井下供電系統(tǒng)漏電保護(hù)方案分析

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1、井下供電系統(tǒng)漏電保護(hù)方案分析井下供電系統(tǒng)漏電保護(hù)方案分析前言漏電保護(hù)是煤礦井下三大基本電氣保護(hù)之一，其目的主要是通過切斷電源的操作來防止人身觸電傷亡、避免漏電電流引爆瓦斯煤塵，確保礦井生產(chǎn)和人身安全。因此，煤礦井下采用完善的漏電保護(hù)方案是確保煤礦供電系統(tǒng)安全工作的重要措施。1、漏電保護(hù)的基本要求作為繼電保護(hù)范疇的漏電保護(hù)，也應(yīng)象其它繼電保護(hù)裝置一樣，應(yīng)當(dāng)滿足安全性、可靠性、選擇性和可靠性要求。所謂安全性，是指漏電保護(hù)從最嚴(yán)重的人身觸電事故發(fā)生到電源被切除的時(shí)間乘以流過人體的電流應(yīng)小于30MA.S；對于單相接地以及其它漏電故障，應(yīng)保證在切斷電源或發(fā)生間歇性漏電時(shí)，接地

2、點(diǎn)的漏電火花能量小于0.28MJ。所謂可靠性，是指漏電保護(hù)裝置，自身具有一定的可靠性，對于保護(hù)單元內(nèi)發(fā)生漏電故障時(shí)，不能拒動；而當(dāng)保護(hù)單元外發(fā)生任何故障時(shí)，不能誤動。所謂靈敏性，是指漏電保護(hù)裝置對臨界漏電故障具有較強(qiáng)的反應(yīng)能力。所謂選擇性，是指漏電保護(hù)裝置只切除供電單元中漏電部分的電源，而保留非漏電部分的電源。無論是放射式供電還是干線式供電，都能將故障時(shí)的停電范圍盡可能減小。2、目前漏電保護(hù)裝置原理分析分析漏電保護(hù)原理是完善漏電保護(hù)裝置的基本前提。我礦自建礦生產(chǎn)以來，隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，我礦現(xiàn)場先后使用過各種各樣的漏電保護(hù)裝置，全面地對這些漏電保護(hù)裝置進(jìn)行綜合分析，無

3、外乎有以下幾種類型：2.1附加電源直流檢測式漏電保護(hù)2.2無附加電源直流檢測式漏電保護(hù)2.3零序電壓式漏電保護(hù)2.4零序電流式漏電保護(hù)2.5零序功率方向式漏電保護(hù)2.6旁路接地式漏電保護(hù)2.1.1附加電源直流檢測式漏電保護(hù)分析附加電源直流檢測式漏電保護(hù)（圖1）中，三相電抗器、零序電抗器、KΩ表和KD繼電器電阻為定值，電網(wǎng)對地絕緣電阻值r為可變值。當(dāng)直流電壓V一定時(shí)，直流繼電器KD中電流值將隨r值而變。當(dāng)r下降到一定程度時(shí)，直流繼電器KD動作，其常開接點(diǎn)接通自動饋電開關(guān)的分勵(lì)脫扣線圈，或常閉接點(diǎn)斷開無壓釋放線圈，自動饋電開關(guān)跳閘，實(shí)現(xiàn)漏電保護(hù)。優(yōu)點(diǎn)：附加電源直流檢測式

4、漏電保護(hù)具有保護(hù)全面、動作無死區(qū)，保護(hù)不受故障類型（對稱或不對稱）、發(fā)生地點(diǎn)以及電網(wǎng)狀態(tài)的影響，對整個(gè)供電單元具有電容電流補(bǔ)償效果等優(yōu)點(diǎn)，但其也具有保護(hù)無選擇性、電容電流補(bǔ)償具有靜態(tài)性以及保護(hù)裝置動作時(shí)間長等缺點(diǎn)。2.2.1無附加電源直流檢測式漏電保護(hù)分析無附加電源直流檢測式漏電保護(hù)（圖2）中，利用三個(gè)整流管構(gòu)成漏電保護(hù)裝置，三個(gè)整流管分別接到電網(wǎng)三相，另一端星接經(jīng)電阻接地。由于電網(wǎng)中性點(diǎn)不接地，經(jīng)三個(gè)整流管的直流電流，必須流經(jīng)電阻R、大地和電網(wǎng)對地絕緣電阻r才能返回電源，因此電流的大小就直接反應(yīng)了電網(wǎng)對地的絕緣狀況，檢測直流電流的大小，就可形成漏電保護(hù)。優(yōu)缺點(diǎn)：實(shí)

5、質(zhì)上，無附加電源直流檢測式漏電保護(hù)同附加電源直流檢測式漏電保護(hù)基本原理一致，此種漏電保護(hù)結(jié)構(gòu)簡單，具有較高直流電壓，能夠真實(shí)地反應(yīng)電網(wǎng)的絕緣水平，但也有保護(hù)無選擇性、漏電保護(hù)值受電源電壓波動影響較大等缺點(diǎn)。2.3.1零序電壓式漏電保護(hù)分析零序電壓式漏電保護(hù)（圖3）中，當(dāng)電網(wǎng)非對稱性漏電時(shí)，三相對地電壓不平衡，事必出現(xiàn)零序電壓。零序電壓通過電壓互感器二次側(cè)開口三角形取出（當(dāng)然也可由變壓器與地之間取出），利用零序電壓的大小，來反應(yīng)電網(wǎng)對地的絕緣程度。當(dāng)零序電壓大到一定程度時(shí)，執(zhí)行回路動作，使饋電開關(guān)跳閘，實(shí)現(xiàn)漏電保護(hù)。優(yōu)缺點(diǎn)：零序電壓式漏電保護(hù)能夠檢測電網(wǎng)漏電時(shí)的零序電

6、壓，不失為一種較好的漏電保護(hù)手段，但其具有保護(hù)無選擇性、不能保護(hù)對稱性漏電故障、動作電阻值不固定、只能用在變壓器中性點(diǎn)非直接接地的電網(wǎng)中等缺點(diǎn)。2.4.1零序電流式漏電保護(hù)分析零序電流式漏電保護(hù)（圖4）中，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生非對稱性漏電時(shí)，電網(wǎng)在產(chǎn)生零序電壓的同時(shí)，回路中也出現(xiàn)零序電流，利用零序電流互感器，取值加以利用，驅(qū)動繼電器，實(shí)現(xiàn)漏電保護(hù)。優(yōu)缺點(diǎn)：零序電流式漏電保護(hù)可以實(shí)現(xiàn)放射式電網(wǎng)中橫向選擇性漏電保護(hù)，還可以應(yīng)用于中性點(diǎn)接地及不接地系統(tǒng)中。但也具有動作電阻值不固定、不能保護(hù)對稱性漏電以及不能補(bǔ)償電容電流等缺點(diǎn)。2.5.1零序功率方向式漏電保護(hù)分析零序功率方向式漏電保

7、護(hù)（圖5）中，當(dāng)電網(wǎng)非對稱性漏電時(shí)，由取樣電路分別從電網(wǎng)中取出零序電壓和各支路的零序電流信號，經(jīng)放大整形后，由相位比較電路來判斷故障支路，最后啟動執(zhí)行電路，切斷故障支路的電源，實(shí)現(xiàn)有選擇性的漏電保護(hù)。優(yōu)缺點(diǎn)：零序功率方向漏電保護(hù)具有很強(qiáng)的橫向選擇性，但也具有動作電阻阻值不固定、不能保護(hù)對稱性漏電以及不能補(bǔ)償電容電流等缺點(diǎn)。2.6.1旁路接地式漏電保護(hù)分析旁路接地式漏電保護(hù)（圖6）中，當(dāng)發(fā)生單相觸電或人身觸及電網(wǎng)的一相時(shí)，由檢測選相器確認(rèn)故障并輸出動作指令，然后由執(zhí)行電路強(qiáng)使故障相旁路接地，利用專設(shè)的接地極電阻分流，降低漏電點(diǎn)電流。優(yōu)缺點(diǎn)：旁路接地式漏電保護(hù)安全性