维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年第１期 互瞧爰舛技 ９ 一种镑舍住的矽辞供电系饶漏电 护方案 张海霞 （枣庄矿业集团公司，山东薛城２７７１００） 摘要 当前，煤矿井下普遍采用单一化的漏电保护方式，漏电保护系统很难做到继电保护装置四大基本特性的要求。因此，研究各种漏电保 护方式的原理，结合现场供电系统的要求进行优化组合，就可以实现综合性的矿井供电系统漏电保护。 关键词 漏电保护 电路分析 综合方案 中图分类号ＴＤ６１１ 文献标识码Ｂ １ 目前矿井供电系统使用的漏电保护方案 １．１ 附加电源直流检测式漏电保护分析 三相电抗器、零序电抗器、ＫＩ２表和ＫＤ继电器电 阻为定值，电网对地绝缘电阻值ｒ为可变值。当直流 电压ｖ一定时，直流继电器ＫＤ中电流值将随ｒ值而 变。当ｒ下降到一定程度时，直流继电器ＫＤ动作，其 常开接点接通自动馈电开关的分励脱扣线圈，自动馈 电开关跳闸，实现漏电保护（图１）。 ｂ Ｌ— Ｌ＋ 图１ 附加电源直流检测式线路图 优点：保护全面、动作无死区，对整个供电单元具 有电容电流补偿效果。 缺点：保护无选择性、电容电流补偿具有静态性以 及保护装置动作时间长。 １．２ 无附加电源直流检测式漏电保护分析 利用三个整流管构成漏电保护装置，三个整流管 分别接到电网三相，另一端星接电阻接地。由于电网 中性点不接地，通过三个整流管的直流电流必须流经 电阻Ｒ、大地和电网对地绝缘电阻ｒ才能返回电源，因 此电流的大小就直接反应了电网对地的绝缘状况，检 测直流电流的大小，就可形成漏电保护（图２）。 优点：结构简单，具有较高直流电压，能够真实地 反映电网的绝缘水平。 缺点：保护无选择性，受电源电压波动影响较大。 １．３零序电压式漏电保护分析 零序电压式漏电保护（图３）中，当电网非对称性 ＊收稿日期：２Ｏｏ７—０９—２Ｏ 作者简介：张海霞（１９７７一），女，山东泰安人，助理工程师，１９９９年 毕业于北京航空航天大学机电专业，现任枣庄矿业集团公司滨湖煤 矿从事矿井机电运输安全管理工作。 Ｌ ３ Ｎ Ｌ２ Ｌ１ 图２无附加电源直流检测式漏电保护线路图 漏电时，三相对地电压不平衡，事必出现零序电压。零 序电压通过电压互感器二次侧开口三角形取出（当然 也可由变压器与地之间取出），利用零序电压的大小， 来反应电网对地的绝缘程度。当零序电压大到・定程 度时，执行回路动作，使馈电开关跳闸，实现漏电保护 （图３）。 优点：能够检测电网漏电时的零序电压。 缺点：保护无选择性、不能保护对称性漏电故障、 动作电阻值不固定、只能用在变压器中性点非直接接 地的电网中。 Ｃ Ｂ ＾ 图３零序电压式漏电保护线路图 １．４零序电流式漏电保护分析 当电网非对称性漏电时，电网在产生零序电压的 同时，回路中也出现零序电流，利用零序电流互感器， 取值加以利用，驱动继电器，实现漏电保护（图４）。 优点：可以实现放射式电网中横向选择性漏电保 护，还可以应用于中性点接地及不接地系统中。 缺点：动作电阻值不固定、不能保护对称性漏电以 及不能补偿电容电流。 １．５零序功率方向式漏电保护分析 当电网非对称性漏电时，由取样电路分别从电网 维普资讯 http://www.cqvip.com １０ 未媳晨科技 ２００８年第１期 ＝＝＝ ． ，， 、、１ Ｉ … Ｉ ，ｒ Ｉ ｌ … ＼ ｒ／ 丰丰丰ａ ， ，，，…， ＝＝＝ ．． ，， 、、１ Ｉ … Ｉ ，ｒ Ｉ Ｉ ”’ ＨＴＴ ｝｛＝｛Ｔ— Ｌ．ｋ，一 ＝ ｆｒ 、、 Ｉ … Ｉ ／ Ｉ Ｉ …。 Ｌ，Ｕ●ｌｌ＋。ｋ，・． 图４零序电流式漏电保护线路图 中取出零序电压和各支路的零序电流信号，经放大整 形后，由相位比较电路来判断故障支路，最后启动执行 电路，切断故障支路的电源，实现有选择性的漏电保护 （图５）。 Ｌ１ Ｌ２ Ｌ， 图５零序功率方向式漏电保护线路图 优点：具有很强的横向选择性。 缺点：动作电阻阻值不固定、不能保护对称性漏电 以及不能补偿电容电流。 １．６旁路接地式漏电保护分析 当发生单相触电时，由检测选相器确认故障并输 出动作指令，强使故障相旁路接地，利用专设的接地极 电阻分流，降低漏电点电流（图６）。 Ｎ 图６旁路接地式漏电保护线路图 优点：旁路接地式漏电保护安全性较高，能有效削 弱断电后电动机反电势和电网电容储能。 缺点：具有保护范围单纯、电路较为复杂。 ２综合性的矿井供电系统漏电保护方案 单一的漏电保护方案各有利弊，汲取各种漏电保 护方式的优点，使之有机结合，就可形成综合性的漏电 保护方案（图７）。 该系统共设置了五种保护单元或插件：附加三相 接地电容器组，用来消除方向型保护的动作死区，装设 于总开关的负荷侧，其星形点联于接地网，旁路接地式 漏电继电器一台，设置在总开关处。有了旁路接地，保 护系统的安全性大为提高，使得靠延时的纵向（上、下 级）选择性得以实现。直流检测式漏电保护插件一块， 装设于总开关内，主要用来弥补方向型漏电保护的动 作死区（对称性漏电），并作为整个漏电保护的总后备。 零序功率方向式漏电保护插件若干，在除总开关以外 的所有馈电开关和磁力起动器中各装设一块，主要完 成横向（放射式各支路）选择性漏电保护的功能；根据 纵向选择性的要求，各自的跳闸延时有一定的区别。 直流检测式漏电闭锁插件若干，装设地点同方向型插 件，亦可与之合为一个插件。 该漏电保护系统的保护过程用支线Ｗ９上发生的 单相漏电来说明如下： 此时在２０ｍｓ内，２ＱＡ、４ＱＡ、９Ｑｃ所装方向插件和 １ＱＡ处的旁路接地继电器均起动，同时１ＱＡ中的直流 检测式保护插件也起动，其余插件均不起动。在５０ｍｓ 以内旁路接地继电器动作，将漏电相在１ＱＡ处旁路接 地，使实际漏电处的电流小于１０ｍＡ。经０．５ｓ延时， ９ＱＣ中的方向保护插件动作，使９Ｑｃ跳闸，切除故障支 路ｗ９的电源。此后，旁路接地继电器直流检测式保 护插件和２ＱＡ、４ＱＡ中的方向保护插件全部返回，整个 供电单元除Ｗ９支路外，经０．５ｓ的单相旁路接地运行 后自动转入正常运行。 图７综合漏电保护系统图 ３结束语 当前，煤矿井下普遍采用单一化的漏电保护方式， 漏电保护系统很难做到继电保护装置四大基本特性的 要求。因此，研究各种漏电保护方式的原理，结合现场 供电系统的要求进行优化组合，就可以实现综合性的 矿井供电系统漏电保护。