基于自然直流選擇性的漏電保護的研究

選擇性漏電保護是保證煤礦井下安全供電的3大保護(過流保護、漏電保護和保護接地)之一，是防止人身觸電的重要保護措施[1] 。

本文在現(xiàn)有選擇性漏電保護原理[3]的基礎(chǔ)上，針對兩分支電網(wǎng)單相漏電的情況，從理論上對數(shù)學模型進行了進一步的分析，并介紹了以計算機為核心的簡單實施方案。

我國井下低壓電網(wǎng)的中性點全部為不接地方式，選擇性漏電保護裝置主要采用零序電流型、零序功率方向型原理，零序電流型是利用故障支路零序電流大于任一支路自身的零序電流的特點實現(xiàn)選擇性。它需要一定量的零序電流才能正確選線;零序功率方向型是通過比較各支路Io與Uo相位選出故障支路并切斷該支路[2]，而在有消弧線圈補償?shù)碾娋W(wǎng)中，這些特征已不復存在，流過各支路零序互感器的電流隨補償情況的不同和電網(wǎng)相對長度的變化而變化。所以，當引入消弧線圈后，這兩種類型的保護將失去選擇性而不能正常工作。目前選擇性漏電保護在我國井下電網(wǎng)的使用中誤動、拒動現(xiàn)象時有發(fā)生，因此井下電網(wǎng)漏電故障的正確檢測成為礦井生產(chǎn)現(xiàn)場急需解決的難題。

　　1 自然直流選擇性漏電保護的原理

　　1.1 系統(tǒng)構(gòu)成

　　自然直流選擇性漏電保護原理基于井下保護接地網(wǎng)絡(luò)，直流檢測源為由3個二極管組成一個半波整流橋，如圖1，將電網(wǎng)中每個分支的地線用一個取樣電阻R與電網(wǎng)的總接地網(wǎng)聯(lián)在一起，檢測電流通過接地網(wǎng)、取樣電阻及電網(wǎng)絕緣電阻流回電網(wǎng)，構(gòu)成直流檢測網(wǎng)絡(luò)。

　　1.2 保護原理分析

　　為討論方便，設(shè)三相平衡電源為：

　　在正常情況下，電源的相電壓A、B和C是對稱的，波形如圖2，各相對地的絕緣電阻值一般也是相等的。三相電源經(jīng)半波整流后，總?cè)与娮鑂3上的電壓輸出波形是如圖3所示的脈動的直流電壓，各分支檢測電流大致相同。