CN101699707B - 一种分布式低压供电系统剩余电流保护方法 - Google Patents

一种分布式低压供电系统剩余电流保护方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种分布式剩余电流保护方法，用于解决剩余电流保护装置误动率高或不能正确动作的问题。该方法对剩余电流保护装置处的剩余电流、剩余电流持续时间进行采集，并向上级剩余电流保护装置实时发送信息，上级剩余电流保护装置根据收到的信息决定是否需要动作，从而实现剩余电流保护的多级配合，并可有效降低剩余电流保护装置的误动率。

Description

一种分布式低压供电系统剩余电流保护方法
技术领域
本发明涉及低压供电系统漏电保护领域，尤其涉及一种分布式低压供电系统剩余电流保护方法。
背景技术
目前剩余电流保护方法是就地保护方式，即根据剩余电流保护直接采集的信息判断剩余电流是否超标，进而判断是否需要动作。这种剩余电流保护方法，在实际应用上存在一定问题，特别是配电变压器侧的保护和低压线路分支处的保护应用效果不理想，主要表现为误动率高、或者不能正确的动作于需要保护的情况。
以电流型剩余电流保护装置为例，对误动率高、或者不能正确的动作原因分析如下。
电流型剩余电流保护装置可分为二种类型。第一种将正常运行条件下的剩余电流考虑为一定值或变化幅度较小值，此情况下当正常运行情况下剩余电流变化范围较大时将会误动，适用于低压系统设备状况良好、运行环境受气象影响较小、漏电保护装置保护的范围内零线没有接地等条件，不适用于零线重复接地的低压系统以及泄漏电流受运行条件影响较大的低压供电系统。第二种根据正常运行条件下剩余电流变化调整剩余启动电流，考虑了正常运行条件下由于导线老化、运行环境变化、电网参数变化等条件引起剩余电流变化，甚至可以考虑投入有较大泄漏电流的用户或设备时引起的剩余电流变化，适用于剩余电流保护装置保护范围内零线没有重复接地等条件。按这二种方法整定计算剩余电流的电流型剩余电流保护装置的误动率较高。
在低压供电系统中，剩余电流主要受接地方式、用电设备、负荷、外部环境、供电系统故障类型、用电设备故障、人或物触电等因素影响，由于剩余电流保护装置主要保护人或物触电，因而剩余电流保护装置应正确识别人或物触电产生的剩余电流。
剩余电流保护装置的主要功能是当人触电时能够进行动作断开电源，保护人身安全，也可以具有动作于供用电设施泄漏电流超标情况的功能。这要求正确整定计算由于人或物触电而产生的剩余电流。而在实际供电系统中，特别是在零线重复接地系统中，负荷变化产生的剩余电流经常存在且经常处于变化状态，泄露电流的一部分或全部将通过大地回流，只有一小部分或基本没有泄露电流通过零线回流，而且由于接地装置接地电阻的变化，不同条件下通过大地及零线回流的泄露电流发生变化；不同的泄漏电流发生地点，也将导致通过大地及零线回流的泄露电流值也发生变化，并且这种变化幅度可能较大，将造成剩余电流保护装置不能正确识别人或物触电的情况，从而引起误动作或不动作。
对于电压型等一些采用其它参量的剩余电流互感器，其参量也不能正确反映、区别负荷变化与泄露电流产生的相关参量变化(如电压变化)，因而从原理上说，目前的剩余电流保护装置不能完全准确识别出现需要剩余电流保护装置动作、泄露电流超标的情况。
在低压供电系统中，零线重复接地为常见现象。中华人民共和国行业标准DL/T6011996《架空绝缘配电线路设计技术规程》第10.7条规定：“中性点直接接地的低压绝缘线的零线应在电源点接地，在干线和分支线的终端处应将零线重复接地。三相四线供电的低压绝缘线在引入用户处应将零线重复接地”，DL/T5991996《城市中低压配电网改造技术导则》第6.11条规定：“为防止零线断线烧损用户家用电器，低压线路主干线的末端和各分支线的末端零线应重复接地。三相四线制接户线在入户支架处零线也应重复接地”，DL499-2001《农村低压电力技术规程》第3.4.6规定采用TN-C系统时应满足如下要求：“为了保证在故障时保护中性线的电位尽可能保持接近大地电位，保护中性线应均匀分配地重复接地，如果条件许可，宜在每一接户线、引线接线处接地”。目前农村采用绝缘线及接地方式采用TN-C系统的低压线路越来越多，现有剩余电流保护装置越来越不能满足实际需要，TN-C系统系统往往只有末级漏电保护，即使装设了一级漏电保护或二级漏电保护，由于前述原因，一级漏电保护和二级漏电保护装置也不能正确动作，从而一定程度上降低TN-C接地方式供电系统的安全水平。
此前，低压剩余电流保护装置、漏电保护装置的发明较多，但集中于剩余电流保护装置的研制，而基于上述分析，低压剩余电流保护装置本身对剩余电流的正确识别存在极大难度。
发明内容
本发明的目的是避开剩余电流装置本身技术问题，利用电网装备，提出一种新的剩余电流保护装置动作方法，对于提高低压配电网安全水平、提高漏电保护装置的适用性具有重要意义。本发明对零线不重复接地系统剩余电流保护也同样适用。
本发明提供的针对低压供电系统的剩余电流保护方法，包括：
在低压供电系统的必要位置，例如终端用户处、配电变压器低压出线处、低压线分支处等，设置通信装置A及剩余电流采集装置B，在需要安装剩余电流保护装置的位置(非用户侧)设置通信接收装置C和开关装置D，在剩余电流采集装置B检测的剩余电流超过限值及其持续时间超过限值时，由通信装置A通过有线或无线方式向通信接收装置C发送信息，通信接收装置C在接到通信装置A发送的信息后，判断是否需要切除电力线路，若需要切除电力线路，则通信接收装置C向开关装置D发送切断电力线路的命令，开关装置D动作切断电力线路从而达到剩余电流保护的目的。
其中，所述开关装置D包括断路器、负荷开关和剩余电流保护装置。
其中，所述通信装置A用于发送信息，包括无线通信终端、低压载波通信终端、GPRS通信终端、有线通信终端以及其它低压设备所需具有的通信模块。
其中，所述剩余电流采集装置B是包括剩余电流保护器、泄漏电流保护器、开关装置中的剩余电流采集模块和剩余电流采集器的能给出剩余电流值的装置
其中，所述通信接收装置C用于接收信息并进行信息的识别和处理，其包括无线传感通信(WSN)终端、无线传感通信集中器、低压载波通信终端、低压载波通信集中器、GPRS通信终端、GPRS通信集中器、有线通信终端、有线通信集中器以及其它低压设备所需具有的通信模块。
本发明的方法，还具有以下特征：
(1)在用户电表箱处加装具有无线传感通信(WSN)终端的通信装置A，在电表箱进线处加装剩余电流采集装置B，剩余电流采集装置B采集到的剩余电流能够实时传给通信装置A，通信装置A具备对接收到的剩余电流进行处理、识别及持续时间计时的功能；
(2)在配电变压器低压侧加装具有无线传感通信(WSN)终端的通信接收装置C及剩余电流保护装置，通信接收装置C能够接收通信装置A发送的信号，并且在允许的时间内对接收到的信息进行处理，并能将需要切断电力线路的命令发送至剩余电流保护装置，剩余电流保护装置在接收到通信接收装置C传来的切断电力线路的命令后，能够在允许的时间内切除电力线路；
(3)在通信装置A接收到的剩余电流采集装置B传送的剩余电流超过允许值，并且持续时间超过允许时间时，通信装置A向通信接收装置C发送请求剩余电流保护装置动作的信号，通信接收装置C在接到该信号后，向剩余电流保护装置发送切断电力线路的命令，剩余电流保护装置进行动作切断电力线路。
其中，所述通信装置A可以是有线通信装置A或无线通信装置A或载波通信装置A，通信接收装置C可以是有线通信接收装置C或无线通信接收装置C或载波通信接收装置C。
其中，所述通信接收装置C及剩余电流保护装置安装于低压线路分支处。
本发明的方法，还具有以下特征：
(1)在用户电表箱处加装具有无线传感通信(WSN)终端的通信装置A，在电表箱进线处加装剩余电流采集装置B，剩余电流采集装置B采集的剩余电流能够实时传给通信装置A，通信装置A具备对接收到剩余电流进行处理识别及持续时间计时功能；
(2)在配电变压器低压侧及低压线路分支处均加装具有无线传感通信(WSN)终端的通信接收装置C及剩余电流保护装置；
低压线路分支处的通信接收装置C能够接收通信装置A发送的信号，并且在允许的时间内对接收到的信息进行处理，并能将需要切断电力线路的命令发至就近的剩余电流保护装置，剩余电流保护装置在接到通信接收装置C传来的切断电力线路的命令后，能够在允许的时间内切除电力线路，当剩余电流保护装置在接到通信接收装置C传来的切断电力线路的命令后，未能在允许的时间内切除电力线路时，通信接收装置C能够向配电变压器低压侧的通信接收装置C发送请求切断电力线路的信号；
配电变压器低压侧的通信接收装置C能够接收低压线路分支处的通信接收装置A发送的信号，并且在允许的时间内对接收到的信号进行处理，并能将需要切断电力线路的命令发至就近的剩余电流保护装置，剩余电流保护装置在接到通信接收装置C传来的切断电力线路的命令后，能够在允许的时间内切除电力线路；
(3)在通信装置A接收到的剩余电流采集装置B传送的剩余电流超过允许值，并且持续时间超过允许时间时，通信装置A向低压线路分支处的通信接收装置C发送请求剩余电流保护装置动作的信号，通信接收装置C在接到该信号后，向就近的剩余电流保护装置发送切断电力线路的命令，剩余电流保护装置进行动作切断电力线路，当剩余电流保护装置在接到通信接收装置C传来的切断电力线路的命令后，未能在允许的时间内切除电力线路时，通信接收装置C能够向配电变压器低压侧的通信接收装置C发送请求切断电力线路的信号，配电变压器低压侧的通信接收装置C在接到该信号后，向就近的剩余电流保护装置发送切断电力线路的命令，剩余电流保护装置动作切断电力线路。
其中，所述通信装置A可以是载波通信装置A或有线通信装置A或无线通信装置A，通信接收装置C可以是载波通信接收装置C或有线通信接收装置C或无线通信接收装置C。
本发明技术方案的有益效果是：
1.避开由于外界环境电网参数的影响导致的剩余电流变化、零线重复接地对剩余电流的影响，使配电变压器低压侧、低压线路分支处的剩余电流保护装置不再受外界环境、接地方式、运行方式及线路健康状况的影响，降低了剩余电流保护装置的误动率，提高了供电可靠性。
2.适用范围广范，对各种接地系统、各种运行环境的低压供电系统完全适用。
3.方法切实可行，易于实现。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是依据本发明的分布式低压供电系统剩余电流保护方法原理图。
具体实施方式
实施方式一
(1)在用户终端处加装无线传感通信(WSN)装置A，在用户终端进线处加装剩余电流采集装置B，剩余电流采集装置B采集的剩余电流能够实时传给无线传感通信(WSN)装置A，无线传感通信(WSN)装置A具备对接收到的剩余电流进行处理识别及持续时间计时功能。
(2)在配电变压器低压侧加装无线传感通信(WSN)接收装置C及剩余电流保护装置。无线传感通信接收装置C能够接收无线传感通信(WSN)接收装置A发送的信号，并且在允许的时间内对接收到的信息进行处理，并能将需要切断电力线路的命令发至剩余电流保护装置。剩余电流保护装置在接到无线传感通信(WSN)接收装置C传来的切断电力线路的命令后，能够在允许的时间内切除电力线路。
(3)在无线传感通信(WSN)装置A接收到的剩余电流采集装置B传送的剩余电流超过允许值，并且持续时间超过允许时间时，无线传感通信(WSN)装置A向无线传感通信(WSN)接收装置C发送请求剩余电流保护装置动作的信号，无线传感通信(WSN)接收装置C在接到该信号后，向剩余电流保护装置发送切断电力线路命令，剩余电流保护装置动作切断电力线路。
实施方式二
通信装置A选用有线通信装置A或无线通信装置A或载波通信装置A，通信接收装置C选用有线通信接收装置C或无线通信接收装置C或载波通信接收装置C，其它同实施方式一。
实施方式三
通信接收装置C及剩余电流保护装置安装于低压线路分支处，其它同实施方式一或实施方式二。
实施方式四
(1)在用户电表箱处加装无线传感通信(WSN)装置A，在电表箱进线处加装剩余电流采集装置B，剩余电流采集装置B采集的剩余电流能够实时传给无线传感通信(WSN)装置A，无线传感通信(WSN)装置A具备对接收到剩余电流进行处理识别及持续时间计时功能。
(2)在配电变压器低压侧及低压线路分支处均加装无线传感通信(WSN)接收装置C及剩余电流保护装置。
低压线路分支处无线传感通信(WSN)接收装置C能够接收无线传感通信(WSN)接收装置A发送的信号，并且在允许的时间内对接收到的信息进行处理，并能将需要切断电力线路的命令发至就近的剩余电流保护装置。剩余电流保护装置在接到无线传感通信(WSN)接收装置C传来的切断电力线路的命令后，能够在允许的时间内切除电力线路。当剩余电流保护装置在接到无线传感通信(WSN)接收装置C传来的切断电力线路的命令后，未能在允许的时间内切除电力线路时，无线传感通信(WSN)接收装置C能够向配电变压器低压侧无线传感通信(WSN)接收装置C发送请求切断电力线路的信号。
配电变压器低压侧无线传感通信(WSN)接收装置C能够接收低压线路分支处无线传感通信(WSN)接收装置A发送的信号，并且在允许的时间内对接收到的信息进行处理，并能将需要切断电力线路的命令发至就近的剩余电流保护装置。剩余电流保护装置在接到无线传感通信(WSN)接收装置C传来的切断电力线路的命令后，能够在允许的时间内切除电力线路。
(3)在无线传感通信(WSN)装置A接收到的剩余电流采集装置B传送的剩余电流超过允许值，并且持续时间超过允许时间时，无线传感通信(WSN)装置A向低压线路分支处的无线传感通信(WSN)接收装置C发送请求剩余电流保护装置动作的信号，无线传感通信(WSN)接收装置C在接到该信号后，向就近的剩余电流保护装置发送切断电力线路命令，剩余电流保护装置动作切断电力线路。当剩余电流保护装置在接到无线传感通信(WSN)接收装置C传来的切断电力线路的命令后，未能在允许的时间内切除电力线路时，无线传感通信(WSN)接收装置C能够向配电变压器低压侧无线传感通信(WSN)接收装置C发送请求切断电力线路的信号。配电变压器低压侧无线传感通信(WSN)接收装置C在接到该信号后，向就近的剩余电流保护装置发送切断电力线路命令，剩余电流保护装置动作切断电力线路。
实施方式五
通信装置A选用载波通信装置A或有线通信装置A或无线通信装置A，通信接收装置C选用载波通信接收装置C或有线通信接收装置C或无线通信接收装置C，其它同实施方式四。
此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。

Claims (10)

1.一种低压供电系统的剩余电流保护方法，该方法包括：在低压供电系统的必要位置设置通信装置A及剩余电流采集装置B，在需要安装剩余电流保护装置的位置：非终端用户处，设置通信接收装置C和开关装置D，在剩余电流采集装置B检测到的剩余电流超过限值及其持续时间超过限值时，由通信装置A通过有线或无线方式向通信接收装置C发送信息，通信接收装置C在接到通信装置A发送的信息后，判断是否需要切除电力线路，若需要切除电力线路，则通信接收装置C向开关装置D发送切断电力线路的命令，开关装置D动作切断电力线路从而达到剩余电流保护的目的。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述开关装置D包括断路器、负荷开关和剩余电流保护装置。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述通信装置A用于发送信息，包括无线通信终端、低压载波通信终端、有线通信终端以及其它低压设备所具有的通信模块。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述剩余电流采集装置B包括剩余电流保护器、泄漏电流保护器、开关装置中的剩余电流采集模块和其它能够检测出剩余电流的装置。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述通信接收装置C用于接收信息并进行信息的识别和处理，其包括无线传感通信(WSN)终端、无线传感通信集中器、低压载波通信终端、低压载波通信集中器、GPRS通信终端、GPRS通信集中器、有线通信终端、有线通信集中器以及其它低压设备所具有的通信模块。
6.如权利要求2-5之一所述的方法，其特征在于：
(1)在用户终端处加装具有无线传感通信(WSN)终端的通信装置A，在电表箱进线处加装剩余电流采集装置B，剩余电流采集装置B采集到的剩余电流能够实时传给通信装置A，通信装置A具备对接收到的剩余电流进行处理、识别及持续时间计时的功能；
(2)在配电变压器低压侧加装具有无线传感通信(WSN)终端的通信接收装置C及剩余电流保护装置，通信接收装置C能够接收通信装置A发送的信号，并且在允许的时间内对接收到的信息进行处理，并能将需要切断电力线路的命令发送至剩余电流保护装置，剩余电流保护装置在接收到通信接收装置C传来的切断电力线路的命令后，能够在允许的时间内切除电力线路；
(3)在通信装置A接收到的剩余电流采集装置B传送的剩余电流超过允许值，并且持续时间超过允许时间时，通信装置A向通信接收装置C发送请求剩余电流保护装置动作的信号，通信接收装置C在接到该信号后，向剩余电流保护装置发送切断电力线路的命令，剩余电流保护装置进行动作切断电力线路。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述通信装置A是有线通信装置或无线通信装置或载波通信装置，通信接收装置C是有线通信接收装置或无线通信接收装置或载波通信接收装置。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述通信接收装置C及剩余电流保护装置安装于低压线路分支处。
9.如权利要求2-5之一所述的方法，其特征在于：
(1)在用户终端处加装具有无线传感通信(WSN)终端的通信装置A，在用户终端进线处加装剩余电流采集装置B，剩余电流采集装置B采集的剩余电流能够实时传给通信装置A，通信装置A具备对接收到剩余电流进行处理识别及持续时间计时功能；
(2)在配电变压器低压侧及低压线路分支处均加装具有无线传感通信(WSN)终端的通信接收装置C及剩余电流保护装置；
低压线路分支处的通信接收装置C能够接收通信装置A发送的信号，并且在允许的时间内对接收到的信息进行处理，并能将需要切断电力线路的命令发至就近的剩余电流保护装置，剩余电流保护装置在接到通信接收装置C传来的切断电力线路的命令后，能够在允许的时间内切除电力线路，当剩余电流保护装置在接到通信接收装置C传来的切断电力线路的命令后，未能在允许的时间内切除电力线路时，通信接收装置C能够向配电变压器低压侧的通信接收装置C发送请求切断电力线路的信号；
配电变压器低压侧的通信接收装置C能够接收低压线路分支处的通信接收装置A发送的信号，并且在允许的时间内对接收到的信号进行处理，并能将需要切断电力线路的命令发至就近的剩余电流保护装置，剩余电流保护装置在接到通信接收装置C传来的切断电力线路的命令后，能够在允许的时间内切除电力线路；
(3)在通信装置A接收到的剩余电流采集装置B传送的剩余电流超过允许值，并且持续时间超过允许时间时，通信装置A向低压线路分支处的通信接收装置C发送请求剩余电流保护装置动作的信号，通信接收装置C在接到该信号后，向就近的剩余电流保护装置发送切断电力线路的命令，剩余电流保护装置进行动作切断电力线路，当剩余电流保护装置在接到通信接收装置C传来的切断电力线路的命令后，未能在允许的时间内切除电力线路时，通信接收装置C能够向配电变压器低压侧的通信接收装置C发送请求切断电力线路的信号，配电变压器低压侧的通信接收装置C在接到该信号后，向就近的剩余电流保护装置发送切断电力线路的命令，剩余电流保护装置动作切断电力线路。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述通信装置A是载波通信装置或有线通信装置或无线通信装置，通信接收装置C是载波通信接收装置或有线通信接收装置或无线通信接收装置。
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