基于剩余电流变化量的漏电保护器研究及设计

电能作为世界各处不可缺少的重要可再生能源,极大的提高了社会生产力并促进了世界经济的飞速发展。伴随着电力的广泛应用,人身触电也时有发生,为了重视生产、生活的环境安全问题,许多企业加大了在人身安全方面的投入,在线路中安装剩余电流动作保护器(国内称漏电保护器),剩余电流动作保护器以剩余电流为动作信号,并在其值达到规定数值时及时切断电路,以此对设备和人员的安全起到有效的保护作用。本文首先对国内外漏电保护器的发展历程和研究成果进行综述,并针对漏电保护器的性能参数及国家标准,提出了针对电网一级保护的漏电保护器设计要求。通过对低压配电系统的运行方式和用电设备接地方式的阐述,指出了漏电对人体的危害及安装漏电保护器的必要性。在对国内外漏电保护器的研究成果及漏电保护器基本工作原理进行分析时,发现了鉴幅式漏电保护器存在动作不灵敏区,也就是漏电保护死区。鉴于此并详细研究了解决漏电保护死区的一般方法。其次,对电网发生故障漏电时建立了其戴维南等效电路的数学模型,并以此对电网漏电电流信号的变化规律、识别方法和分布情况进行了研究,分析了各相等效漏电电流的计算方法,建立了漏电保护模型,并提出了基于剩余电流变化量的漏电保护器选择。此方法能有效的解决了漏电保护器拒动作和误动作等问题,并具体分析了漏电延迟保护判断的一般方法。最后,进行了基于剩余电流变化量的智能保护器硬件和软件设计,采用单片机作为主控元件设计出了相应的漏电保护样机。根据漏电保护器电磁兼容性在国家标准方面的设计要求,需要明确其工作所处的电磁环境并以此为根据提出了漏电保护器一些具体的抗干扰措施。