CN101026295A - 中性点不接地系统低压漏电保护方法及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及漏电保护领域，具体是一种用于煤矿井下，中性点不接地系统低压漏电保护方法及其设备。它采用集中控制模式，把各支路开关的零序电流集中到一个设备内，设备同时控制各支路开关和总开关。它消除了原有技术中支路开关和总开关的漏电判据不统一、反应的漏电电阻的零序电压受系统电压变化和系统电容变化的影响造成误动因素；它综合应用零序电流突变量法、零序电流零序电压相位法和零序电流相对大小比相法三种算法，并根据它们的优缺点，结合系统的具体情况自动选择一种算法，在决策过程中根据决策情况自动进行算法转换。在发生多条支路漏电时，通过分析漏电支路的漏电程度，先跳漏电电流大的支路，从而解决了分散性漏电问题。

Description

中性点不接地系统低压漏电保护方法及其设备

所属技术领域

本发明涉及漏电保护领域，具体是一种用于煤矿井下中性点不接地系统低压漏电保护方法及其设备。

背景技术

在煤矿井下，低压380V、660V和1140V电压均为中性点不接地系统，漏电是最常见的故障。

衡量漏电的二个指标是漏电电阻值和动作时间。由于漏电电阻值受很多因素的影响，而动作时间要求很短(30ms以内)，因而原有技术未能真正解决低压漏电保护问题。

原有低压漏电保护设备，均采用分散控制模式：检测总线漏电的检漏继电器是单台的防爆设备，检测支路漏电的保护单元安装在各支路的防爆开关内，检漏继电器和漏电保护单元采用的原理不一致，之间电气上没有任何联系。

支路开关内安装的漏电保护单元，其作用是当某一支路发生漏电时，跳开支路开关。其工作原理如下：用零序电压反应漏电电阻，用零序电流和零序电压相位关系判断故障支路。正常情况下，系统零序电压和零序电流均为零。当系统发生漏电时，系统产生零序电压，各支路产生零序电流。决定是否漏电跳闸的原理：零序电压和漏电电阻有一定的关系： $\stackrel{.}{U}0=\stackrel{\·}{E}j\mathrm{Xc}/(3R-\mathrm{jXc}),$ 当系统电容和电网电压不变的情况下，漏电电阻小，零序电压高，保护单元就是根据零序电压来反应漏电电阻的。当零序电压达到一定值(即漏电电阻小到动作值)时，即认为漏电。决策漏电支路原理：系统发生漏电，非漏电支路零序电流方向从母线流向线路，超前零序电压90°；漏电支路的零序电流方向由线路流向母线，滞后零序电压90°。保护单元就是根据漏电支路和非漏电支路的零序电流与零序电压的相位关系不一样决策漏电支路，这就是“零序电流和零序电压相位法”原理，也即“零序功率方向”原理。

总线开关上安装的检漏继电器。其作用是当总开关和支路开关之间发生漏电，或支路发生漏电而安装在支路上的保护单元保护拒动时，检漏继电器跳总开关。其工作原理是附加直流电压法：在电网中附加直流电压，当系统有漏电时，漏电点、电网变压器二次回路、电抗器(直流电源通过其加入系统，其要求感抗很大，电阻很小)和直流电源构成回路，根据欧姆定律，串联在回路中的直流电流表直接反应漏电电阻的大小。当漏电电阻小到动作值(检测到的直流电流大到动作值)时，经过一段时间延时，检漏继电器驱动跳总开关。

原有技术的缺陷：

1、支路开关上的保护单元用零序电压反应漏电电阻误差大。低压漏电的定值指标是漏电电阻。保护单元是通过零序电压来反应漏电电阻的。由零序电压的计算公式 $\stackrel{.}{U}0=\stackrel{\·}{E}j\mathrm{Xc}/(3R-\mathrm{jXc})$ 可知：零序电压不仅与漏电电阻R有关，而且和系统容抗Xc、电网电压E有很大的关系。电压的影响是显而易见的，系统电容的影响更大。在相同电压下，系统电容分别在0.1μF和1μF时，在《MT189-88》规定的漏电电阻动作值，其零序电压在各种电压等级下至少相差二倍。由此可见，用零序电压反应漏电电阻的精度很差，根本达不到标准《MT189-88》的要求：电容变化(0.1～1μF)时，电网电压变化(75％～110％)时，动作电阻误差不大于20％。

2、检漏继电器和漏电保护单元对漏电电阻的测量方法不同，是原有技术误动的主要原因之一。

漏电保护的另一个重要指标是动作时间，《MT189-88》和《JB6314》中规定：第一级保护无补偿漏电保护设备的动作时间不大于30ms。第二级保护延时250ms。在这里，支路开关内安装漏电保护单元是第一级保护，动作时间要满足30ms的要求，而检漏继电器是第二级保护，动作时间要满足250ms的要求。

检漏继电器采用“附加直流电压法”反应漏电电阻，其特点是直接，精度高，但是直流电压是经过电抗器加到电网中的(为了不改变中性点接地方式，要求直流电阻很小，交流感抗很大)，电流不能跃变，电流达到稳定值的时间长，能够满足检漏继电器250ms动作时间的要求，不能满足漏电保护单元30ms动作时间的要求。为此漏电保护单元只能是通过测量零序电压来估算漏电电阻，其特点是时间快，精度差，受系统电压和系统电容的影响很大。由于在同一系统中，总开并和支路开关漏电电阻测量方法不同，造成了动作不统一的误动。

3、“零序电流和零序电压相位法”判别支路漏电有缺陷。低压系统由于电压低，系统小，零序电流很小。零序电流是通过零序互感器采样的，电流很小时，零序电流互感器工作在拐点附近，其大小和相位误差都很大。这是使用“零序电流和零序电压相位法”原理时，没有漏电的短支路(没有漏电的短支路电容电流很小)容易误判的原因。

4、无法解决分散性漏电问题。原有技术由于采用分散控制模式，当系统出现二点漏电时，无法综合比较各漏电支路的漏电程度，从而进行比较判断，解决分散性漏电问题。分散性漏电保护是原来技术无法解决的问题。

5、智能性低压开关仍不能解决漏电保护问题：在一些单片机控制的低压开关中，总线和支路馈电开关中都带有漏电保护功能，其控制原理和前面提到的“检漏继电器”、“保护单元”原理完全一样。

发明内容

为了克服上述原有低压漏电保护技术的不足，本发明的目的是提供一种采用集中控制模式，具有分散性漏电保护功能的中性点不接地系统低压漏电保护方法及其设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种中性点不接地系统低压漏电保护设备，由零序电流检测单元、零序电压形成单元、信号转换单元、单片机电路、显示单元、出口单元和电源组成；零序电流检测单元安装在各支路开关内用于检测各支路的零序电流；零序电压形成单元在系统发生漏电时产生零序电压；信号转换单元将零序电流和零序电压的模拟信号转换成数字信号；单片机是设备的控制中心，它根据采集到的零序电流和零序电压，运用中性点不接地系统的低压漏电保护方法，作出漏电判断，并驱动出口单元，由出口单元控制支路开关和总线开关，同时将相应的信息通过显示单元显示，电源用于支持设备的工作。

一种适用于中性点不接地系统低压漏电保护方法，采用集中控制模式和综合应用多种算法。它把各支路开关的零序电流信号集中到上述的低压漏电保护设备内，这个设备同时控制各支路开关和总线开关。设备决策漏电支路时，根据零序电流和零序电压信号，综合应用零序电流突变量法、零序电流和零序电压相位法和零序电流相对大小比相法三种算法，并根据它们的优缺点，结合整个系统的具体情况自动选择一种算法；在决策过程中根据决策情况自动进行算法转换。

本方法通过零序电压反映了漏电电阻，但是还对零序电压进行了系统电容变化和系统电压变化的修正。利用煤矿操作规定低压系统每天需要做人工漏电试验的特点，在做试验时采集系统电容参数，以消除系统电容变化对零序电压的影响；同时利用人工漏电试验进行零序电流互感器的极性校验和漏电电阻测量误差修正，解决了现场零序电流互感器检查极性困难的问题，提高了漏电电阻的测量精度。设备通过监测电网电压，自动修正电网电压变化对零序电压的影响。

本方法通过比较漏电程度解决分散性漏电。系统总的漏电电阻小于漏电动作值，是因为有几条支路同时发生漏电的情况是分散性漏电。此时设备先跳漏电电流大的支路；跳开漏电程度最严重的支路后如系统漏电电阻仍小于漏电动作值，则继续跳余下漏电电流最大的支路，直至系统漏电电阻大于漏电电阻起动值，不会误跳总开关。

漏电保护决策过程具体如下：

(1)漏电监视：设备通过零序电压监视漏电电阻，当R≤r时，R为实测漏电电阻、r为漏电动作电阻值，设备认定系统发生漏电，计数器T开始计时，启动决策漏电回路程序；

(2)决策漏电回路：设备在决策漏电回路时，先检测投入的支路总数L，根据检测到的支路总数，进行支路总数是否L＞2的判别，分L＞2和L≯2二种情况；

a)L≯2：用零序电流和零序电压相位法决策漏电支路后，判别是支路漏电还是总线漏电；

a1)如果是总线漏电，则进入总线漏电操作步骤c)；

如果是支路漏电，则判断漏电支路数是否N＞1，即判断是不是分散性漏电；

a2)如果漏电支路数N≯1，判断到的漏电支路就是跳闸支路，直接进入步骤a3)；如果漏电支路数N＞1，则以“电容电流大者优先”的原则比较各支路电容电流Ic，漏电支路中电容电流大的支路就是跳闸支路，执行步骤a3)；

a3)发跳漏电支路开关指令，记录支路数L-1，再进行是否R≤r的判断；

如果R≤r不成立，则本次漏电处理结束；如果R≤r成立，则进行是否L＞0的判断，即判断是不是没有支路了；如果L≯0，则进入总线漏电操作步骤c)，跳总开关，本次漏电处理结束；如果L＞0，则返回重复执行步骤a)操作；

b)L＞2：用设定的基本算法决策漏电支路，判别是支路漏电还是总线漏电。基本算法是指设备根据实际工作状况和三个算法的优缺点自动判断认为最适合本系统的算法。

b1)如果是总线漏电，则进入总线漏电操作步骤c)；

如果是支路漏电，判断漏电支路数是否N＞1；

b2)如果漏电支路数N≯1，判断到的漏电支路就是要跳闸支路，直接进入步骤b3)；如果漏电支路数N＞1，则以“电容电流大者优先”的原则比较各支路电容电流Ic，电容电流Ic大的支路就是要跳闸支路，执行b3)；

b3)发跳漏电支路开关指令，记录支路L-1，再进行是否R≤r的判断，如果R≤r不成立，则本次漏电处理结束；如果R≤r成立，则进行是否L＞2的判断；

如果L≯2，则转入操作步骤a)；

如果L＞2，则进行是否H≥1.5判断，H＝跳闸后漏电电阻/跳闸前漏电电阻，用H值来判断设备动作正确与否的标准；

如果H≥1.5，则设备认为系统是分散性漏电，且有几条支路漏电电阻≤r，返回执行步骤b)；

如果H≯1.5，则设备认为该次判断错误，迅速转辅助算法重新判断，过程和上述一样，只是用的算法不同。辅助算法是设备认为适合本系统的备用算法；

c)总线漏电操作：当系统确定系统有漏电，计时器T开始计时。如果是总线漏电，则进行是否T≥t的判断，t是设置的总线跳闸延时时间，当设备认定是总线漏电，又满足T≥t，则发跳总开关指令。

有益效果

本发明的有益效果是：本设备利用计算机技术，智能化程度高，采用集中控制模式，同时控制各支路开关和总开关。因为采用了这种模式，总开关和支路开关统一了判据，消除了原有技术中因为判据不统一造成的误动；因为采用了这种模式“零序电流突变量法”、“零序电流相对大小比相法”才能得以应用，从而可以根据不同的情况，使用不同的判据；也是因为采用了这种模式，可以分析漏电支路的漏电程度，从而解决了分散性漏电问题。

本发明所述设备利用例行漏电试验，使用历史数据比较法，可以根据现场参数自动选择合适的算法；采集现场电容参数，可以修正系统电容对零序电压的影响，提高了装置漏电电阻的测量精度，为“零序电流突变量法”原理提供比较数据；进行零序电流互感器的极性校验和漏电电阻测量误差修正。

本发明所述设备通过监测电网电压，自动修正电网电压变化对零序电压影响。

本发明所述设备进行了隔爆处理，可用于煤矿井下具有甲烷和煤尘爆炸危险的场所。

本发明圆满地解决了煤矿井下中性点不接地系统低压漏电保护问题，大大提高了供电可靠性和自动化程度，有很好的社会效益和经济效益。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明进一步说明。

图1是本发明的中性点不接地系统的低压漏电保护设备的原理框图。

图2是本发明的中性点不接地系统的低压漏电保护方法的执行流程图。

1.零序电流检测单元，2.零序电压形成单元，3.信号转换单元，4.单片机电路，5.显示单元，6.出口单元，7.电源。

具体实施方式

1、设备构成：

一种中性点不接地系统低压漏电保护设备，由零序电流检测单元1、零序电压形成单元2、信号转换单元3、单片机电路4、显示单元5、出口单元6和电源7组成；零序电流检测单元1安装在各支路开关内用于检测各支路的零序电流；零序电压形成单元2在系统发生漏电时产生零序电压；信号转换单元3将零序电流和零序电压的模拟信号转换成数字信号；单片机4是设备的控制中心，它根据采集到的零序电流和零序电压，运用中性点不接地系统的低压漏电保护方法，作出漏电判断，并驱动出口单元6，由出口单元6控制支路开关和总线开关，同时将相应的信息通过显示单元5显示，电源7用于支持设备的工作。

2、漏电电阻的测试方法：

本设备采用集中控制模式，统一了漏电电阻判据：零序电压计算漏电电阻。但是和原有技术用零序电压反应漏电电阻有本质的区别：克服了其受系统电容变化和电网电压变化的影响的问题。不仅速度满足要求，而且系统电容变化和系统电压波动不会引起的精度误差和设备误动。

本设备利用煤矿操作规定低压系统每天需要做人工漏电试验，在做试验时采集系统电容参数，从而修正电容变化对零序电压的影响，以消除系统电容变化对漏电电阻的影响，从而保证标准《MT189-88》要求：系统电容变化(0.1～1μF)时，漏电动作电阻误差不大于20％。

本设备对电网电压进行实时监视，漏电时把实时电网电压情况下零序电压归算到额定电压的零序电压，从而消除了系统电压波动对零序电压的影响。超过了标准《MT189-88》的要求：电网电压变化(75％～110％)时，动作电阻误差不大于20％，达到电网电压任意变化时，动作电阻误差不大于20％。

3、采用的算法

本设备采用“零序电流和零序电压相位法”、“零序电流突变量法”和“零序电流相对大小比相法”三种原理综合判断，决策漏电支路。

(1)算法一：“零序电流突变量法”。发生漏电时，漏电支路和非漏电支路都出现零序电流，非漏电支路零序电流为本线路的电容电流，漏电支路的零序电流等于非漏电支路零序电流之和。一般而言，漏电支路电容电流变化量最大。本设备通过每天做的人工漏电试验，记录下每一支路的电容电流作为历史数据。当发生漏电故障时，采样各支路零序电流，和历史记录进行比较。没有漏电的支路的电容电流基本不变，漏电支路的电容电流发生了突变，从而判别漏电支路。零序电流有突变的支路为漏电支路；如果全部支路的零序电流都发生突变的则为总线漏电。其工作过程如下：

A测定试验零序电流：做漏电试验时，测定每一回路的零序电流，设某一回路试验零序电流为A。

B确定系统总试验零序电流：做漏电试验时，所有回路试验零序电流之和就是系统总试验零序电流，设系统总试验零序电流为B。

C测定系统漏电时总零序电流：漏电时实测各回路零序电流，各回路零序电流之和的1/2为系统总零序电流，设系统漏电时总零序电流为C。

D确定各回路零序电流设定量：根据系统漏电时总零序电流和试验时每一回路测定试验零序电流在系统试验总零序电流中占的比例确定各回路零序电流设定量，设某一回路零序电流设定量为D，则有：D＝C*A/B。

E：计算零序电流变化量，决策漏电支路：E＝|实测电流-零序电流设定量|/零序电流设定量，如果是少数支路的电流变化量超过50％，则为支路漏电，变化量最大的是漏电支路；如果全部支路变化量都超过50％，则为总线漏电。

其缺陷是系统总的电容电流刚好接近漏电支路电容电流二倍时拒动。

(2)算法二：“零序电流和零序电压相位法”：采样零序电压和各回路零序电流，比较各支路零序电流和零序电压的相位。零序电流超前零序电压90°的支路为非漏电支路，零序电流滞后零序电压90°支路为漏电支路，每一个支路零序电流都超前零序电压时为系统总线漏电。当系统中有二个以上支路满足跳闸要求时，先跳零序电流大的回路。

其缺陷是没有漏电的短支路因为电容电流很小，其采样电流互感器工作在拐点附近，很容易误判。

(3)算法三：“零序电流相对大小比相法”：该原理是综合利用上述二算法的思想：“漏电支路电容电流较大”和“漏电支路和非漏电支路电容电流相反”。工作过程如下：发生漏电时，采样各支路零序电流，选择三个零序电流较大的回路，再比较其相位。如果其中一个支路与其他二个支路零序电流相位相反，则这一支路就是漏电支路；如果三个支路相位都相同，则为系统总线漏电。克服了算法一和算法二的缺陷。

其缺陷是支路数不得少于三条。

如上所述，三种原理都有其局限性，因此单一原理的设备无法做到100％正确动作。本设备在做人工漏电试验时，采集参数，智能地选择算法，例如支路数少于三条时拒绝使用“零序电流相对大小比相法”原理，总的电容电流刚好接近漏电支路电容电流二倍时拒绝使用“零序电流突变量法”原理；漏电时设备未能正确判断时，设备又及时智能地转换算法。解决了单一原理不能适用全部使用场合的问题，大大提高了设备动作可靠性。

4、分散性漏电检测原理

分散性漏电就是同时有多条支路漏电，原有技术常常是误跳总开关或不分漏电程度跳所有漏电支路。分散性漏电是低压漏电保护的一个难题。本设备采用“漏电电流大者优先”原理解决了分散性漏电问题。发生漏电时，系统漏电电阻小于动作值时，如有几条支路满足动作条件，以“漏电电流大者优先”原则，先跳漏电电流大的支路，跳掉了漏电电流支路最大的支路后，如系统漏电电阻仍小于漏电动作值，则继续跳余下漏电电流最大的支路，直至系统漏电电阻大于漏电电阻起动值。以二条回路漏电加以说明。设支路一为L1，其漏电阻为R1，设支路二为L2，其漏电阻为R2。漏电电阻动作值为Rs。如总漏电电阻≤Rs，则有下列几种情况：当R1≤Rs、R2≤Rs时，跳L1、L2；当R1≤Rs，R2≥Rs，跳L1；当Rs≤R1≤R2时，跳L1。可见，分散性漏电本设备绝不误跳总开关。

5、利用煤矿人工漏电试验

利用例行漏电试验，使用历史数据比较法：本设备很好的利用了煤矿井下低压漏电设备每天做人工漏电的有利条件。这样首先可以根据现场参数自动选择合适的算法；其次，采集现场电容参数，可以修正系统电容对零序电压的影响，提高了设备漏电电阻的测量精度。第三为“零序电流突变量法”原理提供比较数据；第四，可以进行零序电流互感器的极性校验和漏电电阻测量误差修正。这里指的漏电电阻误差是指设备的测量误差以及设备元器件老化带来的误差。修正原理是：仍然利用煤矿井下低压漏电设备每天做的漏电试验。经核定电阻值漏电时，设备测量值和核定电阻值漏电之间的误差，设备自动修正。

6、判断设备漏电决策是否正确的根据

设备比较跳闸前后的系统漏电电阻来判别选线是否正确。当漏电电阻不为0时，跳闸前的漏电电阻为F，跳闸后的漏电电阻为G，H＝F/G，当H≥1.5时，漏电判断正确，否则不正确。当漏电判断不正确时，设备自动转换算法。

7、确定回路数的方法

如前所述，支路总数在决策过程中起着重要作用。而煤矿用开关跳闸动作时有的没有辅助触点可以提供给本设备，设备无法知道其是否动作，也无法知道投运的支路数。本设备根据采样到各支路的零序电流判断其处于“投”还是“切”位置。设定：零序电流大于或等于某一定值时，该条支路“投”状态；当某一支路零序电流小于该定值时，则该条支路“切”状态。

8算法转换

设备在做人工试验时，会自动根据上述介绍的三种算法的缺陷，结合系统的具体情况，自动提示算法。在决策过程中也会根据决策情况进行算法转换。

支路数少于三时，只用算法二，不进行算法转换。

支路数不少于三时，采用基本算法决策回路跳闸后，漏电电阻仍在动作范围内，H≥1.5时，继续用基本算法决策下一条漏电回路。H＜1.5时，自动转辅助算法决策；算法决策回路跳闸后，漏电电阻仍在动作范围内，H≥1.5时继续用辅助算法决策下一条漏电回路，H＜1.5时自动转基本算法决策。如此循环，但只要漏电时间达到跳总开关的时间，则无条件跳总开关。

9、工作过程

(1)设定参数：根据现场要求设定装置参数，主要设定的量有：线路号、总线号、动作电阻值、闭锁电阻值、算法、支线和总线跳闸延时时间、支线和总线工作状态。

(2)人工漏电试验方法记录现场数据：设备通过人工漏电试验自动检测零序电流互感器极性、设定算法的合适性，记录己投入支路数、各支路零序电流值和系统电容参数，自动修正漏电电阻的精度。

(3)监测零序电压：在没有发生漏电时，不停地监测零序电压，并根据电网电压和记录的电容参数，对零序电压进行电网电压和系统电容修正，计算漏电电阻R。漏电电阻降到漏电电阻动作值r时，即R≤r时，开始决策漏电支路，并且系统时间T开始计时，启动决策漏电支路程序。

(4)决策漏电回路：设备在决策漏电回路时，先检测投运的支路总数L，根据检测到的支路总数，进行支路总数是否L＞2的判别，分L＞2和L≯2二种情况。

a)L≯2：用算法二决策漏电回路后，判别是支路漏电还是总线漏电。

a1)如果是总线漏电，则进入总线漏电操作步骤c)；

如果是支路漏电，则判断漏电支路数是否N＞1(即判断是不是分散性漏电)。

a2)如果漏电支路数N≯1，判断到的漏电支路就是要跳闸支路，直接进入步骤a3)；如果漏电支路数N＞1，则以“电容电流大者优先”原则比较各支路电容电流，电容电流大的支路就是要跳闸支路，执行步骤a3)。

a3)发跳漏电支路开关指令，记录支路L-1，再进行R≤r(R为实测漏电电阻、r为漏电动作电阻值，下同)的判断。

如果不R≤r，则本次漏电处理结束；如果仍R≤r，则进行是否L＞0的判断(即判断是不是没有支路了)。如果L≯0，则进入总线漏电操作步骤c)，跳总开关，本次漏电处理结束；如果L＞0，则返回重复执行步骤a)操作。

b)L＞2：用设定的基本算法决策漏电支路，判别是支路漏电还是总线漏电。基本算法是指经设备自动判断认为最适合本系统的算法。

b1)如果是总线漏电，则进入总线漏电操作即步骤c)。

如果是支路漏电，判断漏电支路数是否N＞1。

b2)如果漏电支路数N≯1，判断到的漏电支路就是要跳闸支路，直接进入步骤b3)；如果漏电支路数N＞1，则以“电容电流大者优先”原则比较各支路电容电流，电容电流大的支路就是要跳闸支路，执行b3)。

b3)发跳漏电支路开关指令，记录支路L-1，再进行是否R≤r的判断，如果不R≤r，则本次漏电处理结束；如果仍R≤r，则进行是否L＞2的判断。

如果L≯2，则转入操作步骤a)；

如果L＞2，则进行是否H≥1.5判断(H＝跳闸后漏电电阻/跳闸前漏电电阻，H值判断设备动作正确与否的标准)；

如果H≥1.5，则设备认为系统是分散性漏电，且有几条支路漏电电阻小漏电起动电阻r，返回执行步骤b)。

如果H≯1.5，则设备认为该次判断错误，迅速转辅助算法重新判断，过程和上述一样，只是用的算法不同。辅助算法是设备认为适合本系统的备用算法。

c)总线漏电操作：当系统确定系统有漏电，计时器T开始计时。如果是总线漏电，则进行是否T≥t的判断，t是设置的总线跳闸延时时间。当设备认定是总线漏电，又满足T≥t，则发跳总开关指令。

(5)执行：根据跳闸指令，驱动跳闸。

Claims (5)

1、一种中性点不接地系统低压漏电保护设备，其特征是：由零序电流检测单元(1)、零序电压形成单元(2)、信号转换单元(3)、单片机电路(4)、显示单元(5)、出口单元(6)和电源(7)组成；零序电流检测单元(1)安装在各支路开关内用于检测各支路的零序电流；零序电压形成单元(2)在系统发生漏电时产生零序电压；信号转换单元(3)将零序电流和零序电压的模拟信号转换成数字信号；单片机(4)是设备的控制中心，它根据采集到的零序电流和零序电压，运用中性点不接地系统的低压漏电保护方法，作出漏电判断，并驱动出口单元(6)，由出口单元(6)控制支路开关和总线开关，同时将相应的信息通过显示单元(5)显示，电源(7)用于支持设备的工作。

2、一种适用于权利要求1所述的中性点不接地系统低压漏电保护方法，其特征是：采用集中控制模式和综合应用多种算法。它把各支路开关的零序电流信号集中到权利要求1所述的低压漏电保护设备内，这个设备同时控制各支路开关和总线开关，设备决策漏电支路时，根据零序电流和零序电压信号，综合应用零序电流突变量法、零序电流和零序电压相位法、零序电流相对大小比相法三种算法，并根据它们的优缺点，结合整个系统的具体情况自动选择一种算法；在决策过程中根据决策情况自动进行算法转换，根据这些算法的决策结果发出跳闸指令。

3、根据权利要求2所述的中性点不接地系统低压漏电保护的方法，其特征是：在所述的漏电支路决策过程中，通过比较各支路漏电电容电流，解决了分散性漏电问题。系统发生漏电时，总的漏电电阻小于动作值时，如有几条支路漏电，先跳漏电电流大的支路，如系统漏电电阻仍小于漏电动作值则继续跳余下的漏电电流最大的支路，直至系统漏电电阻大于漏电电阻起动值，不误跳总开关。

4、根据权利要求2或3所述的中性点不接地系统低压漏电保护的方法，其特征是：对所述的零序电压进行了系统电容变化和系统电压变化修正。它利用煤矿井下低压系统每天例行做人工漏电试验的特点，在做试验时采集系统电容参数，以修正系统电容变化对零序电压的影响；同时进行零序电流互感器极性校验和漏电电阻测量误差修正；设备通过监测电网电压，自动修正电网电压变化对零序电压的影响。

5、根据权利要求4所述的中性点不接地系统低压漏电保护的方法，其特征是：其所述的漏电保护决策过程具体如下：

(1)漏电监视：设备通过零序电压监视漏电电阻，当R≤r时，R为实测漏电电阻、r为漏电动作电阻值，设备认定系统发生漏电，计数器T开始计时，启动决策漏电回路程序；

(2)决策漏电回路：设备在决策漏电支路时，先检测投入的支路总数L，根据检测到的支路总数，进行支路总数是否L＞2的判别，分L＞2和L≯2二种情况；

a)L≯2：用零序电流和零序电压相位法决策漏电支路后，判别是支路漏电还是总线漏电；

a1)如果是总线漏电，则进入总线漏电操作步骤c)；

如果是支路漏电，则判断漏电支路数是否N＞1，即判断是不是分散性漏电；

a2)如果漏电支路数N≯1，判断到的漏电支路就是跳闸支路，直接进入步骤a3)；如果漏电支路数N＞1，则以“电容电流大者优先”的原则比较各支路电容电流Ic，漏电支路中电容电流大的支路就是跳闸支路，执行步骤a3)；

a3)发跳漏电支路开关指令，记录支路数L-1，再进行R≤r的判断；

如果R≤r不成立，则本次漏电处理结束；如果R≤r成立，则进行是否L＞0的判断，即判断是不是没有支路了；如果L≯0，则进入总线漏电操作步骤c)，跳总开关，本次漏电处理结束；如果L＞0，则返回重复执行步骤a)操作；

b)L＞2：用设定的基本算法决策漏电支路，判别是支路漏电还是总线漏电。基本算法是指设备根据实际工作状况和三个算法的优缺点自动判断认为最适合本系统的算法；

b1)如果是总线漏电，则进入总线漏电操作步骤c)；

如果是支路漏电，判断漏电支路数是否N＞1；

b2)如果漏电支路数N≯1，判断到的漏电支路就是要跳闸支路，直接进入步骤b3)；如果漏电支路数N＞1，则以“电容电流大者优先”的原则比较各支路电容电流Ic，电容电流Ic大的支路就是要跳闸支路，执行b3)；

b3)发跳漏电支路开关指令，记录支路L-1，再进行是否R≤r的判断，如果R≤r不成立，则本次漏电处理结束；如果R≤r成立，则进行是否L＞2的判断；

如果L≯2，则转入操作步骤a)；

如果L＞2，则进行是否H≥1.5判断，H＝跳闸后漏电电阻/跳闸前漏电电阻，用H值来判断设备动作正确与否的标准；

如果H≥1.5，则设备认为系统是分散性漏电，且有几条支路漏电电阻≤r，返回执行步骤b)；

如果H≯1.5，则设备认为该次判断错误，迅速转辅助算法重新判断，过程和上述一样，只是用的算法不同。辅助算法是设备认为适合本系统的备用算法；

c)总线漏电操作：当系统确定系统有漏电，计时器T开始计时。如果是总线漏电，则进行是否T≥t的判断，t是设置的总线跳闸延时时间，当设备认定是总线漏电，又满足T≥t，则发跳总开关指令。

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