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1、第2期工矿自动化No.22010年2月IndustryandMineAutomationFeb.2010文章编号:1671-251X(2010)02-0062-03附加直流电源检测法在漏电保护中的应用王德胜(淮南矿业集团谢一矿工程管理部,安徽淮南232001)摘要:分析了漏电保护的要求和漏电故障时两种情况下人体触电电流值Ih和电阻r之间的关系;介绍了利用附加直流电源检测法进行漏电保护及漏电保护动作值的整定方法;设计了漏电信号取样变换电路,并采用相应的数学工具得到了该电路的数学关系式,为漏电保护提供了依据。关
2、键词:煤矿;供电系统;漏电保护;附加直流电源;漏电闭锁中图分类号:TD611文献标识码:A0引言2漏电电流和漏电电阻的关系《煤矿安全规程》规定,井下供电系统中必须具供电系统的漏电故障根据特征分忽略电网对地有三大保护,即过流保护、漏电保护和接地保护,其电容和考虑电网对地电容2种情况。为了更好地了中漏电保护是最重要的保护。解漏电时电流和电阻之间的关系,下面分别对该电网在正常电压的作用下,有电流经电网对地2种情况进行详细的分析,为附加直流电源检测法绝缘电阻和分布电容直接流入大地,该电流即被称提供相关的理论基础。为
3、电网对地的漏电电流,简称漏电。现在煤矿漏电(1)忽略电网对地电容保护主要采取零序电流检测方式和附加直流电源检忽略电网对地电容时的触电电路如图1所示。测方式。零序电流检测方式在供电出现绝缘阻抗对称下降时不会动作,使漏电故障长期存在,给供电系统带来一定的危险性。附加直流电源检测方法电路设计简单,不仅能反映单相、双相、三相漏电以及人身触电,而且能反映三相绝缘电阻均匀降低,其动作值只与总绝缘电阻有关。为此,笔者研究并实施了图1忽略电网对地电容时的触电电路图利用附加直流电源检测法进行漏电保护的方法。根据基尔霍夫电流定
4、律:·······1漏电保护应满足的要求I′A+I′B+I′C+I′h=0,UA+UB+UC=0即:(1)具有漏电闭锁(电阻值低于1140V为········UA+U0UB+U0UC+U0UA+U020kΩ、660V为11kΩ阻止合闸)和漏电跳闸(电阻+++=0rArBrCRh值低于140V为20kΩ、660V为11kΩ时动作)双得:重功能,并时刻监视电网的绝缘状态;(2)快速性;··UAr(3)可靠性;(4)选择性;(5)当发生短路引起的接U0=-Rh+r地故障时,可做短路保护的后备保护。····UA+U
5、03U′AI′h==Rh3Rh+r有效值:收稿日期:2009-10-273UP3U1Ih==(1)作者简介:王德胜(1982-),男,硕士,工程师,2007年毕业于3Rh+r3Rh+r安徽理工大学控制理论与控制工程专业,现在淮南矿业集团谢一矿式中:UP为相电压,V;U1为线电压,V;r为电从事煤矿机电管理与机电安装管理工作,已发表文章4篇。E2mail:网每相对地绝缘电阻,Ω;Rh为人体电阻,取1kΩ。detion_1982@sina.com2010年第2期王德胜:附加直流电源检测法在漏电保护中的应用·63
6、·(2)考虑电网对地电容3附加直流电源检测保护原理及动作值整定要求考虑电网对地电容时的人体触电电路如图2所示。通过上面对漏电时的2种情况分析,得出了人体触电电流Ih和r的关系。附加直流电源检测法充分利用两者之间的关系,可以很好地检测任何绝缘电阻之间的变化。下面重点分析附加直流电源检测保护原理。(1)保护原理附加直流电源检测保护原理:在三相电网与大图2考虑电网对地电容时的人体触电电路图地之间增加一个独立电源信号,直接检测三相对地假设电网对地三相绝缘电阻为rA=rB=rC=r,的电流大小,通过检测电流的大小就可
7、检测出电网对地电容CA=CB=CC=C,则A电网每相零序电抗对地绝缘电阻。保护原理如图3所示。Z0等于对地绝缘电阻r和对地电容容抗并联C,即:1-jXcrZ0==11r-jXc+-jXcrr1式中:Xc=,为电网一相对地的容抗,Ω。ωC将Z0代入式(1)中的r,可得到人体触电电流:··3UAIh=3Rh+Z0图3附加直流电源检测保护原理图有效值:图3中,在三相电网上通过接入三相电抗器加IUP(2)入一个直流电源,电容C0、CA、CB、CC就具有通交隔h=r(r+6Rh)Rh1+2222直作用,则电流I的流向
8、:电源的正极流出→电网对9(1+rωC)Rh地三相绝缘电阻→三相电网→三相电抗器SK→零对式(2)分析可得:序电抗器LK→欧姆表→负极。电流为222当C很小时,即rωCn1,式(2)变为UUPI=Ih=RPM+rΣ2Rh1+r+6rRh式中:U为附加直流电源的电压,V;RPM为电位29Rh器阻值,Ω;rΣ为rA、rB、rC并联阻值,Ω。3UP3UP==(3)rΣ为动值:①当电网任意一相绝缘电阻降低时(3Rh+r)
