漏電保護(hù)系統(tǒng)分析的論文
摘要：闡述了二總線在井下漏電保護(hù)裝置中的應(yīng)用，通過(guò)總保護(hù)的微機(jī)對(duì)井下絕緣電阻的實(shí)時(shí)監(jiān)控及總保護(hù)和分支出口保護(hù)之間的總線通信，快速判斷出故障線路并及時(shí)隔離故障，從而全面提高了井下工作的安全。
關(guān)鍵詞：漏電保護(hù)二總線零序電流
1井下漏電保護(hù)現(xiàn)狀
我國(guó)大多數(shù)礦井電網(wǎng)一直沿用中性點(diǎn)不接地方式，隨著井下供電線路的加長(zhǎng)、電容電流的增大，發(fā)生故障時(shí)會(huì)造成單相接地電流大于20A，有的甚至超過(guò)70A，而《煤礦安全規(guī)程》中規(guī)定超過(guò)20A就應(yīng)采取措施降低到20A以下，因而廣泛采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈并電阻接地系統(tǒng)。
系統(tǒng)保護(hù)中，根據(jù)我國(guó)井下低壓電網(wǎng)的運(yùn)行情況，一般認(rèn)為對(duì)低壓配電網(wǎng)實(shí)行兩級(jí)保護(hù)，級(jí)數(shù)再增加將沒(méi)有使用意義。實(shí)行分級(jí)保護(hù)的目的是從人身、設(shè)備安全和正常用電的角度出發(fā)，既要保證能可靠動(dòng)作，切斷電源，又要把這種動(dòng)作跳閘造成的停電限制在最小范圍內(nèi)。常用的漏電保護(hù)裝置多為附加直流電源式保護(hù)和零序電流保護(hù)裝置。總保護(hù)處安裝附加直流電源保護(hù)，無(wú)論系統(tǒng)發(fā)生對(duì)稱性漏電還是非對(duì)稱性漏電，保護(hù)均能可靠性動(dòng)作。分支出口處安裝零序電流保護(hù)作為橫向選擇性保護(hù)的主保護(hù)。
漏電系統(tǒng)一般建立兩級(jí)后備保護(hù)，附加直流電源保護(hù)和漏電閉鎖分別作為分支漏電保護(hù)單元的一級(jí)和二級(jí)后備［1］。在實(shí)行分級(jí)保護(hù)的低壓電網(wǎng)中，決定分級(jí)的條件是下一級(jí)保護(hù)器的額定動(dòng)作時(shí)間（包括主開(kāi)關(guān)斷開(kāi)電路的跳閘時(shí)間）必須小于上一級(jí)保護(hù)器的極限不動(dòng)作時(shí)間。對(duì)于下級(jí)保護(hù)，要求其額定動(dòng)作時(shí)間達(dá)到最快，從而快速切除故障。對(duì)于上一級(jí)保護(hù)，為保證選擇性就需一定的時(shí)間延時(shí)，以躲過(guò)下級(jí)保護(hù)在動(dòng)作跳閘時(shí)所需時(shí)間。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，零序電流漏電保護(hù)動(dòng)作使分支開(kāi)關(guān)動(dòng)作跳閘總時(shí)間達(dá)到200ms，則附加直流電源保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間需加上200ms的固定延時(shí)，才能保證選擇性。因此當(dāng)發(fā)生對(duì)稱性漏電（分支無(wú)法檢測(cè)）、分支保護(hù)失效或開(kāi)關(guān)拒動(dòng)時(shí)，總保護(hù)動(dòng)作時(shí)間高達(dá)400ms。此時(shí)將會(huì)使人身觸電電流增大，不但不能保證人身安全，更不能防止沼氣、煤塵爆炸。
隨著真空斷路器的推廣，雖然由于保護(hù)動(dòng)作時(shí)間級(jí)差Δt的減小，將短路造成的損失降低到最低限度，但沒(méi)有從根本上解決由于時(shí)差而帶來(lái)的問(wèn)題。
2改良方案
改良方案中，在總的漏電保護(hù)單元與分支單元之間建立在線通信，以確保在最短的時(shí)間內(nèi)切斷故障點(diǎn)，消除現(xiàn)有漏電保護(hù)系統(tǒng)存在的死區(qū)。
2.1二總線技術(shù)
本文通信總線采用二總線技術(shù)，二總線是一種高可靠性、自動(dòng)同步編碼解碼通信，可以將現(xiàn)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量并進(jìn)行遠(yuǎn)距離串行傳輸。其特點(diǎn)如下：
a.智能跟蹤自動(dòng)編碼；
b.遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)距離2km；
c.同時(shí)傳輸信號(hào)和功率，節(jié)點(diǎn)無(wú)需單獨(dú)供電；
d.回路節(jié)點(diǎn)數(shù)目可根據(jù)規(guī)模增減，最多64個(gè)。
二總線非常適宜于井下配電饋線出口多及饋線線路逐漸增長(zhǎng)的現(xiàn)狀，可抵制井下各種干擾的影響。二總線進(jìn)行通信，2條總線之間的電壓為24V，發(fā)送端的二總線通信芯片將需要傳輸?shù)臄?shù)字量以電流形式串行輸出到二總線上；接收端從總線獲得功率的同時(shí)接收信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了功率和信號(hào)公用總線的要求［2］。
2.2通信實(shí)現(xiàn)
常用的總線接口有QA840159等，提供單片機(jī)和總線的接口，通過(guò)握手電路和數(shù)據(jù)總線與CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。總線接口從CPU中取得編碼地址、控制碼等信息后向總線回路發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)串行碼，包括地址段、地址校驗(yàn)段、控制段和模擬量返回段。地址段和地址校驗(yàn)段完全相同，以保證通信的可靠性。二總線通信編解碼芯片位于分支出口處，可以自動(dòng)同步編解碼和片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換，它不需進(jìn)行頻率和同步調(diào)整，可對(duì)總保護(hù)的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化分析并自動(dòng)跟蹤對(duì)位，片內(nèi)高速A/D轉(zhuǎn)換電路僅在地址符合時(shí)加電，大大降低了系統(tǒng)總電流，可很方便地實(shí)現(xiàn)模擬量采集并實(shí)現(xiàn)二總線通信。
3智能漏電保護(hù)的設(shè)計(jì)
系統(tǒng)由總保護(hù)、分支保護(hù)、二總線通信接口三大部分組成。各分支保護(hù)檢測(cè)到的實(shí)時(shí)井下數(shù)據(jù)可通過(guò)二總線進(jìn)行通信，設(shè)井下饋線分支出口數(shù)為n，其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
總保護(hù)處為性價(jià)比較高的單片機(jī)8051系統(tǒng)，系統(tǒng)有A/D轉(zhuǎn)換器、輸入/輸出接口、閃存、輸出執(zhí)行電路等組成。總保護(hù)處裝有附加直流電源式漏電保護(hù)，可以檢測(cè)出電網(wǎng)總的絕緣情況，同時(shí)通過(guò)漏電直流檢測(cè)電路的取樣，監(jiān)測(cè)井下電網(wǎng)A，B，C三相的絕緣電阻的變化，并由電路顯示，所以容易查找和處理故障相。正常工作時(shí)循環(huán)顯示電網(wǎng)的'工作參數(shù)和對(duì)地的絕緣水平，故障跳閘后循環(huán)顯示故障時(shí)的參數(shù)和狀態(tài)，從而大大提高了判斷故障的效率。若設(shè)有不同的給定值存儲(chǔ)在微機(jī)內(nèi)，微機(jī)就可以判斷出故障是接地故障、人身觸電事故還是絕緣電阻下降故障。
總保護(hù)處通過(guò)總線接口和二總線相連，進(jìn)行通信。在總保護(hù)處和分出口處檢測(cè)各支路的零序電流，分支保護(hù)處編解碼芯片接收總保護(hù)處的地址、控制信息，當(dāng)和本身地址相同時(shí)，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，進(jìn)行零序電流檢測(cè)，并通過(guò)二總線將電流值上傳給總保護(hù)，通過(guò)總保護(hù)進(jìn)行集中式選線判斷故障相，由總保護(hù)發(fā)出口跳閘指令以切斷故障線路。
漏電保護(hù)原理中指出，當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，流過(guò)故障相的故障電流是所有非故障相電流之和，故障項(xiàng)的零序電流為所有出口處零序電流數(shù)值中的最大者。集中式選線綜合比較所有零序電流的數(shù)值，考慮到零序電流互感器會(huì)產(chǎn)生不平衡電流，而不同的互感器的不平衡電流值不同，所以僅比較零序電流值大小將會(huì)有一定的誤差。現(xiàn)采用簡(jiǎn)單的差值比較方法，即將各電路所測(cè)出時(shí)間間隔相同的故障前后2次零序電流值相減，比較各零序電流的算術(shù)差值。故障線路零序電流的增量是所有線路零序電流增量之和。判定差值最大與其他線路有很大差距的線路為故障線路，從而完成保護(hù)的橫向選擇性，并有效地避免了由互感器不平衡電流帶來(lái)的誤差。
總保護(hù)通過(guò)電流差值集中判斷，找到最大值及分支故障線路，然后發(fā)跳閘指令，由分支開(kāi)關(guān)動(dòng)作；若各分支的零序電流之差相差不大時(shí)，判定為母線故障，由總保護(hù)處開(kāi)關(guān)動(dòng)作。判定為分支故障發(fā)跳閘指令后，總保護(hù)處繼續(xù)監(jiān)視電網(wǎng)的運(yùn)行，若故障仍然存在，說(shuō)明跳閘失敗或判斷失誤，為保證安全，由作為后備保護(hù)的總保護(hù)跳閘切斷故障，無(wú)長(zhǎng)時(shí)間的延時(shí)。
4結(jié)論
二總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性非常高，基于二總線的漏電保護(hù)系統(tǒng)，全面提高了礦用檢漏裝置的性能，縮短了總保護(hù)初跳閘時(shí)間，保證了井下的供電安全。
參考文獻(xiàn)：
［1］劉桂同，于風(fēng)全，初忠全，等-礦井低壓電網(wǎng)漏電保護(hù)技術(shù)的新發(fā)展［I］.煤礦開(kāi)采，2000（增刊）：92-93.
［2］聶子玲，史賢俊，周紹磊-基于二總線通信的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)［I］.自動(dòng)化儀表，2002，23(6)：41-42.
【漏電保護(hù)系統(tǒng)分析的論文】相關(guān)文章：
4.智能電網(wǎng)建設(shè)與繼電保護(hù)系統(tǒng)重構(gòu)論文
5.課外讀書(shū)活動(dòng)指導(dǎo)分析的論文
6.戰(zhàn)略營(yíng)銷(xiāo)性質(zhì)分析的論文
本文來(lái)源：http://www.nvnqwx.com/shiyongwen/2473062.htm