电力信息发布系统的模式与研制(4)

Irn—为保护装置动作电流整定值

　　IL—为线路不平衡漏电电流

　　θ—为触电电流与线路不平衡漏电电流之间的相位差角

　　可见，在实际运行中，保护装置的动作电流值Irp，随IL及θ的不同而发生变化。

　　现分下列几种情况进行研究：

　　当线路不平衡漏电电流很小(绝缘良好或三相漏电电流平衡)即IL≒0

　　由式①得：

　　Irp≒Irn

　　在此情况下，保护装置的实际动作电流值恒等于其整定值Irn，具有理想的运行特性(图1)，保护装置可稳定运行。

　　当保护装置的动作电流整定值Irn很大时(例如500mA)有Irp>>IL

　　式①中具有IL的项均趋于零创式①有

　　Irp≒Irn

　　此时保护口的运行特性也如图1所示，保护装置可稳定运行。

　　当IL接近于Irn但小于Irn?时，Irp将随θ的不同而发生变化，图2是当IL=30mA

　　Irn=35mA时根据式①所作的运行特性曲线。

　　图2　 电流动作式触电保护运行特性曲线?

　　由图可见Irp随θ的不同而变化很大，存在着触电的过灵敏相与不灵敏相的问题。在灵敏相上(例如θ=0°)Irp只有5mA就动作了，而在不灵敏相上(θ=180°)Irp达70mA?才动作。在过灵敏相上，只要有微弱的干扰，使漏电电流有微弱的增加，保护装置就动作了，因此，不能稳定运行。

　　图3是根据不同的IL值所作的几条特性曲线，可见在Irn为固定值时IL越小曲线，越平坦。

　　很容易证明当Irn≥(3～5)IL　　　　②时，保护装置就可以稳定运行，起到保护作用。

　　作为分级保护中的一级保护装置均可满足Irn≥(3～5)IL的条件(例如Irn=500mA)?何况一级保护装置的功能只作绝缘监视，不考虑触电的过灵敏相与不灵敏相问题，所以普通电流型保护装置完全可以作为分级保护中的一级保护装置。

　　当Irn=IL时由式①得Irp=0

　　即保护装置将无法投运。

　　3.2　脉冲型保护装置

　　如上所述，普通电流型保护装置作全网触电及漏电保护时，在Irn≤(3～5)IL的区段内或者不能投运，或者出现触电时的不灵敏相与过灵敏相的问题。为满足式②的要求，可放大所作电流位，Irn但做为具有触电保护功能的保护装置，这样作是不允许的。用于直接接触的保护装置，其所作电流值不允许超过人体的安全电流值30mA，这是世界公认的数值。

　　我国农村电网很多地方，其不平衡漏电电流均大于30mA，特别是下雨天，漏电电流会更大。在这些地方，普通电流型保护装置，将不可能做为全电网防止直接接触触电的保护装置。

　　脉冲型保护装置，可以解决上述问题，能够运行在漏电电流很大的电网，而触电动作电流整定在30mA，或更小。这是它最大的特点。

　　脉冲型保护装置的设计基础, 是认为人触电所引起的是线路漏电电流的突然变化。保护装置根据此突变信号而动作，和线路绝缘的缓慢变化无关(仅设一个绝缘监视电路)所以线路漏电电流再大，它都可以投入运行。

　　但是，引起线路漏电电流的突然变化的因素是很多的，如某相电压的突然变化，拉合绝缘不良分支，树枝扫线等等，它们所产生的突变量，和人触电时产生的突变量没有区别，达到保护装置整定值时，也会动作，所以这种保护装置产生的误动作机率较多。

　　此种保护装置的另一个问题是：其动作电流整定值只能按人体摆脱电流考虑(即15mA)，放大动作电流整定值，应当被严格禁止。因为放大动作电流整定值后的保护装置，在很大范围内将不起任何保护作用。这是由于此种保护装置是依据人触电时所产的漏电电流变化量ΔIL而动作的。当人触电所产生的突变量ΔIL小于其整值ΔIrn时，保护装置自然不会动作，但是值得注意的是人触电后即使通过人体的电流再增大，保护装置也没有可能再动作。(因无突变量)而普通电流型保护装置则没有这个问题，只要触电电流增加到它的整定值，它就动作，这是两者的根据区别。

　　目前有的厂家，将此种保护装置的动作电流整定值放大到50mA，这是非常危险的。

触电时，触电电流在50～15mA范围之内，人即不能摆脱电源，保护装置又不能动作而且即使此时触电电流再增加到100mA或更大也不会动作。人触电时，触电电流落在这一区域内的可能性是很大的。

　　脉冲型保护装置的运行特性表示式为：

　　Irp、1、2、3?=-ILcosθ±③?

　　式中Irp、1、2、3——是此种保护装置的三种实际动作电流值(即方程③的三个解)

　　ΔIrn——为动作电流整定值

　　图5为IL=100mA

　　ΔIrn±20mA时

　　根据式③所作的运行特性曲线可见并不理想，也有一个不动作区。

　　图5　 脉冲动作式触电保护运行特性曲线?

　　为克服脉冲型保护装置的不动作区问题，采用了对输入信号进行鉴相的技术措施，出现了鉴幅鉴相型保护装置。它是在脉冲型保护装置互感器的输出端，引进一个和被保护电网电源的幅值或者相位有关的比较参数，对信号进行鉴相处理使Irn和θ无关，或者说令θ≈0?于是式③即为：Irn≌ΔIrn，具有理想的运行特性。

　　和脉冲型保护装置相比，鉴幅鉴相型保护装置消除了不动作区，具有理想的运行特性。但是由于它从信号输入端又引进了一个和电网电源有关的参数，所以电网电压的波动(引进电源幅值比较时)或者电网电源相位及频率的变化(引进相位比较时)都会导致保护装置误动。

　　3.3　结论

　　(1) 实现分级保护后，作为一级保护的保护装置，其动作电源整定值很大(例如500mA)

　　可以完全满足Irn＞(3～5)IL的要求，在这一绝缘区段内保护装置无不保护死区的问题。所以应选用普通电流型保护装置。由于Irn很大，此保护装置的结构可大大简化。

　　所以作为一级保护的保护装置，应以结构简单，坚固耐用，寿命长久，动作可靠，造价低廉为制造目标。

　　(2) 脉冲型或其他更复杂的保护装置，在实现分级保护后，已经无用武之地，没有任何必要，保护装置的运行特性，和普通电流型基本没有区别。将这类保护装置的动作电流整定值放大(例如50，100mA)是十分危险的。

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