一種剩余電流動作保護方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及電力系統中對低壓線路進行故障剩余電流保護的領域，且特別設及一 種剩余電流動作保護方法及裝置，具體設及保護器的自動調擋功能及突變剩余電流保護功 能。
【背景技術】
[0002] 隨著電網中用電設備的增加和普及，因為電氣設備使用不當或線路造成的故障剩 余電流時有發生。剩余電流事故會引起火災、用電設備損壞W及用電人員傷害。通常，衡量 一個國家或地區的觸、剩余電流事故發生率是W每消耗1億度電造成的死亡人數來表示的， 發達國家的安全用電水平已控制在每消耗1億度電造成死亡1人W下，而我國還遠沒有達到 運個安全用電水平，尤其是廣大的農村地區和偏僻山區。全國火災統計數據表明，我國電氣 火災一直保持在總火災總數的30%左右，造成的直接經濟損失卻達到了總損失的40% W 上，為了人身安全與用電設備安全，在低壓電網中安裝剩余電流動作保護器是防止人身觸 電、電氣火災及電氣設備損壞的一種有效的防護措施。
[0003] 在低壓電網中，剩余電流動作保護器用W防止因剩余電流引發的電氣火災、人身 觸電和電氣設備損壞，在保障用電安全方面起著重要的作用。實際使用中，當設定剩余電流 動作闊值較小時，常引起剩余電流保護器頻繁動作，造成電網運行率降低。迫使一些用戶擅 自將剩余電流保護器退出運行，存在重大安全隱患。另一方面，當設定剩余電流保護器動作 闊值較大時，可W減少剩余電流保護器的動作次數，提高電網運行率，但降低了剩余電流保 護的有效性。
[0004] 目前廣泛應用于低壓電網的剩余電流保護器動作闊值固定，不能自動調節，自適 應能力及實用性較差。實際情況下，各種用配電線路的固有剩余電流是不同的，且在不同氣 候、不同環境條件及不同的線路狀況下，剩余電流的變化很大，如果剩余電流保護器的動作 值為一固定值，同一產品在固有剩余電流小的線路中使用時，可能起不到應有的安全保護 作用;在固有剩余電流大的線路中使用時，又會出現經常跳閩停電的情況，造成供電安全可 靠性差，給用戶帶來不必要的停電損失。
【發明內容】
[0005] 本發明提出一種剩余電流動作保護方法及裝置，提供了智能型剩余電流保護器的 自動調擋功能，可W根據電網運行水平自動切換動作電流檔位，來提高電網的運行率，同時 具有突變剩余電流保護功能。
[0006] 為了達到上述目的，本發明提出一種剩余電流動作保護裝置，包括：
[0007] 剩余電流檢測電路，包括零序電流互感器將剩余電流產生的零序電流轉換為電壓 信號；
[000引信號調理電路，包括運算放大器將所述剩余電流檢測電路輸出的電壓信號進行放 大處理；
[0009] 微處理器，包括單片機根據所述信號調理電路輸出的電壓信號判斷剩余電流信號 是否超過規定闊值；
[0010] 脫扣器驅動電路，用于接收所述微處理器發出的脫扣指令，并驅動脫扣器脫扣，斷 開線路；
[0011] 電源模塊，為W上各模塊進行供電。
[0012] 進一步的，所述零序電流互感器所轉換產生的電壓信號分為兩部分：
[0013] 一路信號作為比較信號經過放大處理后輸出到所述微處理器，并與設定的整定值 比較判斷剩余電流信號是否超過規定闊值；
[0014] 另一路信號經過信號放大、濾波處理和A/D轉換生成數字信號，通過外接的顯示單 元進行狀態顯示。
[001引進一步的，所述電源模塊提供+12v和巧V兩路輸出電壓，其中巧V為脫扣器驅動電 路、微處理器和信號調理電路中的運算放大器供電，+12V為外設供電。
[0016] 為了達到上述目的，本發明還提出一種剩余電流動作保護方法，包括下列步驟：
[0017] 采集剩余電流信號，并判斷其是否為突變剩余電流；
[0018] 當判斷所述剩余電流為突變剩余電流時，進行剩余電流動作保護，否則進入自動 調擋程序；
[0019] 當剩余電流在設定限值范圍內時，動作闊值不變；
[0020] 當剩余電流超出設定限值范圍時，且持續時間大于設定時間后，改變動作閥值，并 將剩余電流設定值范圍進行浮動調檔；
[0021] 當剩余電流超過動作閥值時，發出脫扣指令，斷開線路，當剩余電流未超過動作闊 值時，保護器不動作。
[0022] 進一步的，所述剩余電流設定值范圍的檔位設定為：80、160、320、400、480、560、 720、800、960、1040mA。
[0023] 進一步的，所述自動調檔的原則為:如果降1檔檔位值+10〉當前剩余電流值〉降2檔 檔位值+10,且時間達到45s，則自動降檔到合適的檔位值。
[0024] 進一步的，所述剩余電流設定值范圍的檔位在系統初始化時設定為1040mA的檔 位，并將檔位進入標志設置為1。
[0025] 進一步的，所述自動調擋程序通過對檢測到的剩余電流值進行判斷，使程序進入 相應檔位部分進行處理：
[0026] 每進入一個檔位，首先判斷檔位進入標志，查看上一次是進入的哪個檔位；
[0027] 如果為第一次進入當前檔位，表明當前剩余電流值已經變化到一個新的區間內， 之前的對其他檔位的45s電流監測或正常的運行狀態結束，此時將重新45s啟動定時器，開 始進行該檔位的電流監測；
[0028] 如果上一次也是進入的該檔位，則判斷保持在該區間運行的時間是否已經超過 45s，如果45s對應的計數值未到就跳出該部分，開始進行下一輪的判斷；
[0029] 如果45s對應的計數值已經到達，表明剩余電流已經在當前的區間內運行并保持 了 45s，運時需要將剩余電流的動作值檔位切換到當前區間所對應的檔位上，點亮相應檔位 的狀態指示燈，關閉45s計時操作，并且清零定時器，W準備進行下一輪的操作。
[0030] 進一步的，所述當所述剩余電流為突變剩余電流時，首先計算前后兩個周期的剩 余電流的差，判斷其是否大于突變剩余電流動作值，當差值大于突變剩余電流動作值時，執 行機構動作。
[0031]進一步的，在實現突變剩余電流保護時，根據剩余電流的大小進行反時限剩余電 流保護，所述反時限保護的通用數學模型的基本形式為：
[0033] 其中，t為動作延時;K是設計的常數;M是由用戶整定的時間常數，由上下級保護動 作時間的正確配合要求決定;I為保護測量電流;Ip為基準電流，取被保護設備的額定電流； a是曲線水平移動常數，反應了反時限保護動作能夠動作的電流相對于Ip的倍數，取1.0;n 是曲線形狀常數，在0~2之間取值，n越大曲線形狀越睹，即保護動作時間隨電流增大而減 小的越快。
[0034] 本發明提出的剩余電流動作保護方法及裝置，提供了智能型剩余電流保護器的自 動調擋功能，可W根據電網運行水平自動切換動作電流檔位，來提高電網的運行率。同時， 為保障對故障剩余電流的正確防護，設計了剩余電流保護器的突變剩余電流保護功能，保 護動作具有反時限功能。因此，提高了保護器的自適應能力及可靠性。
【附圖說明】
[0035] 圖1所示為本發明較佳實施例的剩余電流動作保護裝置結構示意圖。
[0036] 圖2所示為本發明較佳實施例的剩余電流動作保護方法中自動調檔流程圖。
[0037] 圖3所示為本發明較佳實施例的剩余電流動作保護方法