剩余电流监控系统

剩余电流监控系统（精选八篇）

剩余电流监控系统 篇1

随着我国经济建设的迅速发展,人民生活水平的不断提高以及其它各项事业的兴旺发达,这几十年里,我国人均用电翻了一番,而电气火灾也随之剧增。建筑电气火灾给国家财产和人民生命安全造成的损失也与日俱增,其中一部分是由建筑电气剩余电流引起的火灾。为此《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005版)局部修订条文9.5.1条、强制性国标《剩余电流动作保护装置的安装和运行》GB13955-2005均强调了剩余电流动作保护装置在防止因接地故障而引起的电气火灾的防护作用,要求在建筑物内安装剩余电流火灾报警监控系统。

2 剩余电流的产生及引发火灾原因分析

2.1 剩余电流的产生

正常情况下,电流在绝缘体所包围的导体内流动,不会引起危害。但当绝缘层由于摩擦、挤压、切割、受热、老化、潮湿、污染、腐蚀等物理和化学作用而被破坏、丧失或部分丧失绝缘性能时,如果在绝缘破损处和大地之间存在着某种程度的导电途径,那么在对地电压的作用下,就会有一部分电流从绝缘破损处流出,经导电途径入地再流回电源,这种故障现象就是产生剩余电流。绝缘破损处称为剩余电流点,电流进入大地处称为接地点。在实际剩余电流故障中,剩余电流点一般只有一点,而接地点则往往有多点;另外,大部分的剩余电流为小电流剩余电流,并不能使线路中的常规保护装置(熔断器、自动开关等)动作而切断故障部分的电源,直到发生触电、火灾等事故才被发现。

2.2 剩余电流引发火灾的原因分析

剩余电流造成火灾的最主要原因是剩余电流从剩余电流点到接地点流入大地途中,在电阻较高的部位发生热作用引燃附近可燃物而造成火灾。也就是说,剩余电流引起火灾的机理就是剩余电流的热作用形式,主要有击穿性电弧和电阻性发热两类:

(1)击穿性电弧

剩余电流常会引起火灾剩余电流故障点接触不实,似接非接,导致接触电阻较大,使过流保护装置难以动作,同时会在故障点处产生电弧。据测,仅0.5A的电流的电弧温度可达2000℃以上,足以引燃所有的可燃物。

(2)电阻性发热可分为导体整体过热和接触点过热两类:

(1)导体整体过热是由于导体截面过小所致,这种情况一般发生在剩余电流路径中的细铁丝上。例如,某工厂曾经由于电缆头的漏电,使跨接在两个钢架上拉标语的铁丝红热,引燃标语起火。

(2)接触点过热主要是指因接触电阻过大而产生的电阻性发热。电气系统中正常的电接点的接触电阻很小,在正常电流下不会造成过热。而剩余电流路径中的接触点由于锈层、污染等因素的存在,一开始就有较大的接触电阻。当剩余电流也较大时,接触点处就会产生较多的热量,如果接点处散热条件较差,温度就会升高,因而加速了接触点的氧化,使接触电阻进一步升高。这种恶性循环的结果,可达到红热或白热的程度。

3 剩余电流火灾报警系统组成及设置范围

3.1 剩余电流火灾报警系统组成

剩余电流火灾报警系统主要由监测剩余电流的互感器、剩余电流监控探测器、监控设备构成,对电气火灾实时监测并实施报警或切断电源。剩余电流火灾报警系统分为执行硬件系统和软件支持系统两部分。剩余电流火灾报警硬件系统组成简图见图1。

3.2 剩余电流火灾报警系统的设置范围

剩余电流火灾报警系统的设置范围主要依据《高层民用建筑设计防火规范》和《建筑设计防火规范》。

其中《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-2005局部修订条文中的9.5.1规定高层建筑内火灾危险性大、人员密集等场所宜设置剩余电流火灾报警系统。

《建筑设计防火规范》11.2.7条要求在下列建筑物中宜设剩余电流火灾报警系统:(1)按一级负荷供电且建筑高度大于50.0m的乙、丙类厂房和丙类仓库;

(2)按二级负荷供电且室外消防用水量大于30L/s的厂房(仓库);

(3)按二级负荷供电的剧院、电影院、商店、展览馆、广播电视楼、电信楼、财贸金融楼和室外消防用水量大于25L/s的其他公共建筑;

(4)国家级文物保护单位的重点砖木或木结构的古建筑;

(5)按一、二级负荷供电的消防用电设备。

4 剩余电流火灾报警系统的分级保护

根据国标《剩余电流动作保护装置的安装和运行》GB13955-2005要求,剩余电流保护装置应采用分级保护。

分级保护的定义:剩余电流动作保护装置分别装设在电源端、负荷群首端、负荷端,构成两级或以上串接保护系统,且各级剩余电流动作保护装置的主回路额定电流值、剩余电流动作值与动作时间协调配合,实现具有选择性的分级保护,避免大面积停电。实行分级保护的目的是从人身、设备安全和正常用电的角度出发,既要保证能可靠动作,切断电源,又要把跳闸造成的停电限制在最小范围内。

根据用电负荷和线路具体情况的需要,一般可分为两级或三级保护。一般情况下,在电源端或分支线上,应选用低灵敏度延时型或动作特性可调的剩余电流保护装置;而在末端,仍应使用传统的无延时的剩余电流开关,剩余电流动作电流≤30m A,额定动作时间Tn<0.1s,高灵敏度、快速动作型,主要用于防人身触电保护,与剩余电流火灾报警系统是互补关系。

建筑总进线处安装一个探测控制器(只探测不脱扣控制),并选择参数适合的三相电流探测器和剩余电流探测器(分立式或组合式)。按照国家标准GB14287.2-2005中第二部分“剩余电流式电气火灾监控探测器”4.2.2的规定:探测器报警值不应小于20m A,不应大于1000m A,且探测器报警值应在报警设定值的80%~100%之间。根据此项要求,一般把进线处的剩余电流定为400~800m A。

在每个支路配电柜的二级开关上安装二级探测控制器,选择参数适合的三相电流探测器和剩余电流探测器。

5 剩余电流火灾报警系统的设计

5.1 主要设计方案

从以上内容可看出,剩余电流火灾报警系统不再是以往分散设置的单个剩余电流报警器或传统剩余电流开关,应该是一个联网的整体装置,是一个完整系统。所以目前剩余电流火灾报警系统主要有以下三种设计方案。

方案一:基于RS-485(232)总线的剩余电流火灾报警系统

此系统由剩余电流互感器、监控探测器、报警器或控制器构成的剩余电流火灾实时监测并实施报警或切断电源的装置,其系统组成方案见图2。

剩余电流互感器为传感器件,由它检测出的剩余电流信号,经放大、交/直流变换、模/数变换,微处理器处理后,送至输出。输出信号经RS-232或485总线输往监控设备。监控设备接收的信息经计算机处理后,送往报警器、显示器、信号输出级等。而RS总线传输的距离相对较短,适合小范围的监控。

方案二:基于CAN总线的剩余电流火灾报警系统

采用实时性强、可靠性高的CAN(Controller Area Network,控制器局域网)技术设计网络化的剩余电流报警系统,系统原理图见图3。当发生剩余电流报警或设备故障时,能够将剩余电流报警器信息通过现场总线传送到控制柜机与中央监控主机,网络监控中心能迅速定位漏电与故障地点,及时进行处理。

方案三:基于嵌入式技术的剩余电流火灾报警系统

上述剩余电流火灾报警系统利用RS-232、RS-485、CAN等总线实现多个火灾报警控制器之间的组网,但这些网络有效范围比较有限,一般适用于相邻建筑之间的联网;有关的通信协议也比较简单,而且是封闭式的通讯协议。而随着以太网技术和微控制器技术的发展,在剩余电流火灾报警系统中采用嵌入式技术已成为可能,系统原理图见图4。这种嵌入式远程监控剩余电流火灾报警系统可以实现对远程线路及配电箱的控制和数据采集,并可以充分利用现有网络资源,方便地接入到以太网中。

5.2 设计注意事项

(1)应对建筑物内防火区域做出合理的分布设计,确定适当的保护范围、预定的剩余电流动作值和动作时间,并应满足分级保护的动作特性要求,缩小故障切断电源时引起的停电范围。因此,设计时首先应对被控配电系统的相关参数有一个比较清晰的了解,研究有关被控配电线路的相关图纸,并将建筑电气的分布情况调查清楚,确定配电设备(配电箱、盘、柜)的位置,把每一个探测控制器分配到相应的配电设备上,根据实际情况确定控制探测器数量配置。

(2)电气火灾监控系统的报警信号应设在消防控制室或有人值班的场所;电气火灾监控系统可自成系统,当并入火灾自动报警系统时,应采用独立显示器。

(3)根据建筑用电负荷和线路具体情况,确定采用二级或三级保护模式;一般所有的二级开关处都要安装剩余电流探测控制器;三级开关是否安装应根据负荷实际情况和建筑用途、火灾危险性等实际情况确定。

(4)重要线路,包括消防、安防、应急电源、通道照明线路及不容许停电的重要场所,根据GB139554.6规定,应安装纯报警式剩余电流探测报警器,报警但不切断电源(不控制脱扣),既保证了用电安全又保证了供电的不间断性。

(5)《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-2005的9.1.1条要求,剩余电流火灾报警系统应当按照消防用电的规定执行。因此,无论消防中心设置的集中控制器,还是现场设置的电气火灾监控探测器都要按照消防用电的规定执行,接入消防用电。

6 结束语

通过对剩余电流的形成及引发火灾原因的分析,能够让人们充分认识并做好预防剩余电流火灾的发生。且在高层建筑内火灾危险性大、人员密集等场所设置剩余电流火灾报警系统,并根据条件采用适合的剩余电流火灾报警系统设计方案,可以准确监控电气线路的故障和异常状态,发现电气火灾的火灾隐患,及时报警提醒管理人员去消除这些隐患,做到防范于未然。

摘要：阐述了剩余电流的产生及引发火灾的原因,概述了剩余电流火灾报警系统的组成、设置范围及剩余电流的分级保护。分析了剩余电流火灾报警系统的三种设计方案及设计中的注意事项。

关键词：剩余电流,火灾报警系统,分级保护,设计

参考文献

[1]中华人民共和国公安部.GB50045-95高层民用建筑设计防火规范(2005年版)[S].北京:中国计划出版社,2005.

[2]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB13955-2005剩余电流动作保护装置安装和运行[S].中国标准出版社,2005.

建筑低压配电中的剩余电流保护 篇2

摘要：在电力系统运行的过程中，进行配电设备的安全保护是重中之重，其中依照剩余电流原理来采取配电保护措施是一种较为常见的方式。同时对于配电设计和系统的安全运行也起到一定的促进作用。因此，本文主要对建筑低压配电中的剩余电流保护问题进行了深入阐述，旨在保护配电设备的安全。

关键词：建筑配电；剩余电流；接地故障

所谓的剩余电流就是在低压配电线路中，电流的矢量和不为零，根据剩余电流的原理来进行电力设备的检测主要是对电流的流量进行监控，同时设置相应的保护装置。进而保证电力系统运行的安全性，同时也能够保证电力工作人员自身的安全。为了达到这一目的，国家已经出台了相关的法律来对剩余电流保护装置进行了明确地规定。

1、剩余电流保护原理

剩余电流保护原理在进行电力系统的运行测试中是较为常见的，主要是利用相关的感应设备来对剩余电流值进行测定。在具体的工作过程中，需要将电流互感器安装在三相导线和中性線路上，测得三相导线和中性导线的电流矢量和。通常情况下会出现两种情况：一是在没有发生任何接地故障的时候，电流的矢量和为零，达到三相负荷的平衡状态。一是当出现接地故障的时候，故障电流数值不为零。如果现实的数值大于剩余电流保护器件的规定电流值时，就会使得保护器发出报警信号。如果过流保护和接地保护不一致的时候，需要及时应用剩余电流动作保护工作原理。

需要注意的是，剩余电流原理可以直接作为接地故障保护的措施，在具体的运用过程中，主要是对电力火灾的检测工作以及电击防护工作两方面进行保护。

2、剩余电流保护器在电气火灾监控中的应用

对电气火灾进行监控是剩余电流保护器的重要工作，主要是由于火灾在电力系统的运行中发生的次数较多。而且接地故障产生的电弧是产生火灾的主要原因。无论在哪种系统中，接地故障电路的阻抗会明显大于导体短路的电流阻抗，使得接地故障的电路阻抗相对较大。因此很容易出现短路现象，导体线路的局部地区出现高温就会导致线路自燃。如果在配电线路上安装相应的参与电流保护器，就可以对电流量进行及实地监控，能够在第一时间发现接地故障，并采取科学合理的措施来对其进行修复。

2.1剩余电流动作报警器用于电气火灾监控的场所

通常情况下，居民的住宅楼、公寓很容易出现火灾的现象，因此需要安装相应的火灾自动报警器，人们一直以来都比较关注接地保护的剩余电流动作报警器。在具体的安装过程中主要安设在建筑物的电源进线或者是配电干线的分支处。进行此种报警器的安装主要是针对二级建筑物。对于特级建筑物中的配电线路，需要对剩余电流监控模块进行严格地控制，同时其余监控的主机共同组成剩余电流报警系统，其防火功能得到了进一步地完善。这种报警器也可以设置在以及建筑的配电线路中。从而做到对电气火灾的有效监控。

2.2电力火灾监控剩余电流动作报警器动作电流值

剩余电流值应该与线路的泄漏电流相适应，如果电流量过小就会引发严重的误动作。如果电流量过大也会影响电流报警器的工作状态，保护系统的灵敏度也会受到损失。通常情况下，剩余电流报警器的电流应该设置在规定的范围之内。如果电流的回路流量较大，就需要采用相应的报警系统来对自然电流进行抵制，其中可以考虑剩余电流报警器或者是分段报警。可见，对电流值进行监控可以有效地对电气火灾进行检测，保证电力线路的安全。

3、剩余电流保护器在电击防护中的应用

当回路或设备发生带电导体与外露可导电部分或保护导体之间的故障时，防间接接触保护电器必须切断该回路或设备的供电，以防止人体同时触及的可导电部分的预期接触电压值。当接触电压超过交流50V，不能持续到对人体产生有害和危险的病理、生理反应的时间。

3.1防止电击应设置剩余电流保护器的设备

手持式及移动式用电设备、室外工作场所的用电设备、环境特别恶劣或潮湿场所的电气设备、家用电器回路或插座回路、由TT系统供电的用电设备、医疗电气设备急救和手术用电设备等需设置。

3.2电击防护对剩余电流动作保护装置的要求

首先，保护装置的动作电流，在用作直接接触防护的附加保护或间接接触防护时，剩余动作电流不应超过30mA，通常此保护器设置在末端用电回路和插座回路中，此电流值可以保证人身安全。其次，剩余电流保护器切断故障回路的时间也有明确的规定，通常状况下一般不大于5s，在某些回路中不大于0.4s。

4、电气火灾监测与电击防护对剩余电流保护装置要求的异同

4.1电气布线系统中接地故障对剩余电流动作保护器的基本要求

电气火灾监测与电击防护都是发生接地故障利用监测剩余电流使动作保护器动作，它们本质都是剩余电流动作保护装置对接地故障的保护，所以二者基本保护原理是相同的，二者对接地故障保护的基本要求也是相同的。

（1）电气布线系统中接地故障电流的额定剩余电流动作值不应超过500mA。

（2）PE导体严禁穿过剩余电流动作保护器中电流互感器的磁回路。

（3）对于多级装设的剩余电流动作保护器，其时限和剩余电流动作值应有选择性配合。

（4）当装设剩余电流动作保护电器时，应能将其所保护的回路所有带电导体断开。即保护中性线也应该断开，三相系统中应使用4P开关装置，单相系统中应使用2P开关装置。

（5）剩余电流动作保护器的选择和回路划分，应做到在主要回路所接的负荷正常运行时，其预期可能出现的任何对地泄漏电蕊均不致引起保护电器的误动作。

4.2电气火灾监测与电击防护的要求不同

电气火灾监测与电击防护的最终防护目的不同，所以对剩余电流动作保护装置具体设置要求也有所不同。

（1）设置场所和位置不同。用于电气火灾检测的设置场所是按照建筑的使用性质和火灾危险等级来划分的，而电击防护是按照设备的性质和使用环境来规定是否需要设置保护器。电气火灾检测通常在建筑低压配电一二级配电的进线处设置剩余电流动作保护装置；而电击防护是根据设备划分的，设备通常处在配电末端，所以电击防护的剩余电流动作保护器常设置在末端分支回路中。

（2）动作电流不同。由电气火灾剩余电流保护器处在一二级配电处的进线处，动作电流的设置应避开配电系统正常的泄露电流，所以不应过小，通常为300mA至500mA。而电击防护是为了保证人身安全，且通常处于配电末端回路中，所以动作电流不大于30mA。

（3）动作时间不同。剩余电流动作保护器监控电气火灾，保护器件能发出报警或切断回路即可，在动作时间上没有严格的规定，可根据剩余电流动作保护器的上下级配合设置动作时间。用于电击防护的保护器件有严格的动作时间规定，以免造成人身伤害，如在TN系统的插座回路和IT系统中，要求动作时间不大于0.4s，其他情况的动作时间通常不大于5s。

（3）动作类型不同。用于火灾监控通常只要求发出报警信号，而电击防护需要切断故障回路。

5、结语

综上所述，剩余电流保护原理在建筑的低压配电中应用较为广泛，在具体的应用过程中取得了明显的效果。但是在进行剩余电流保护的过程中，对于工作人员提出了较高的要求。其中，对建筑电气设计和施工人员来说，只有在充分理解剩余电流保护原理的基础上，才能正确设置与安装剩余电流动作保护装置，保证配电系统的可靠性和安全性。

参考文献：

[1]任宝立，于波.超高层建筑供配电系统方案经济技术比较[J].智能建筑电气技术.2014（03）

[2]张绍晖.探讨高层建筑电气设计低压供配电系统的可靠性[J].中华民居（下旬刊）.2014（06）

[3]张苗.浅析建筑电气在高层建筑中的应用研究[J].中华民居（下旬刊）.2014（06）

剩余电流监控系统 篇3

据统计, 2008年广东省共发生火灾4876起, 从引发火灾的直接原因看, 电气引起火灾最多, 共1912起, 占总数的39.2%;据统计, 在中国, 电气火灾的比例每年都在30%以上, 而大多数电气火灾都是由电气短路引起的。

电气短路分为两种形式:

⑴导体间的直接接触短路, 导线金属导体产生炽热高温, 绝缘被氧化自燃或引燃周围可燃物。

⑵带电导体对地短路, 是以电弧为通路的电弧性短路, 较第一种短路, 此种短路发生几率大、不易察觉, 在配电回路中产生的短路电流 (受对地短路阻抗影响) 较小, 不会使保护断路器动作, 电弧局部温度高, 且可长时间延续, 容易引燃周围可燃物。

剩余电流式电气火灾监控系统作用是依靠剩余电流探测报警器在线实时检测用电系统剩余电流, 当剩余电流达到剩余电流报警值时能够发出声光报警信号, 因此能够有效预防因剩余电流导致接地电弧短路所引起的电气火灾, 同时还具有判断低压配电线路接线故障等作用。针对该监控系统, 《高层民用建筑设计防火规范》 (GB 50045-95 (2005年版) ) 、《建筑设计防火规范》 (GB50016-2006) 《电气火灾监控系统》GB14287-2005等规定都有相关明确的规定。

2 剩余电流式电气火灾监控系统设计需考虑的问题

2.1 剩余电流式电气火灾监控系统的结构形式

剩余电流电气火灾监控系统, 是由探测剩余电流的互感器 (剩余电流探测器) 、现场报警器或控制器、集中报警控制器等组成的电气火灾实时监测并实施报警或切断电源的保护装置。

目前分为2种形式:一种是将电流互感器 (探测器) 与空气断路器组合在一体的漏电开关式报警监控系统, 这类产品适用于新建工程中使用。另一种是将电流探测器, 现场控制器, 集中控制器分开设置的组合式系统。当检测到剩余电流信息时, 可以经现场控制器控制空气断路器的分励脱扣线圈, 实现切断故障回种电源的功能。这类系统中又分为单点式一对一控制系统;一台现场控制器对多点探测器的控制系统。这类系统应用比较灵活, 对新建、改造工程都可以适用

2.2 剩余电流探测器设置位置

探测器一般设置在如下位置:配电室重要的低压出线回路、照明总配电箱进线处、电力总配电箱进线处、人员密集场所配电箱进线处、娱乐放映游艺场所的配电箱进线处、建筑物内的地下商店 (场) 的配电箱进线处。

2.3 电气线路和用电设备正常运行时的剩余电流估算

电气火灾探测器的报警设定值应考虑电气线路和用电设备的正常剩余电流, 正常剩余电流以实测为准。鉴于设计阶段, 无法实测剩余电流, 故可根据下列条件估算, 并将电气火灾探测器的报警设定值设定在一定的范围内, 待系统运行稳定后, 再进行调整。

(单位:mA/Km)

(单位:mA)

(单位:mA)

2.4 确定剩余电流的监控数值

额定剩余动作电流应考虑正常运行时的最大剩余电流, 并留有一定的余量。线路和用电设备正常运行的剩余电流之和即为确定额定剩余动作电流与校验额定剩余不动作电流的依据。根据《剩余电流动作保护装置安装和运行》GB13955-2005, 第5.7.5条, “选用的剩余电流动作保护装置的额定剩余不动作电流, 应不小于被保护电气线路和设备的正常运行时剩余电流最大值的2倍。”

2.5 剩余电流保护上下级的配合

当采用分级保护时, 上下级剩余电流动作保护装置的动作时间差一般不得小于0.2s, 上下级之间额定剩余动作电流的选择应满足下式的要求。动作电流和动作时间应协调配合, 避免故障范围扩大。

式中:

I△nl———上一级保护的额定剩余动作电流;

I△n2———下一级保护的额定剩余动作电流;

K———可靠系数, 取2。

对于树干式配电系统, 上一级保护还应同时满足下式的要求, 并取两式的最大值为额定剩余动作电流, 才能实现剩余动作电流的选择。

式中:

I△n———保护装置额定剩余动作电流值;

I———被保护电气线路和设备正常运行时剩余电流最大值;

K———可靠系数, 大于等于4。

3 安装中应注意的问题

⑴剩余电流报警器标有电源侧和负荷侧时, 应按规定安装接线, 不得反接。

⑵安装时, 必须严格区分N线和PE线, 三级四线式或四极四线式电的N线应通过漏电火灾监控系统的电流互感探测器。通过电气火灾监控系统的电流互感探测器的N线, 不得作为PE线, 不得重复接地或接设备外露可接近导体。PE线不得接入剩余电流保护装置。

⑶使用电气火灾监控设备与电气火灾监控探测器 (互感器) 分离配置型产品时, 在配电柜 (箱) 订货时应向厂家明确互感器尺寸, 以便于预留安装位置。

⑷电气火灾监控探测器都要按照消防用电的规定执行, 接入消防用电。

⑸电气火灾监控系统的电流互感探测器在配电柜 (箱) 内安装, 要特别注意施工安全, 要在断电情况下施工, 并注意强弱电分开布线, 特别注意防止接错线或搭线, 造成强电串入火灾监控探测器中烧毁火灾监控探测器。

⑹故障剩余电流故障点的判断。当电气火灾报警系统发出报警以后, 如何找出故障点呢?在供电支路中, 一般有1…n条分支电路, 要根据电气火灾监控设备显示器上的声光报警提示来判断到底在哪一分支电路发生了剩余电流报警, 还要采用一些辅助手段。为了找出故障点, 可以这样进行判断:

(1) 判断流程如图1 (注:该流程只能判断某一故障回路) 。

(2) 为了进一步判断是否还有其他报警的支路, 还需按以下流程继续判断 (注:该判断方法能找出所有故障回路) 。

(3) 注意, 这种方法只适合于允许断电的场合, 在不能断电的情况下, 则应借助于高灵敏度钳型电流表测量各支路的剩余电流大小来判断出故障支路。

剩余电流监控系统 篇4

在农网改造后, 随着农电体制改革的进一步深化, 供电企业对农村低压电网的管理也延伸到了家用电能表, 保护器由原来村电工管理改为供电所管理, 给保护器运行管理带来了以下两大问题, 成为目前供电企业迫切需要解决的难题。

(1) 无法及时获取保护器的各种运行数据信息, 如泄漏电流大小、各相实际负荷大小、动作时间及次数等参数。供电企业因此无法定量分析线路运行状况, 无法给管理决策提供较为准确有效的依据。

(2) 发生保护器误动作跳闸时, 还须由电工赶到现场操作合闸。由于发生断电时, 电工往往不能及时赶到现场, 存在工作效率低下现象, 影响了供电可靠性和连续性, 供电企业的服务质量也大打折扣,

2 建设保护远程管理系统的思考

笔者认为, 作为供电企业进行自动化管理的一项重要内容, 实现对低压电网的运行进行智能化网络化管理, 就必须尽快开发剩余电流动作保护远程管理系统。

该系统应由保护器、管理终端和监控计算机组成。

管理终端包括AD转换器、液晶显示屏、主控CPU电路、GPRS通信模块。管理终端采用异步串行口定期读取保护器剩余电流;采用AD转换器实时测量配电变压器的三相电压、电流, 并通过GPRS定时上传。管理终端的主控CPU定时对各保护器的最大剩余电流、跳闸闭锁次数进行统计, 生成每日、每月统计数据并以GPRS或短信方式上传。主控CPU另一个串口连接GSM通信模块, 通过AT指令控制GSM通信模块与手机, 监控计算机进行短信或GPRS通信。

当保护器的状态发生变化时, 主控CPU生成告警数据帧, 通过短信、GPRS方式向管理人员手机或监控计算机发送。管理终端通过内置GSM通信模块接收并解析手机短信, 根据短信控制命令类型进行以下不同操作:设定告警手机号, 控制保护器的分合闸及设定动作值等。

监控计算机包括GSM MODEM, SQL SERVER数据库及通信服务器软件、应用软件等。通信服务器软件通过GSM MODEM接收短信及GPRS数据, 解析后将数据分类存入数据库中。应用软件采用B/S结构ASP NET编程, 通过操作数据库实现各项应用, 以网页形式提供用户操作界面。用户通过IE浏览器登录应用软件, 通过网页表单输入保护器的入库、领用、安装、维修等信息并存入数据库中;根据用户选择, 应用软件调用SQL SERVER相应的查询过程, 以网页或Excel形式显示各供电所的保护器的领用、安装、备品的数目及明细报表。应用软件根据保护器的使用年限, 自动计算并生成即将报废的保护器的明细报表。

用户也可查询各管理终端保护器的剩余电流、三相电流、三相电压的实时曲线, 各保护器的最大剩余电流, 以及闭锁次数的每月、每日统计数据等。

该系统的管理终端, 采用异步串行口定期读取保护器剩余电流;采用AD转换器实时测量配电变压器的三相电压、电流, 并通过GPRS定时上传信息;管理终端的主控CPU定时对各保护器的最大剩余电流、跳闸闭锁次数进行统计, 生成每日、每月统计数据以GPRS或短信方式上传, 实现远程管理功能。

3 保护远程管理系统实现的创新点

(1) 系统可自动绘制各分路保护器的剩余电流、三相电流、三相电压的实时曲线图, 为电网监测提供精确依据。

(2) 管理终端将自动对保护器的最大剩余电流、闭锁次数等数据进行统计, 以GPRS或短信方式上传, 并可根据用户设定查询、打印统计数据。

剩余电流监控系统 篇5

在正常情况下, 电路中没有发生人身电击、设备漏电或接地故障时, 剩余电流保护装置通过电流互感器一次侧电路的电流矢量和等于零, 则电流在电流互感器中产生磁通的矢量和等于零, 这样在电流互感器的二次线圈中没有感应电压输出, 因此剩余电流保护装置保持正常供电。当电路中发生人身电击、设备漏电、故障接地时, 通过设备接地电阻有一个接地电流流过, 则通过互感器电流的矢量和不等于零, 剩余电流互感器中产生磁通矢量和也不等于零。互感器二次回路中有一个感应电压输出, 此电压直接或通过电子信号放大器施加在脱扣线圈上, 产生一个工作电流。

二、电气火灾检测系统的工作原理

电气火灾检测系统的工作原理与剩余电流保护 (漏电保护) 完全相同, 电气火灾检测模块实际上是一个电流互感器, 由于它只检测剩余电流, 所以也称剩余电流互感器。只是电气火灾检测系统主要用于检测电气线路与设备的绝缘水平。当由于绝缘水平下降, 泄漏电流增加, 导线就会发热, 从而引发电气火灾。当确认泄漏电流可能会发生火灾时, 电气火灾检测系统发出火灾报警信号, 提醒值班人员迅速到事故现场进行检查处理, 并将报警信息发送到消防值班室。

三、剩余电流及电气火灾检测电流的接线

剩余电流 (漏电) 保护 (RCD) 及电气火灾检测装置的测量模块的接线发生错误, 就会造成误动或拒动。

剩余电流保护只允许电源的相线与中性线N穿过测量用电流互感器, 不允许保护接地线PE穿过测量用电流互感器, 而且电源所有的相线L与中性线 (N) 必须全部穿过测量用电流互感器。对于单相负荷电源相线 (L) 与中性线 (N) 穿过测量用电流互感器, 对三相负荷电源相线 (L1、L2与L3) 与中性线 (N) 穿过测量用电流互感器。

对于单相负荷, 电源相线 (L) 与中性线 (N) 上的电流向量和等于零, 即大小相等方向相反。所以剩余电流测量用电流互感器二次侧就感应不出电流。

对三相负荷电源相线 (L1、L2与L3) 与中性线 (N) 上的电流向量和等于零。当三相负荷平衡时, 大小相等, 相位各相差120电角度, 三个相线 (L1、L2与L3) 的电流向量和等于零, 中性线 (N) 上的电流也等于零。所以剩余电流测量用电流互感器二次侧就感应不出电流。

如果三相负荷不平衡时, 大小不相等, 或者相位各相差不为120电角度, 三个相线 (L1、L2与L3) 的电流向量和也就不等于零, 发生电源中性点漂移, 此时中性线 (N) 上的电流也就不等于零, 其大小等于三个相线 (L1、L2与L3) 的电流向量和, 方向与其相差180电角度, 此时总电流的向量和 (或瞬时值) 仍然为零。所以剩余电流测量用电流互感器二次侧就感应不出电流。由此可见, 对于只对中性线发生单相短路时, 剩余电流测量用电流互感器二次侧也感应不出电流。

由于中性线 (N) 与保护接地线 (PE) 在低压开关柜, 或有重复接地后的第一级配电箱接地母排可靠连接后, 不发生连接。发生单相接地故障后, 此时故障电流只能够通过保护接地线 (PE) , 或者大地流回对于中性点, 此故障电流即为由电源提供的除去负荷电流以外的剩余电流, 也可称为泄露电流或漏电电流。

如果错误的将保护接地线 (PE) 替代电源中性线 (N) 穿过剩余电流测量用电流互感器, 由于正常运行时, 保护接地线 (PE) 中无电流, 对于单相负荷就会感应出负荷电流。对于三相负荷就会感应出三相不平衡电流。这些都不是剩余电流, 但会引起剩余电流 (漏电) 保护 (RCD) 及电气火灾检测装置误动。

对于TN-C接地系统, 中性线 (N) 与保护接地线 (PE) 为一根导线 (PEN) 。将PEN线穿过剩余电流测量用电流互感器, 当发生接地故障时, 相线和PEN线中的故障电流在电流互感器中感应的磁场互相抵消, 电流互感器将检测不出故障电流, 会引起剩余电流 (漏电) 保护 (RCD) 及电气火灾检测装置拒动。所以在系统接地的形式为TN-C型时, 必须将其改造为TN-S型、TN-C-S型或局部TT型系统后, 才可以安装剩余电流检测装置。

四、剩余电流及电气火灾检测电流的量程选择

剩余电流 (漏电) 保护是在绝缘水平下降, 或者相线与电气设备外露导电体之间绝缘水平下降, 或者相线通过人体等与大地发生接触, 剩余电流 (漏电) 保护检测出此时剩余电流超过规定值时切断电源, 从而保证人身安全。剩余电流 (漏电) 保护一般安装在末端来保证人身安全, 动作电流一般为6~30m A。试验证明通过人体的电流不超过10m A是安全的, 所以可选用动作电流为6 m A或10 m A的剩余电流 (漏电) 保护 (RCD) 。

电气火灾检测装置在其动作电流整定值以及报警与跳闸上也有不同。其动作电流整定值有为0.3A, 也有整定为0.5A, 还有更大一些的。这与检测的电气线路与电气设备的范围大小、现场施工接线的质量、电缆线路的质量、以及电气火灾检测装置的质量都有一定关系。当检测的电气线路与电气设备的范围比较大、正常运行情况下泄露电流就会大一些。电缆质量不好泄漏电流也会大一些。产品质量不稳定也是出现误动的一个原因。为减少电气火灾检测系统误动造成的影响, 对于变电站出线可以把动作电流整定值提高到0.5A, 另外也可以把跳闸屏蔽退出运行, 只报警不跳闸。

剩余电流监控系统 篇6

农网改造后,为了安全用电,在低压电网中普遍安装投运了一、二、三级剩余电流动作保护器,但是, 广大农网运行维护管理过程中存在着对保护器运行管理不规范和用户使用不当的情况,导致剩余电流保护器拒动、误动、越级跳闸等严重现象,影响居民的正常用电,并引起各类投诉。 正确快速地找出剩余电流保护器跳闸的原因, 提高电工的现场解决问题的技能,是电网安全运行的迫切需要。 为此,义乌市供电公司在原剩余电流动作保护装置仿真实训装置的基础之上进行了改造,不仅改进完善了农网低压配变台区剩余电流动作保护装置的控制、数据采集、保护控制、 参数设置控制、故障设定控制等功能,还满足了远程控制、故障处理、状态监测的实训教学及考核的需要。 2014年底,该装置建成投入运行,经过一年多的实践运行,为农网维护人员培训达300多人次,成为配电网维护培训的良好平台和学习工具。

1系统介绍

国网义乌供电公司农网台区有2773座, 农网居民客户30余万户。 公司已安装普通总保护器3648台。 2013年初省公司启动农网剩余电流监测系统项目, 截至目前漏电保护器监测系统已经具备涵盖总保、中保的接入功能。 2013年7月上旬漏电保护器监测系统正式上线运行,截止2015年10月1日义乌公司共接入保护器3682台。 仿真系统主要针对义乌现状进行开发设计。

该仿真实训系统由剩余电流动作保护系统仿真实训系统、配变终端控制采集模块、农网配变台区剩余电流动作保护系统软件系统构成,其中包含两套软件系统:仿真实训系统控制软件和浙江省电力公司农网剩余电流动作保护器监测系统。 仿真实训系统控制软件主要功能是控制培训设备的电源和对公变台区线路设置漏电故障;浙江省电力公司农网剩余电流动作保护器监测系统的主要功能是对公变台区的漏电保护器进行设备管理、数据管理、运行管理,并对漏电保护器的相关数据进行统计分析等。 仿真实训系统控制软件设计流程如图1所示。

剩余电流动作保护仿真实训系统主要由以下几个部分组成:

(1)一级剩余电流动作保护系统仿真实训模块,安装在装置电源进线端,主要是用来模拟整条供电线路的漏电保护。 它由一级漏电保护模块、剩余电流动作保护模块、断路器等组成,主要是用来培训对一级漏电保护的认识、模块的选择,以及一级剩余电流参数的正确设置。

(2)二级漏电保护模拟系统,安装在装置各条供电线路的支线上, 主要是用来模拟整条供电线路的漏电保护。 它由二级漏电保护模块、 剩余电流动作保护模块、断路器等组成,主要是用来培训对二级漏电保护的认识、模块的选择以及二级剩余电流参数的正确设置。

(3)三级漏电保护模拟系统, 安装在装置的客户端,由单、三相用电模块,剩余电流动作保护模块,断路器等组成,主要用来模拟各个客户用电线路的漏电保护,培训对三级漏电保护的认识,对在实际用电现场出现的断路器乱跳、误跳、不跳等故障产生原理的认识,以及正确地选择漏电保护器、安装漏电保护器。

(4)无功补偿系统,安装在装置的供电段,主要用来模拟整条供电线路的无功补偿。 它由无功补偿器、 无功补偿电容、电容投切接触器组成。 通过对无功补偿知识的学习和培训,工作人员能了解无功补偿的原理和组成,掌握供电线路正确的无功补偿,当现场中出现问题时能够及时解决,使电设备正常、高效工作。

2技术特色

2.1剩余电流动作保护系统仿真实训系统的设计

该项目的剩余电流动作保护系统仿真实训系统, 可以进行剩余电流动作保护断路器、继电器、低压电器等的安装、接线、故障设置、故障分析、故障排查的实训。 装置可以适应多种剩余电流动作保护动作装置的挂接、投运操作,很好地满足了现场的实训要求,可作为培训中心低压配电网运行维护技能竞赛、考核设备。

该系统一级剩余电流动作保护继电器、二级剩余电流动作保护断路器, 均可结合现场操作的实训模式,通过手动设置或者PC软件设置整定参数,满足三级保护的动作延时、剩余电流动作保护值设定的整定配置实训需求。

2.2剩余电流动作保护系统故障模拟技术

该装置通过剩余电流动作保护系统平台,融合剩余电流动作保护继电器、 剩余电流动作保护断路器、 隔离刀闸、无功补偿控制器、居民客户照明线路等元器件,可实现包括剩余电流动作保护系统安装、参数整定配置、剩余电流故障设置、剩余电流值设定等在内的较为全面的培训。 装置创新设计模拟了整个变电台区的运营模式,较为全面地涵盖了主线路、分支线、 居民客户线路的多个剩余电流动作保护点,可实现低压电网运行中常见的剩余电流动作保护故障模拟。 实训装置克服了现场实训影响低压配电运行、存在不安全因素、受距离限制等诸多弊端。 实训装置结构根据实训需要进行了优化设计,增加了测量端子以及故障恢复端子,大大减少了元器件的损耗,增加了实训装置的使用寿命,提高了实训效果。

2.3三相负荷不平衡调整模拟实训技术

装置背面设计三相不平衡调整仿真实训模块,通过PC控制可以实现装置模拟的客户负荷, 显示器显示当前客户的功率电量值,学员计算调整后反馈到计算机PC软件与最优调整方案进行比较, 从而掌握现场三相不平衡调整技能。 该技术不仅克服了现场调整的危险性与局限性,还不会影响实际运行线路的供电持续性。 其特点:

(1)通过测量点显示模块、 客户负荷模拟器实现了客户负荷性质显示,实现了客户负荷接入相别人为干预调整实训。

(2)结合计算机软件, 快速模拟出调整后的运行情况,大大提升了学员实训效果。

3结语

该仿真实训系统不仅能实现所有农网总保和中保的运行监测,而且能通过智能公变监测系统、配网生产抢修指挥平台、 供电所实时数据监控平台的集成,为农网故障抢修、主动服务提供技术支撑,成为农网智能化培训新模式。

自配变终端的剩余电流动作保护器仿真实训系统建设以来,每个月均有针对性培训,大大提高了运维人员分析问题、解决问题的能力,提高了工作效率和供电可靠率,节约了培训时间,降低了人工成本,缩短了故障处理时间,有效地减少了对客户的故障停电时间,提高了服务水平。

摘要：为使农网运维人员能适应低压电网剩余电流动作保护器的快速发展,介绍适应农网运行维护管理的配变终端剩余电流动作保护器仿真实训系统的设计及技术特色。

剩余电流监控系统 篇7

1928年, 德国人根据电力系统的差动保护原理, 提出了剩余电流动作型 (也称电流动作型) 剩余电流保护方法, 德国人的这一发明奠定了剩余电流动作保护器的理论基础。2年后, 法国人根据这一原理, 制成了世界上第一台电流动作型剩余电流断路器 (额定动作电流10 m A, 动作时间0.1 s) , 并以此为保护手段, 对人体做了直接接触的触电试验。在20世纪30年代, 人们还研制了动作电流80 mA, 动作时间0.1 s的产品, 但德国、英国和法国仍然使用电压动作型剩余电流动作保护器, 只有少数的电流动作型剩余电流断路器用于防止一相一地方式的窃电上。其主要原因是由于当时的工业化水平、技术水平、元件以及材料水平较低, 造成高灵敏度的电流动作型保护器误动作多, 致使灵敏度较高的电流动作型保护器反而无法进入实用阶段。其间, 工业化国家研制电流动作型剩余电流保护器的工作几乎停止, 一直到20世纪50年代只能使用电压动作型保护器。可以说, 第二次世界大战之前, 剩余电流动作保护器使用的主要是电压动作型保护器。所以, 在保护器发展史上, 第二次世界大战之前称为电压动作型剩余电流保护器时代。

3.2.2电流动作型保护器时代 (第二次世界大战之后, 20世纪60年代之前)

20世纪50年代, 德、法两国又重新起用电流动作型剩余电流断路器, 但动作电流都较大, 一般为300~3 000 m A, 只能用作间接接触剩余电流保护。用于直接接触的电流动作型保护器, 则是在1958年才开始批量生产, 其动作灵敏度为35 mA。在此期间, 还出现了电储能式和机械储能式等类型的剩余电流动作保护器, 但都因性能、结构、成本、体积等原因而被淘汰。

3.2.3工业化国家逐步普及剩余电流动作保护器时代 (20世纪60年代之后)

进入20世纪60年代, 由于电子技术的飞速发展和低压断路器技术的进步, 开始出现了快速、高灵敏度的电流动作型剩余电流断路器。其中, 美国在1962年制成动作电流5 mA的电子式剩余电流断路器;德国在1965年制成动作电流为30 mA, 动作时间为0.1 s的纯电磁式剩余电流断路器。20世纪60年代以后, 也是世界主要工业强国通过立法方式普及剩余电流动作保护器的阶段。目前, 剩余电流动作保护装置已为世界各国普遍接受。

3.2.4我国剩余电流动作保护器的生产与使用情况

我国剩余电流动作保护器研制与生产起步较晚, 直到1966年前后, 才生产了数量不多的电压动作型剩余电流继电器。之后有关部门研制出AB61-12型动作电流20 m A, 动作时间0.1 s的电子式剩余电流动作保护器, 1968年开始生产, 但产量很少, 不足万台。1975年之后, 又研制成了高灵敏度快速动作型电子式剩余电流动作断路器。20世纪70年代末80年代初, 剩余电流动作保护器定点生产企业增多, 我国剩余电流动作保护器的使用逐步进入普及阶段。特别是1992年之后, 我国引进先进国家的技术, 并且结合引进产品进行自主研发, 到20世纪90年代后期, 年产量达到1 200万台以上。其中, 剩余电流断路器占57%, 剩余电流保护插头占25%, 其余为剩余电流继电器、剩余电流保护插座等。我国的剩余电流动作保护器, 经过20世纪80年代到90年代的不断完善和发展, 已形成了一个品种完善、规格齐全、符合IEC国际标准的剩余电流动作保护系列产品, 在低压电网的安全保护中, 尤其是农村低压电网的安全保护中发挥了重要的作用。进入21世纪, 我国城乡低压电网普遍实现了三级剩余电流保护, 使我国城乡低压电网触电事故得到有效控制, 安全用电水平与发达国家的差距逐渐缩小。

3.3 剩余电流动作保护装置的分类

剩余电流动作保护装置的分类方法很多, 常见的有以下几种。

3.3.1 按其所具有的保护功能和结构特征分类

(1) 剩余电流动作继电器。在规定条件下, 当剩余电流达到一个规定值时, 发出动作指令的电器。它由零序电流互感器 (也叫漏电电流互感器) 和继电器组成, 一般只具有检测和判断功能, 由继电器触头发出信号, 控制断路器、交流接触器切断电源, 或控制信号元件, 发出声光信号报警。没有过载、短路保护功能, 也不直接分合电路。

(2) 剩余电流动作保护器。在规定条件下, 当剩余电流达到或超过给定值时能自动断开电路的机械开关电器或组合电器。

(3) 剩余电流动作断路器。用于接通、承载和分断正常工作条件下电流, 以及在规定条件下当剩余电流达到一个规定值时使触头断开的机械开关电器。

(4) 剩余电流动作保护插座。由剩余电流动作保护器或剩余电流动作断路器与插座组合而成。主要用作移动式电动工具的移动电源插座, 在宾馆、家庭、办公室、农村临时用电等场合, 可以与现有的插头相配合, 为日用电器或移动电气设备提供安全保护。一般额定剩余动作电流在30 mA以下, 动作时间不大于0.1 s。剩余电流动作保护插座种类多、功能全, 除具有剩余电流保护功能外, 还兼有手动分合、报警和试验等功能。

(5) 剩余电流动作保护插头 (又叫触电保护插头) 。是一种带插头的剩余电流动作保护器, 插在普通插座上使用, 对使用家用电器或其他移动电器的人身安全加以保护。

3.3.2 按其安装形式不同分类

(1) 固定式。固定安装、固定接线的剩余电流动作保护器, 以固定的接线方式安装在固定的位置。

(2) 可移动式。可移动式剩余电流动作保护器包括剩余电流动作保护插头、移动式剩余电流动作保护插座、剩余电流动作保护插头插座转换器等。带有可移动电缆, 通过可移动电缆接到电源上, 可以方便地用于移动设备。

3.3.3 按其主开关的极数分类

(1) 单极二线剩余电流动作保护器。

(2) 两极剩余电流动作保护器。

(3) 两极三线剩余电流动作保护器。

(4) 三极剩余电流动作保护器。

(5) 三极四线剩余电流动作保护器。

(6) 四极剩余电流动作保护器。

其中, 单极二线、两极三线、三极四线剩余电流动作保护器, 均有一根直接穿过检测元件且不能断开的中性线N。

3.3.4 按其动作时间分类

(1) 快速型剩余电流动作保护器。其动作时间小于0.1 s。

(2) 延时型剩余电流动作保护器。在该保护器的控制电路中增加了延时电路, 使其动作具有到一定的延时。一般动作时间大于0.1 s, 其范围为0.1~2.0 s。

(3) 反时限型剩余电流动作保护器。随剩余电流的增大, 剩余电流动作时间在一定范围内缩短。当额定剩余电流为额定剩余动作电流时, 动作时间为0.2~1.0 s;1.4倍额定剩余动作电流时为0.1~0.5 s;4.4倍额定剩余动作电流时为小于0.05 s。一般电子式剩余电流动作保护器, 都具有一定的反时限特性。

3.3.5 按其动作灵敏度 (动作电流值) 分类

(1) 高灵敏度剩余电流动作保护器。额定剩余动作电流在30 m A及以下, 安装在最末端的用户处, 既可作为间接接触触电保护, 也可作为直接接触触电的补充保护。

(2) 中灵敏度剩余电流动作保护器。额定剩余动作电流为30~1 000 mA, 在配电变压器低压侧作总保护, 或在总保护与末端 (用电设备) 保护之间作为中级保护使用, 只能用作间接接触触电保护, 或用作防止电气火灾事故和接地短路故障的后备保护。

(3) 低灵敏度剩余电流动作保护器。额定剩余动作电流在1 000 mA以上, 用途同中灵敏度剩余电流动作保护器。

3.3.6 按其中间环节的结构特点分类

(1) 电子式。电子式剩余电流动作保护器的中间环节为电子电路, 由电子元件和集成电路组成。其作用是对剩余电流信号进行放大、处理、比较后, 触发晶闸管或导通晶体管开关电路, 接通脱扣线圈, 使剩余电流动作保护器动作, 切断电路。电子式剩余电流动作保护器的主要优点是灵敏度高, 动作电流目前可做到5 m A, 价格便宜, 容易实现延时和反时限特性。缺点是控制电路需要辅助电源, 因此, 电源电压对保护特性有影响, 也容易受外界磁场的干扰。

(2) 电磁式。电磁式剩余电流动作保护器中间环节为电磁机构, 有灵敏继电器和电磁脱扣器2种形式。电磁式剩余电流动作保护器的主要优点是不需要辅助电源, 承受过电压和过电流的能力强, 结构简单, 安装时进出线可倒装, 受外界磁场影响小。缺点是提高灵敏度有困难, 很难实现延时和反时限特性, 价格较高, 特别是100 A以上的大容量产品价格昂贵。

3.3.7 按其电气工作原理分类

(1) 电压动作型。电压动作型剩余电流动作保护器检测的信号是对地电压的大小, 由于存在难以克服的缺点, 目前已基本被淘汰, 在电网中已不再使用。

(2) 电流动作型。电流动作型剩余电流动作保护器检测信号是被保护电路或用电设备的剩余电流, 检测元件是零序电流互感器。主要优点是性能优越、动作可靠、不易损坏等, 可安装在电网的任何部位且对电网无任何影响, 因此, 是目前普遍推广使用的剩余电流动作保护器。

(3) 交流脉冲型。交流脉冲型剩余电流动作保护器检测的信号是故障 (漏电或触电) 时剩余电流与常态时剩余电流的相量差值, 以此区分常态漏电与故障漏电, 可以在故障漏电时分断保护开关设备。主要用在南方, 特别是在农村剩余电流大的地区可作为配电线路的总保护。

3.3.8 按其额定剩余动作电流是否可调分类

(1) 剩余动作电流不可调的剩余电流动作保护器。

(2) 剩余动作电流可调的剩余电流动作保护器。

3.3.9 按其使用场合分类

(1) 专业电工使用的剩余电流动作保护器。这种保护器一般额定电流比较大, 用作配电装置中主干线或分支线的保护开关装置, 发生故障影响范围比较大, 要求由专业人员来安装、使用和维护。主要指剩余电流动作继电器和大电流剩余电流动作断路器。

剩余电流监控系统 篇8

1 零序电流保护

三相四线制配电线路正常运行时, 如果三相负载完全平衡且无谐波电流, 忽略正常泄露电流, 则流过中性线 (N) 的电流为零, 即IN等于零;如果三相负载不平均, 则产生不平衡电流, IN不等于零;如果发生某一相接地故障时, 零序电流IN将大大增加, 达到IN (G) 。因此, 利用检测零序电流IN值发生的变化, 可取得接地故障信号。

检测零序电流通常是在断路器负荷侧的3条相线 (或母线) 各装1只电流互感器, 取3只电流互感器的次级电流相量和乘以变流比, 即零序电流I觶N=I觶U+I觶V+I觶W。

断路器的零序电流保护整定值Izdo的确定, 既要求在正常运行中可能出现的最大不平衡电流时不会动作, 而且在发生接地故障时必须动作。因此, 建议Izdo的整定值应符合式 (1) 、式 (2) 的要求:

式中IN (d) 为发生接地故障时电流, 包括接地故障和不平衡电流。

一般来说, 配电干线正常运行时的IN值不超过计算电流的20%～25%, 所以通常Izdo值整定在断路器长延时脱扣器电流Izd1的30%～60%为宜。但必须符合式 (2) 要求。可见, 零序电流保护整定值Izdo比短延时整定值Izd2小得多, 动作灵敏性可得到保证。

2 剩余电流保护

和零序电流保护不同, 剩余电流保护是检测三相电流加中性线电流的相量和, 即。当三相四线配电线路正常运行时, 三相负载不平衡, 忽略线路泄漏电流, 则。当某一相发生接地故障时, 则检测的三相电流加中性电流的相量和不为零, 而等于接地故障电流IO (d) 。

检测方法是在断路器负荷侧的三相线和中性线上各装1只电流互感器。取4只电流互感器次级电流相量和, 乘以变流比, 即为接地故障电流IO (d) 。

断路器的接地故障保护的整定值IZd G应符合式 (3) 要求:

应注意:为避免误动作, 整定值IZd G应大于正常运行时线路和设备的泄漏电流总和的2.5～4.0倍。