CN112865017A - 一种负荷电流变化量制动的触电保护技术 - Google Patents

一种负荷电流变化量制动的触电保护技术 Download PDF

Info

Publication number
CN112865017A
CN112865017A CN202110010653.8A CN202110010653A CN112865017A CN 112865017 A CN112865017 A CN 112865017A CN 202110010653 A CN202110010653 A CN 202110010653A CN 112865017 A CN112865017 A CN 112865017A
Authority
CN
China
Prior art keywords
protection
residual current
phasor
value
electric shock
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110010653.8A
Other languages
English (en)
Inventor
薛永端
单玉凯
徐丙垠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Petroleum East China
Original Assignee
China University of Petroleum East China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Petroleum East China filed Critical China University of Petroleum East China
Priority to CN202110010653.8A priority Critical patent/CN112865017A/zh
Publication of CN112865017A publication Critical patent/CN112865017A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H5/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
    • H02H5/12—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to undesired approach to, or touching of, live parts by living beings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

本发明提供一种负荷电流变化量制动的触电保护技术，属于配电网继电保护领域。现有的剩余电流保护动作装置存在不能正常投入、频繁误动、不能用于TN‑C系统等问题，人体触电事故时有发生，因此低压配电网触电保护技术亟需进一步提升。本发明提出一种负荷电流变化量制动的触电保护技术，首先，保护持续检测剩余电流相量变化量的模值，当其超过剩余电流阈值时，保护启动，然后计算系统三相相电流相量变化量的模值，当其小于相电流阈值时，判定系统有触电故障发生，保护延时动作，否则，保护返回。本发明可以克服系统正常运行时泄漏电流、负荷波动或线路投切影响，可用于TN‑C系统，可以作为系统剩余电流保护的总保或中保，具有广泛的实际应用价值。

Description

一种负荷电流变化量制动的触电保护技术
技术领域
本发明设计配电网继电保护领域，具体是一种负荷电流变化量制动的触电保护技术。
背景技术
低压配电网点多面广，线路综合交错，深入人员密集区与人员主要活动区域，用户易直接接触线路或用电设备带电部分触电，导致电击受伤甚至触电身亡等严重后果，据统计，我国每年触电死亡人数约8000人，其中超过85％的触电死亡事故发生在低压配电网中，尤其在每年雨季，触电事故频发，在社会中引起了严重的不良影响。
现阶段，低压配电网的触电保护基本依靠剩余电流动作保护装置(RCD)实现，在TT系统与TN-S系统中采用分级RCD进行线路全线的触电保护，其基本保护原理是剩余电流幅值比较法。这种方法易受线路绝缘破损、线路分布电容电流、分布式电源等因素影响，被保护线路正常运行时也有较大的剩余电流，导致装置无法投运。经查漏装置现场检测，线路正常运行时，总保处的泄漏电流值可达300mA甚至更高，已经超过总保的动作阈值。这使很多RCD频发跳闸甚至无法投运，为保证正常供电，只能将RCD的动作阈值整定到较高值，如800mA、1000mA，甚至直接将RCD退出运行，使大部分系统失去剩余电流保护功能。
为克服正常运行时剩余电流影响，国内外电力科技工作者提出了改进的触电保护方法。20世纪80年代提出一种脉冲电流法，通过检测剩余电流幅值的突变量实现触电保护；文献《新型鉴相鉴幅漏电继电器的研究》提出了鉴相鉴幅法，综合利用剩余电流幅值突变量和剩余电流与参考电压的相角差变化判断是否有触电事故发生；文献《电脑控制三相矢量差触、漏电保护器》提出了相量突变量法，通过检测剩余电流相量突变量模值，判断是否有触电事故发生。但以上方法对被保护线路的电气量利用都不充分，并且均不能用于TN-C系统中，因此TN-C系统尚缺乏可用的剩余电流保护。
本专利可利用剩余电流相量、三相电流相量信息实现多重判据的触电保护，降低动作阈值、提高保护灵敏度的同时，避免保护频繁误动。另外，本专利利用剩余电流相量突变量幅值作为启动判据，克服了TN-C系统由于PEN线重复接地产生的剩余电流影响，利用相电流突变量作为闭锁条件，克服了负荷波动产生的剩余电流波动影响，因此可用于TN-C系统，扩大了剩余电流保护的应用范围。
发明内容
本发明目的在于进一步提高低压配电网触电保护水平，提出了一种利用系统负荷电流变化量作为闭锁条件的触电保护方法，提高了触电保护的可靠性和应用范围。
本发明的技术方案为：
a.保护装置持续监测被保护线路的剩余电流相量变化量的模值，将测得的实时剩余电流相量值与2个周波前的相量值进行相减，得到剩余电流相量变化量
Figure BDA0002884918340000011
此时监测到的
Figure BDA0002884918340000012
就是触电故障或其它因素引起的剩余电流相量值，通过
Figure BDA0002884918340000013
的模值判定，可以实现灵敏度更高且不存在死区的剩余电流保护，取剩余电流相量变化量的模值
Figure BDA0002884918340000014
和预设的剩余电流相量变化量模值阈值Irset进行比较，若
Figure BDA0002884918340000015
则保护启动；
b.保护装置采集系统三相相电流相量变化量的模值，保护起动后，根据保护起动时间节点，将保护起动时的三相相电流相量值与2个周波前的相量值进行相减，得到与上述
Figure BDA0002884918340000016
对应的三相相电流的相量变化量
Figure BDA0002884918340000017
如果上述
Figure BDA0002884918340000018
是由人体触电引起的，则负荷电流波动很小，小于等于剩余电流变化量，反之，如果负荷电流波动很大，则认为剩余电流变化不是由人体触电引起的，此时可以闭锁保护，因此，分别取三相相电流相量变化量的模值
Figure BDA0002884918340000021
和预设的相电流相量变化量模值阈值ILset进行比较，如果三相相电流相量变化量的模值都小于ILset，则保护进入延时动作阶段，否则，保护返回；
c.动作延时期间，持续将检测到的剩余电流相量与故障前2个周波的剩余电流相量相减得到剩余电流相量变化量并计算其有效值
Figure BDA0002884918340000022
以判断故障在延时结束之前是否持续存在，一旦
Figure BDA0002884918340000023
小于预设的动作返回值Irre时，则认为故障消失或者已被下级线路切除，保护返回，否则，延时结束后保护动作，切除故障。
上述方案中：
剩余电流相量变化量模值阈值Irset的设定原则，应兼顾人身安全和上下游配合，一般取30mA-50mA；
相电流相量变化量模值阈值ILset的设定原则，应兼顾保护的安全性和可信赖性，一般取3A-5A；
保护延时动作时间应考虑与剩余电流三级保护中的中保或户保配合，一般取0.1s-0.3s；
动作返回值的设定原则，应为剩余电流相量变化量模值阈值的80％，一般取24mA-40mA。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
利用被保护线路的剩余电流相量、三相电流相量信息实现多重判据的触电保护，与已有保护方法相比，更充分地利用了系统电气量信息；可克服线路分布电容电流、线路或负载投切等因素影响，有效减少保护误动，提高保护可靠性；应用范围更广泛，不仅可应用于TT系统和TN-S系统，还可以应用于TN-C系统和TN-C-S系统中，保障低压配电网所有接地方式系统的用户人身安全。
附图说明
图1为保护动作判断流程图；
图2为负荷波动时剩余电流及相电流变化量对比；
图3为人体触电时剩余电流及相电流变化量对比。
具体实施方式
本发明中的保护技术方案需要保护设备具有一定的计算能力，可以实现三相相电流、剩余电流相量信息的采集，这可以通过开发新的智能漏电保护器或者在已有台区监测设备的基础上进行软硬件的升级改造实现。
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的保护技术方案进行清楚、完整地描述。
结合图1，一种负荷电流变化量制动的触电保护技术，其具体工作原理如下：
1)负荷波动引起剩余电流突变的情况
a.保护装置监测到剩余电流相量变化量的模值
Figure BDA0002884918340000024
大于Irset，保护启动；
b.保护启动后，根据剩余电流相量变化量的计算，选取时间节点，计算三相相电流的相量变化量
Figure BDA0002884918340000025
由于剩余电流突变是由负荷波动引起的，因此同一时刻
Figure BDA0002884918340000026
很大，超过ILset，保护返回，保护监测到的剩余电流变化量及负荷电流变化量如图2所示。
2)人体触电引起剩余电流突变并被下级线路保护切除的情况
a.保护装置监测到剩余电流相量变化量的模值
Figure BDA0002884918340000027
大于Irset，保护启动；
b.保护启动后，根据剩余电流相量变化量的计算，选取时间节点，计算三相相电流的相量变化量
Figure BDA0002884918340000028
由于剩余电流突变是由人体触电引起的，因此同一时刻
Figure BDA0002884918340000029
很小，远低于ILset，保护进入延时动作阶段；
c.动作延时期间，故障被下级线路保护切除，保护装置检测到
Figure BDA00028849183400000210
认为故障消失或者已被下级线路切除，保护返回，保护监测到的剩余电流变化量及负荷电流变化量如图3所示。
3)人体触电引起剩余电流突变并持续的情况
a.保护装置监测到剩余电流相量变化量的模值
Figure BDA0002884918340000031
大于Irset，保护启动；
b.保护启动后，根据剩余电流相量变化量的计算，选取时间节点，计算三相相电流的相量变化量
Figure BDA0002884918340000032
由于剩余电流突变是由人体触电引起的，因此同一时刻
Figure BDA0002884918340000033
很小，远低于ILset，保护进入延时动作阶段；
c.动作延时期间，故障持续，保护装置检测到的
Figure BDA0002884918340000034
维持不变或稍有波动，仍大于等于Irre，延时结束后，保护动作，切除故障线路。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (1)

1.本专利提出一种利用系统三相相电流相量变化量模值作为闭锁条件，从而可靠性更高、可应用范围更广的触电保护技术，其特征在于，保护工作的基本流程为：
a.保护装置持续监测被保护线路的剩余电流相量变化量的模值，将测得的实时剩余电流相量值与2个周波前的相量值进行相减，得到剩余电流相量变化量，取剩余电流相量变化量的模值
Figure FDA0002884918330000011
和预设的剩余电流相量变化量模值阈值Irset进行比较，若
Figure FDA0002884918330000012
则保护启动；
b.保护装置采集系统三相相电流相量变化量的模值，保护起动后，根据保护起动时间节点，将保护起动时的三相相电流相量值与2个周波前的相量值进行相减，得到三相相电流的相量变化量
Figure FDA0002884918330000013
分别取三相相电流相量变化量的模值
Figure FDA0002884918330000014
和预设的相电流相量变化量模值阈值ILset进行比较，如果三相相电流相量变化量的模值都小于ILset，则保护进入延时动作阶段，否则，保护返回；
c.动作延时期间，持续将检测到的剩余电流相量与故障前2个周波的剩余电流相量相减得到剩余电流相量变化量并计算其有效值
Figure FDA0002884918330000015
当
Figure FDA0002884918330000016
小于预设的动作返回值Irre时，认为故障消失或者已被下级线路切除，保护返回，否则，延时结束后保护动作。
CN202110010653.8A 2021-01-06 2021-01-06 一种负荷电流变化量制动的触电保护技术 Pending CN112865017A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110010653.8A CN112865017A (zh) 2021-01-06 2021-01-06 一种负荷电流变化量制动的触电保护技术

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110010653.8A CN112865017A (zh) 2021-01-06 2021-01-06 一种负荷电流变化量制动的触电保护技术

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112865017A true CN112865017A (zh) 2021-05-28

Family

ID=76003999

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110010653.8A Pending CN112865017A (zh) 2021-01-06 2021-01-06 一种负荷电流变化量制动的触电保护技术

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112865017A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113300344A (zh) * 2021-06-30 2021-08-24 广东电网有限责任公司 一种低压配电网剩余电流保护方法及装置
CN113595043A (zh) * 2021-07-29 2021-11-02 广东电网有限责任公司 一种电网的漏电保护启动及延时动作判断方法及装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113300344A (zh) * 2021-06-30 2021-08-24 广东电网有限责任公司 一种低压配电网剩余电流保护方法及装置
CN113300344B (zh) * 2021-06-30 2023-06-06 广东电网有限责任公司 一种低压配电网剩余电流保护方法及装置
CN113595043A (zh) * 2021-07-29 2021-11-02 广东电网有限责任公司 一种电网的漏电保护启动及延时动作判断方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Fault analysis and traveling-wave protection scheme for bipolar HVDC lines
CN109742727B (zh) 一种低压400v漏电电流的判断方法
CN112865017A (zh) 一种负荷电流变化量制动的触电保护技术
NZ566949A (en) A ground-fault circuit-interrupter system for three-phase electrical power systems
CN111934280B (zh) 漏电故障检测方法、装置、存储介质和配电网关
CN108321780B (zh) 一种基于各出线保护横向配合的小电阻接地系统反时限零序过电流接地保护方法
WO2013144304A2 (en) Islanding detection in electricity distribution network
CN102721896A (zh) 故障电弧检测方法
CN105655976A (zh) 一种发电机定子接地保护方法
CN109444659B (zh) 基于电压预测的环形直流配电网故障检测方法
CN204188680U (zh) 一种具有用电安全保护功能的电能表
CN114498552A (zh) 一种基于剩余电流的低压配电网漏电保护方法
Patil et al. Real time protection technique for DC microgrid using local measurements
CN203522122U (zh) 一种应用于断路器重合闸的负载线路故障检测电路
CN111224376B (zh) 低压配电网防触电保护方法及保护装置
CN113178850B (zh) 一种基于配电物联网的低压配电网多点差动漏电保护方法
CN208656407U (zh) 防止间接接触触电的保护系统
CN113595043A (zh) 一种电网的漏电保护启动及延时动作判断方法及装置
CN111157835A (zh) 一种电网单相接地故障判断方法
CN103580005B (zh) 一种弧光保护方法
CN111880110A (zh) 中性点非有效接地系统单相接地故障消失判断方法及系统
CN104821556A (zh) 户外低压台区有源补偿装置分层保护配置与故障处理方法
CN105207181B (zh) 一种高压直流线路自适应低电压保护方法
CN103792453A (zh) 用电网限流型断路器单相短路保护动作的判定方法
CN201887444U (zh) Txhpt用电接地综合保护装置器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination