CN114362098B - 一种基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法,包括,通过直流漏电流法检测阳极接地故障和阴极接地故障,并去除;利用高速采样器采集接地故障电流、剩余电流和阳极变化电流;通过阈值范围对采集的数据进行识别,判断故障类型,进而发出控制IGBT旁路开关的控制信号;IGBT旁路导通时,对接地故障电流进行强制换流,并通过报警装置发出报警信号提示人体撤离;断开投切旁路,完成对人体的保护;本发明能够准确区分故障类型,针对两点故障能够及时保护跳闸,灵敏性高,优先保护人体安全,并且可以对瞬时和永久性故障进行区分,减少停电检修次数,提高了系统运行的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及直流配网的技术领域,尤其涉及一种基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法。
背景技术
随着分布式能源渗透率的逐步提高和电子设备直流负荷的快速增长,直流配电网的应用前景广阔,研究和实践初步验证了低压直流供电系统的应用价值及其在能源革命进程中的巨大作用。而随着人民生活水平和生活质量的大幅提升,人们对日常安全用电问题也越来越重视,特别是现代社会,大功率电器大量使用、住宅用电负荷也大幅度增长,若供电保护系统设计不合理则有极可能造成人身伤亡事故和国家财产的巨大损失。全民电气安全意识和电气安全水平亟待提高。为防止上述电气灾害的发生,研究低压直流系统的电气安全及相应的保护问题具有实用价值及现实意义。
但目前针对LVDC系统的保护问题,国内外尚处于研究阶段,缺乏可靠安全的保护方法,在保护方式上多数采用剩余电流保护器进行保护,但是剩余电流器在保护整定上过于局限且不具有可控性,在发生两点故障时不能准确检测故障和及时保护跳闸而影响人体生命安全的问题。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述现有存在的问题,提出了本发明。
因此,本发明提供了一种基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法,能够克服IT接地方式下发生两点故障时无法准确检测故障和及时保护跳闸而影响人体生命安全的缺陷。
为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:包括,通过直流漏电流法检测阳极接地故障和阴极接地故障,并去除;利用高速采样器采集接地故障电流、剩余电流和阳极变化电流;通过阈值范围对采集的数据进行识别,判断故障类型,进而发出控制IGBT旁路开关的控制信号;IGBT旁路导通时,对接地故障电流进行强制换流,并通过报警装置发出报警信号提示人体撤离;断开投切旁路,完成对人体的保护。
作为本发明所述的基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法的一种优选方案,其中:包括,断开投切旁路后对RCD保护装置进行重合闸操作,将两点瞬时故障、永久性单点故障、永久性两点故障进行判断区分,减少停电检修次数。
作为本发明所述的基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法的一种优选方案,其中:高速采样器由高采样率的电子式互感器配合高速数据转发的合并单元构成。
作为本发明所述的基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法的一种优选方案,其中:包括,接地故障电流I1:
剩余电流I2:
其中,Udc为直流电压,R1为线路电阻,Ra为人体电阻,R0为接地电阻,RH为源侧高阻。
作为本发明所述的基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法的一种优选方案,其中:识别包括,通过将安全电流、接地故障电流、剩余电流、额定电流与中度危险电流的上限进行比较,获得所述阈值范围为:发生单点故障时,流经人体的故障电流小于30mA,人体两端的电压最大为30V;其中,中度危险电流的上限为300mA。
作为本发明所述的基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法的一种优选方案,其中:包括,若I1=I2=0,ΔU=0V,则未发生故障;若I1=I2<30mA,ΔU<30V,则故障类型为单点故障中的人体触碰或壳碰极线;若I2<300mA<I1<I4,ΔU>30V,则故障类型为两点故障中的RCD同侧人体触碰;若300mA<I1=I2<I4,ΔU>30V,则故障类型为两点故障中的RCD两侧人体触碰;若I2<300mA<I4<I1,ΔU>30V,则故障类型为两点故障中的RCD同侧线路接地;若I1=I2>I4>300mA,ΔU>30V,则故障类型为两点故障中的RCD两侧线路接地;其中,I4为额定电流,ΔU为阳极变化电压。
作为本发明所述的基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法的一种优选方案,其中:包括,发生两点故障时,在t11时刻通过触发回路触发IGBT旁路导通,导通时间Δt11早于发生两点故障时人体承受的最大电流时间Δts1;投切支路导通时,报警装置发出声响,人体听到报警信号并安全撤离的时间t为:
t=Δtm1+Δtm2+Δtm3
其中,Δtm1为人体听到报警信号后做出反应的动作时间,Δtm2为耳膜的振动通过听觉神经传到大脑所需时间,Δtm3为从大脑发命令到肌肉开始动作的时间。
作为本发明所述的基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法的一种优选方案,其中:所述触发回路由新型电力半导体场控自关断器件IGBT、限流电感和报警装置构成。
作为本发明所述的基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法的一种优选方案,其中:包括,投切旁路断开后,若故障为人体触碰引起的两点瞬时故障,则通过控制RCD保护装置进行重合闸,若重合闸之后故障消除,则为瞬时性单点故障;若重合闸之后故障存在,则为永久性单点故障;若故障为永久性两点故障,RCD保护装置立刻跳闸,待人员检修完成后再重新投入运行。
本发明的有益效果:本发明的高速采样器可以快速采集信息量,监控系统配合故障识别判据,准确检测剩余电流值过小的两点故障,进而进行保护;本发明将接地故障电流,剩余电流和阳极电压变化的组合判据作为故障阈值识别判据,对故障类型进行识别,能够准确区分故障类型,针对两点故障能够及时保护跳闸,灵敏性高,优先保护人体安全,并且可以对瞬时和永久性故障进行区分,减少停电检修次数,提高了系统运行的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。其中:
图1为本发明第一个实施例所述的基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法的阳极接地故障和阴极接地故障示意图;
图2为本发明第二个实施例所述的基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法的IGBT驱动电路原理示意图;
图3为本发明第二个实施例所述的基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法的瞬时性两点故障投入保护及重合闸后结果示意图;
图4为本发明第二个实施例所述的基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法的永久性两点故障的保护电阻两端电压波形示意图;
图5为本发明第二个实施例所述的基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法的永久性两点故障的人体两端电压波形示意图;
图6为本发明第二个实施例所述的基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法的瞬时性两点故障情况下IGBT的信号波形示意图;
图7为本发明第二个实施例所述的基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法的瞬时性两点故障情况下未投入保护流经人体电流波形示意图;
图8为本发明第二个实施例所述的基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法的瞬时性两点故障情况下投入保护后流经人体电流波形示意图;
图9为本发明第二个实施例所述的基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法的瞬时性两点故障情况下剩余电流波形示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明,显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明的保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次,此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例,也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明结合示意图进行详细描述,在详述本发明实施例时,为便于说明,表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大,而且所述示意图只是示例,其在此不应限制本发明保护的范围。此外,在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
同时在本发明的描述中,需要说明的是,术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明中除非另有明确的规定和限定,术语“安装、相连、连接”应做广义理解,例如:可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接;同样可以是机械连接、电连接或直接连接,也可以通过中间媒介间接相连,也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
参照图1,为本发明的第一个实施例,该实施例提供了一种基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法,包括:
S1:通过直流漏电流法检测阳极接地故障和阴极接地故障,并去除。
在保护投入之前需进行故障预处理,通过直流漏电流法检测阳极接地故障和阴极接地故障,如图1所示,其中,F1为阳极接地故障,F2为阴极接地故障,RH为源侧高阻,P(400V)为低压直流系统的阳极电压,M(0V)为低压直流系统的阴极电压。
直流漏电流检测法主要是通过检测直流系统支路对地直流不平衡电流,可以轻易将阳极接地或阴极接地故障检测出来,提前将阳极接地故障和阴极接地故障排除,以减少电击事故。
S2:利用高速采样器采集接地故障电流、剩余电流和阳极变化电流。
高速采样器由高采样率的电子式互感器配合高速数据转发的合并单元构成,能够降低信号从采样到传输至监控系统的延迟,提高了对信号的响应速度。
接地故障电流I1:
剩余电流I2:
其中,Udc为直流电压,R1为线路电阻,Ra为人体电阻,R0为接地电阻,RH为源侧高阻。
S3:通过阈值范围对采集的数据进行识别,判断故障类型,进而发出控制IGBT旁路开关的控制信号。
由于发生不同故障时的故障电流I1、剩余电流I2和阳极变化电压ΔU差异较大,本实施例通过设定故障阈值范围,可准确识别判断故障类型,具体的,
通过将安全电流、接地故障电流、剩余电流、额定电流与中度危险电流的上限进行比较(根据国标IEC60479-1中规定,直流安全电流值为低于30mA,额定电流为配网系统正常运行时测量可获知,也可以通过等效计算获得,当大于十倍安全电流时,此时仅仅通过剩余电流保护器进行保护已经不满足安全要求,故将此时的电流值作为中度危险电流的上限),获得阈值范围为:
发生单点故障时,流经人体的故障电流小于30mA,人体两端的电压最大为30V;其中,中度危险电流的上限为300mA。
具体的:
(1)若I1=I2=0,ΔU=0V,则未发生故障;
(2)若I1=I2<30mA,ΔU<30V,则故障类型为单点故障中的人体触碰或壳碰极线;
单点故障对人体安全影响不大,由于IT接地方式电击防护性能比较高,导致电压电流变化很小,两种影响不大的单点保护(人体触碰或壳碰极线)不需要跳闸保护,实际中也可以不进行区分。
(3)若I2<300mA<I1<I4,ΔU>30V,则故障类型为两点故障中的RCD同侧人体触碰;
(4)若300mA<I1=I2<I4,ΔU>30V,则故障类型为两点故障中的RCD两侧人体触碰;
(5)若I2<300mA<I4<I1,ΔU>30V,则故障类型为两点故障中的RCD同侧线路接地;
(6)若I1=I2>I4>300mA,ΔU>30V,则故障类型为两点故障中的RCD两侧线路接地;
其中,I4为额定电流,ΔU为阳极变化电压。
进一步的,预设识别为两点故障时输出开关信号为1,正常(无故障)和单点故障时输出开关信号为0,并将开关信号传至IGBT旁路。
S4:IGBT旁路导通时,对接地故障电流进行强制换流,并通过报警装置发出报警信号提示人体撤离。
发生两点故障时,在t11时刻通过触发回路触发IGBT旁路导通,导通时间Δt11早于发生两点故障时人体承受的最大电流时间Δts1;
投切支路导通时,报警装置发出声响,人体听到报警信号并安全撤离的时间t为:
t=Δtm1+Δtm2+Δtm3
其中,Δtm1为人体听到报警信号后做出反应的动作时间,Δtm2为耳膜的振动通过听觉神经传到大脑所需时间,Δtm3为从大脑发命令到肌肉开始动作的时间。
其中需要说明的是,触发回路由新型电力半导体场控自关断器件IGBT、限流电感和报警装置构成,限流电感可以在触发回路导通后瞬间降低故障电流增大的速率,起到保护IGBT的作用,报警装置在导通后发出报警信号,提醒人体快速撤离现场。
S5:断开投切旁路,完成对人体的保护。
人体安全撤离后,投切旁路断开。
S6:断开投切旁路后对RCD保护装置进行重合闸操作,将两点瞬时故障、永久性单点故障、永久性两点故障进行判断区分。
投切旁路断开后,若故障为人体触碰引起的两点瞬时故障,则通过控制RCD保护装置进行重合闸,若重合闸之后故障消除,则为瞬时性单点故障;若重合闸之后故障存在,则为永久性单点故障;
若故障为永久性两点故障,RCD保护装置立刻跳闸,待人员检修完成后再重新投入运行。
本实施例通过重合闸操作将瞬时和永久故障进行区分,减少停电检修次数,也进一步防止直流配网故障的扩大化。
实施例2
为了对本方法中采用的技术效果加以验证说明,本实施例通过搭建实物模型进行试验验证,以验证本方法所具有的真实效果。
试验模型分为外接主电路模型和IGBT驱动电路模型,搭建的外部主电路模型主要通过对发生两点故障的电路进行等效后,模拟低压直流配网下发生两点故障的真实场景,IGBT驱动电路模型原理图如图2所示,其中,S1为可控开关,通过可控开关的导通和关断可以产生脉冲触发信号,R3为200Ω电阻,与R2(200Ω电阻)配合,使得5V电压导通时达到15口的最小导通电流10mA,VD1为稳压二极管,防止电流反向流通,电容C1,C2和C3主要起一定的滤波作用,栅极电阻RG为该芯片的固定电阻10欧姆。
IGBT驱动模块采用EXB841芯片,延迟时间约为1μs,最高工作频率达40kHz;EXB841模块内部包括光电耦合器、运算放大器、推挽电路、过流保护以及稳压管输出基准5V电压等几部分构成,EXB841模块中通过脉冲信号的导通和关断使光电耦合器经放大器产生控制门级导通和关断的信号。
发生故障时的试验结果如图3、图4和图5所示,从图3中可以看出发生瞬时两点故障时,流经人体的故障电流远远超过人体承受安全电流,保护装置在检测到对人体有危害的两点故障时立即动作,投切保护旁路,将流经人体电流限制到安全电流以下,保护旁路断开后,由RCD保护装置配合重合闸操作对永久和瞬时故障进行区分,当判断为瞬时性两点故障,通过重合闸操作,故障消失,减少了停电检修次数,若重合闸操作后故障电流存在,此时故障电流较小,不对人体产生生命威胁,检修人员可以在合适的时间进行检修,提高了检修的灵活性。
两点永久故障试验波形如图4所示,投入保护支路后,流经人体的电流下降,能对人体起到显著保护作用,图5保护支路的投入使得接地故障电流增加,在保护支路断开后,通过对接地故障电流和剩余电流的组合判断,判断为永久性的两点故障,RCD保护直接跳开。
进一步的,为验证本方法相对现有技术具有较好的保护效果,本实施例中将采用现有技术和本方法分别对两点故障进行保护,保护结果分别如图6、7、8、9所示。
瞬时性两点故障情况下IGBT的信号波形图如图6所示,0.5s时发生两点故障,此时保护装置经过极短的时间Δt后导通,信号为高电平,在1.5s后装置退出保护,由RCD进行故障的切除。
系统初始状态为正常运行状态,0.1s发生单点故障,0.5s时故障演变为两点故障,如图7所示,此时流经人体电流高达400mA,严重影响人体安全,现有技术对IT接地方式下发生两点故障无法及时进行保护,1.5s之后通过RCD保护装置才能将故障切除,
采用本方法后,采样装置采集到电流、电压信号后传输到监控系统,通过逻辑判断后在50ms内导通IGBT信号,如图8所示,此时流经人体电流在投入支路后从400mA减小为30mA以下,能够保证人体生命安全,且IGBT支路投入时间在人体承受最大时间之内。
当人体安全撤离后,IGBT信号断开,从图9中可以看出两点故障位于RCD同侧和两侧时,其剩余电流大小不同,通过剩余电流大小可以将两种故障进行区分。
应当认识到,本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现,其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而,若需要,该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下,该语言可以是编译或解释的语言。此外,为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。
此外,可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作,除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行,并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如,可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。
进一步,所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现,包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现,无论是可移动的还是集成至计算平台,如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等,使得其可由可编程计算机读取,当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外,机器可读代码,或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时,本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时,本发明还包括计算机本身。计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能,从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中,转换的数据表示物理和有形的对象,包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。
如在本申请所使用的,术语“组件”、“模块”、“系统”等等旨在指代计算机相关实体,该计算机相关实体可以是硬件、固件、硬件和软件的结合、软件或者运行中的软件。例如,组件可以是,但不限于是:在处理器上运行的处理、处理器、对象、可执行文件、执行中的线程、程序和/或计算机。作为示例,在计算设备上运行的应用和该计算设备都可以是组件。一个或多个组件可以存在于执行中的过程和/或线程中,并且组件可以位于一个计算机中以及/或者分布在两个或更多个计算机之间。此外,这些组件能够从在其上具有各种数据结构的各种计算机可读介质中执行。这些组件可以通过诸如根据具有一个或多个数据分组(例如,来自一个组件的数据,该组件与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互和/或以信号的方式通过诸如互联网之类的网络与其它系统进行交互)的信号,以本地和/或远程过程的方式进行通信。
应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法,其特征在于:包括,
通过直流漏电流法检测阳极接地故障和阴极接地故障,并去除阳极接地故障和阴极接地故障;
利用高速采样器采集接地故障电流、剩余电流和阳极变化电压;
通过阈值范围对采集的数据进行识别,判断故障类型,进而发出控制IGBT旁路开关的控制信号;
IGBT旁路导通时,对接地故障电流进行强制换流,并通过报警装置发出报警信号提示人体撤离;
断开投切旁路,完成对人体的保护;
接地故障电流I1:
剩余电流I2:
其中,Udc为直流电压,R1为线路电阻,Ra为人体电阻,R0为接地电阻,RH为源侧高阻;
通过将安全电流、接地故障电流、剩余电流、额定电流与中度危险电流的上限进行比较,获得所述阈值范围为:
发生单点故障时,流经人体的故障电流小于30mA,人体两端的电压最大为30V;
其中,中度危险电流的上限为300mA;
若I1=I2=0,ΔU=0V,则未发生故障;
若I1=I2<30mA,ΔU≤30V,则故障类型为单点故障中的人体触碰或壳碰极线;
若I2<300mA<I1<I4,ΔU>30V,则故障类型为两点故障中的RCD同侧人体触碰;
若300mA<I1=I2<I4,ΔU>30V,则故障类型为两点故障中的RCD两侧人体触碰;
若I2<300mA<I4<I1,ΔU>30V,则故障类型为两点故障中的RCD同侧线路接地;
若I1=I2>I4>300mA,ΔU>30V,则故障类型为两点故障中的RCD两侧线路接地;
其中,I4为额定电流,ΔU为阳极变化电压。
2.如权利要求1所述的基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法,其特征在于:包括,
断开投切旁路后对RCD保护装置进行重合闸操作,将两点瞬时故障、永久性单点故障、永久性两点故障进行判断区分,减少停电检修次数。
3.如权利要求1或2所述的基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法,其特征在于:高速采样器由高采样率的电子式互感器配合高速数据转发的合并单元构成。
4.如权利要求1所述的基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法,其特征在于:包括,
发生两点故障时,在t11时刻通过触发回路触发IGBT旁路导通,导通时间Δt11早于发生两点故障时人体承受的最大电流时间Δts1;
投切支路导通时,报警装置发出声响,人体听到报警信号并安全撤离的时间t为:
t=Δtm1+Δtm2+Δtm3
其中,Δtm1为人体听到报警信号后做出反应的动作时间,Δtm2为耳膜的振动通过听觉神经传到大脑所需时间,Δtm3为从大脑发命令到肌肉开始动作的时间。
5.如权利要求4所述的基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法,其特征在于:所述触发回路由新型电力半导体场控自关断器件IGBT、限流电感和报警装置构成。
6.如权利要求4或5所述的基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法,其特征在于:包括,
投切旁路断开后,若故障为人体触碰引起的两点瞬时故障,则通过控制RCD保护装置进行重合闸,若重合闸之后故障消除,则为瞬时性单点故障;若重合闸之后故障存在,则为永久性单点故障;
若故障为永久性两点故障,RCD保护装置立刻跳闸,待人员检修完成后再重新投入运行。
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| CN104953568A (zh) * | 2015-07-17 | 2015-09-30 | 河南行知专利服务有限公司 | 一种柔性直流输电系统的故障保护方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| CN109586261A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-04-05 | 华北电力大学 | 一种线路侧故障耗能支路及其控制方法 |
| CN209311616U (zh) * | 2018-12-20 | 2019-08-27 | 国网四川省电力公司江油市供电分公司 | 一种简易型电流保护检测演示电路 |
| CN110190591A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-08-30 | 国网陕西省电力公司电力科学研究院 | 一种单相接地故障自动处理方法及处理系统 |
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