綜合起來考慮的方法，如信息融合技術(shù)等正在引起人們的關(guān)注，這些研究剛剛起步，占主導(dǎo)的仍是最基本的故障選線方法。 零序有功功率法 電網(wǎng)的線路及消弧線圈對地有電導(dǎo)，故障電流中含有有功分量，非故障線路和消弧線圈產(chǎn)生的有功分量方向相同且都經(jīng)過故障點(diǎn)返回，因此利用故障線路有功分量比非故障線路有功分量大且方向相反的特點(diǎn)可選出故障線路。對于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，該保護(hù)原理實(shí)質(zhì)上是零序功率方向保護(hù)原理的延伸，但經(jīng)過上述處理后，相當(dāng)于將原有的零序電壓、零序電流的比相范圍從原有的90。擴(kuò)大到180“從而創(chuàng)造了更好的選線條件。對中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，目前主要采用消弧線圈串聯(lián)電阻運(yùn)行的派生接地方式，且消弧線圈本身的有功成分較大(實(shí)測單相接地時(shí)其有功電流達(dá)1^2A)，發(fā)生單相接地故障時(shí)，非故障線路不與消弧消弧線圈構(gòu)成低阻抗回路，故其零序電流為本身的接地電容電流。故障線路經(jīng)接地點(diǎn)與消弧線圈構(gòu)成低阻抗回路，所以其零序電流為所有非故障線路的接地 選擇性漏電保護(hù)裝置的基本要求 選擇性漏電保護(hù)是指當(dāng)電網(wǎng)的某一支路發(fā)生漏電故障時(shí)，漏電保護(hù)系統(tǒng)僅使開關(guān)切斷漏電故障所在支路，并保證非漏電故障支路正常供電。它大大減小了由漏電故障而引起的停電范圍，提高了供電的可靠性。此外，選擇性漏電保護(hù)還有助于尋找漏電故障，便于迅速處理，有利于提高生產(chǎn)效率。選擇性漏電保護(hù)裝置的基本要求主要有四個(gè)方面:(1)選擇性選擇性是指當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，漏電保護(hù)裝置能判斷出故障線路。設(shè)計(jì)中這項(xiàng)功能是通過對三相供電線路每相的電流進(jìn)行采集、處理和比較來完成的。(2)速動(dòng)性當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，漏電保護(hù)裝置能快速的采集到故障信號，并驅(qū)動(dòng)斷路器完成保護(hù)動(dòng)作，以提高礦山供電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，縮小故障對供電網(wǎng)絡(luò)的損壞程度。(3)靈敏性漏電保護(hù)的靈敏性是指，對于其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。滿足靈敏性要求的保護(hù)裝置應(yīng)該是在事先規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，不論漏電點(diǎn)的位置、漏電的類型如何，都能敏銳感覺，正確反應(yīng)。保護(hù)裝置的靈敏性，可以用靈敏系數(shù)來衡量，通常記為Ksen，它主要取決于被保護(hù)元件和供電系統(tǒng)的參數(shù)和運(yùn)行方式。 (4)可靠性保護(hù)裝置的可靠性是指，對于任何一個(gè)保護(hù)系統(tǒng)，在為其規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)，它不應(yīng)該拒絕動(dòng)作(簡稱拒動(dòng))。而在其它任何情況下，包括系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)或發(fā)生了該保護(hù)裝置不應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)，則不應(yīng)該錯(cuò)誤動(dòng)作(簡稱誤動(dòng))?？煽啃灾饕轻槍ΡＷo(hù)裝置