核电站两段式漏电故障保护方法
【专利摘要】本发明属于核电站设计技术，具体涉及一种核电站两段式漏电故障保护方法。该方法在核电站低压配电系统中低压配电变压器中性点与接地系统的连接线上配置一组两段式漏电故障保护器，完成第一阶段漏电报警，第二阶段单相接地故障跳闸两项功能，两段式漏电故障保护器的保护信号来源于设置在变压器中性点与接地系统的连接线上的电流互感器。本发明具有灵敏度高，设备简洁，功能完整的特点，可以广泛推广于核电站低压配电系统接地故障保护设计中。
【专利说明】核电站两段式漏电故障保护方法
【技术领域】
[0001]本发明属于核电站设计技术，具体涉及一种核电站两段式漏电故障保护方法。
【背景技术】
[0002]为对一个电源所供电范围内的接地故障进行防范，需在该电源处装设总的剩余电流动作保护器，以实现全供电范围内的接地故障保护。
[0003]目前，工业与民用配电设计中，最常见的是在变压器出线上装用大额定电流框架式断路器，其附带接地故障保护功能，如图2所示，即取自A，B, C，N上的电流互感器003TI至断路器附带的003X1接地故障保护装置，实现对电源所供电范围内的接地故障防范。这种方案实施的接地故障保护整定电流大，对防电击和防接地电弧火灾几乎不起作用，它的作用是在发生接地故障时提高PE线路绝缘的过电流防护的灵敏度。
[0004]另一做法是设置002TI，取零序电流至专门的继电器装置002X1，实现接地故障保护，如图2所示，该方案不在变压器出线上装用大额定电流框架式断路器。但此种做法只能完成低压配电系统的单相接地故障保护功能，由于其整定应躲过正常运行的最大三相不平衡电流、谐波电流和正常泄露电流之和，故无法实现对整个配电系统的漏电保护功能，即无法实现对全供电范围的防接地电弧火灾功能。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种对核电站整个低压配电系统实施两段式漏电故障保护的方法，其灵敏度高，设备简洁，功能完整。
[0006]本发明的技术方案如下:一种核电站两段式漏电故障保护方法，在核电站低压配电系统中低压配电变压器中性点与接地系统的连接线上配置一组两段式漏电故障保护器，两段式漏电故障保护器分别与主控室控制机柜和6.6kV中压开关相连接，完成第一阶段漏电报警，第二阶段单相接地故障跳闸两项功能，两段式漏电故障保护器的保护信号来源于设置在变压器中性点与接地系统的连接线上的电流互感器。
[0007]进一步，如上所述的核电站两段式漏电故障保护方法，其中，所述的两段式漏电故障保护器实现两个阈值输出，第一阈值的信号输出至主控室控制机柜，实现漏电报警功能，在全供电范围内起防接地电弧火灾作用，配置整个低压配电系统的总的剩余电流保护；第二阈值的信号输出至6.6kV中压开关，实现单相接地故障跳闸功能，对整个低压配电系统实施接地故障保护，配置零序电流保护。所述的两段式漏电故障保护器为两段式漏电继电器。
[0008]进一步，如上所述的核电站两段式漏电故障保护方法，其中，所述的变压器为D, ynll中低压配电变压器。
[0009]本发明的有益效果如下:
[0010]本发明是采用在变压器中性点与接地系统的连接线上设置高灵敏度的接地故障继电器，低压配电系统接地故障保护信号来源于装设于中性点与接地系统的连接线上的电流互感器，其剩余电流保护所检测的是三相电流加中性线电流的相量和，其实施方案简单、可行。接地故障电流返回电源一是经PE线，另一是经大地。变压器所供电范围内任一处发生的接地故障电流都可以被检测出来，再通过已配套的继电器就可以作用于跳闸或报警。这种互感器尺寸不大，安装简便，且其变比很小，动作灵敏度很高，可在全供电范围内起防接地电弧火灾的作用。而工业与民用配电设计中，是在变压器出线上装用带接地故障保护功能的大额定电流框架式断路器，其整定电流至少为断路器额定电流的20%，这个动作电流值很大，对防电击和防接地电弧火灾几乎不起作用，它的作用是在发生接地故障时提高PE线路绝缘的过电流防护的灵敏度。其需在相线和中性线上装设电流互感器，取其二次回路并联来实现剩余电流的检测，由于该电流互感器有很大的变比，置于断路器内的接地故障保护是难以提高其保护灵敏度的。
[0011]其次，本发明对核电站低压配电系统设置的接地故障继电器为两段式漏电故障保护器，第一阶段漏电实现报警功能，在全供电范围内起防接地电弧火灾作用，其实质意义上是配置整个低压配电系统的总的剩余电流保护。第二阶段接地故障作用于跳闸，实现对整个低压配电系统的接地故障保护，其实质意义是配置零序电流保护。两种方式使整个低压配电系统的接地故障保护完整、合理，实施有效。
[0012]第三，由于设置的两段式漏电故障保护器的第二阶段接地故障信号来源于装设在变压器中性点与接地系统的连接线上的电流互感器，无需考虑躲开变压器低压配电系统的三相不平衡电流，仅需考虑与低压出线上的接地故障保护装置相配合即可，整定简化。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明的保护配置图；
[0014]图2为本发明的保护配置详解示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
[0016]实施例
[0017]在本发明实施例中，如图1所示，本发明的低压配电系统两段式漏电故障保护设计方法包括:
[0018]对低压侧中性点直接接地的D，ynll中低压配电变压器，在变压器中性点与接地系统的连接线上设置电流互感器001TI，这类电流互感器尺寸不大，安装简便。
[0019]选配一套两段式漏电故障保护器001X1，从变压器中性点与接地系统的连接线上设置的电流互感器001TI 二次侧取信号，两个不同的阈值输出，分别作用于第一阶段漏电报警，第二阶段单相接地故障跳闸。
[0020]图1中，两段式漏电故障保护器001X1与6.6kV中压开关001JA用虚线相连，指从001X1有控制电缆送至001JA，实现跳闸功能001JA。001TI选用常规的电流互感器，没有特殊的技术要求，例如:LMZJl-0.66500/5A;001X1为两段式漏电故障保护器，是一种高精度、高灵敏的继电保护器，例如:LEG-173LS;001X1检测到第二阶段的接地故障报警值，则发信号通过控制电缆传给001JA，跳闸。
[0021]如图2所示，目前工业与民用配电设计中，最常见的是在变压器出线上装用大额定电流框架式断路器，其附带接地故障保护功能，即取自A，B，C，N上的电流互感器003TI至断路器附带的003X1接地故障保护装置，实现对电源所供电范围内的接地故障防范。其对于接地故障保护的缺点已在【背景技术】中分析，在此不重复论述了。
[0022]另一做法是设置002TI，取零序电流至专门的继电器装置002X1，实现接地故障保护，如图2所示，也是不在变压器出线上装用大额定电流框架式断路器。但此种做法只能完成低压配电系统的单相接地故障保护功能，由于其整定应躲过正常运行的最大三相不平衡电流、谐波电流和正常泄露电流之和，故无法实现对整个配电系统的漏电保护功能，即无法实现对全供电范围的防接地电弧火灾功能。
[0023]如图1所示，本发明的低压配电系统两段式漏电故障保护不在变压器出线上装用大额定电流框架式断路器，其对供电范围内的接地故障防范采用的是设置单独的电流互感器动作于相应的接地故障保护继电器，具体分析如下:
[0024]仅在变压器中性点与接地系统的连接线上设置电流互感器001TI，信号作用于高灵敏度的两段式漏电故障保护器001X1。其剩余电流保护所检测的是三相电流加中性线电流的相量和，即IPE=Iu+Iv+Iw+IN (中性线不配出时IPE=Iu+Iv+Iw)，此实施方案简单、可行。接地故障电流返回电源一是经PE线，另一是经大地。将电流互感器001TI安装于图2所示位置，变压器所供电范围内任一处发生的接地故障电流都可以被检测出来，再通过已配套的继电器001X1就可以作用于跳闸或报警。这种互感器尺寸不大，安装简便，且其变比很小，动作灵敏度很高，可在全供电范围内起防接地电弧火灾的作用。
[0025]配置的接地故障继电器001X1，为两段式漏电故障保护器，第一阈值输出，实现漏电报警功能，输出对象是主控室DCS机柜，在全供电范围内起防接地电弧火灾作用，其实质意义上是配置整个低压配电系统的总的剩余电流保护。第二阈值输出，实现接地故障跳闸功能，输出对象是6.6kV中压开关，对整个低压配电系统实施接地故障保护，其实质意义是配置零序电流保护。两种方式使整个低压配电系统的接地故障保护完整、合理，实施有效。具体的方式是:两段式漏电故障继电器001X1采集电流信号，电流值在第一阈值(较小)时，发信号向主控室DCS报警，电流值在第二阈值(较大)时，发信号跳闸6.6kV中压开关,实现保护功能。所述的阈值是采集的电流，是个电流值。
[0026]诚如规范所述，接地故障保护为防间接接触电击和防接地电弧火灾保护，本发明的核电站两段式漏电故障保护设计是对低压配电系统接地故障保护的一种有效实施办法，这种设计方法已在核电工程中实施，并通过设计、调试及运行反馈，积累了丰富的整定经验，可广泛推广于核电站低压配电系统接地故障保护设计中。
[0027]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种核电站两段式漏电故障保护方法，其特征在于:在核电站低压配电系统中低压配电变压器中性点与接地系统的连接线上配置一组两段式漏电故障保护器，两段式漏电故障保护器分别与主控室控制机柜和6.6kV中压开关相连接，完成第一阶段漏电报警，第二阶段单相接地故障跳闸两项功能，两段式漏电故障保护器的保护信号来源于设置在变压器中性点与接地系统的连接线上的电流互感器。
2.如权利要求1所述的核电站两段式漏电故障保护方法，其特征在于:所述的两段式漏电故障保护器实现两个阈值输出，第一阈值的信号输出至主控室控制机柜，实现漏电报警功能，在全供电范围内起防接地电弧火灾作用，配置整个低压配电系统的总的剩余电流保护；第二阈值的信号输出至6.6kV中压开关，实现单相接地故障跳闸功能，对整个低压配电系统实施接地故障保护，配置零序电流保护。
3.如权利要求2所述的核电站两段式漏电故障保护方法，其特征在于:所述的两段式漏电故障保护器为两段式漏电继电器。
4.如权利要求1或2或3所述的核电站两段式漏电故障保护方法，其特征在于:所述的变压器为D，ynll中低压配电变压器。
【文档编号】H02H3/32GK103683187SQ201310644140
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】陈怀宇, 范君龙, 王劲, 朱丰林 申请人:中国核电工程有限公司