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基于PLC的零序功率方向型选择性漏电保护系统的设计雷延峰摘要：从零序功率方向型选择性漏电保护的工作原理入手，设计了以Master-K120S型PLC为中央控制单元的选择性漏电保护系统。
提出了利用可编程控制器中的高速计数器实现煤矿井下零序电流方向判断的新方法。
在分析了系统要求的基础上设计了硬件电路，编写了软件程序。
系统抗干扰性能好，实施电路简单，具有较高的实用价值。
关键词：选择性漏电保护；零序电流；PLC；高速计数器；Master-K120S；A/D0引言漏电是煤矿井下电网的主要故障形式之一，约占其总故障的70％左右，它不但会导致人身触电事故，还会形成单相接地，进而发展成为相间短路，由此引发的电弧会造成瓦斯和煤尘爆炸。
为确保人身安全，减少因漏电引起的瓦斯和煤尘爆炸的危险性，在井下电网中必须安装漏电保护装置。
为了保证供电的可靠性和连续性，要求采用有选择性的漏电保护系统。
选择性漏电保护装置动作具有选择性，对于辐射式电网的许多条配出线，只切除有漏电故障线路的电源，从而缩小了停电范围。
零序功率方向型选择性保护主要是比较零序电流信号和零序电压信号之间的相位关系，它所需要的零序电流的数值较小，故它的灵敏度要高，选择性也好。
本文主要介绍以Master-K120S型PLC为核心的基于零序功率方向检测的选择性漏电保护。
1零序功率方向型选择性漏电保护的原理在放射式电网中当某一支路漏电或接地时，各个分支线路中的零序电流方向是不同的，对于故障支路，零序电流是由支路流向母线，对于非故障支路是由母线流向支路。
如果按照一般规定，由母线流向支路的零序电流为正，那么由支路流向母线的零序电流便为负。
于是我们可以利用发生漏电时故障支路与非故障支路中零序电流的方向不同来区分它们，达到选择性保护的目的，这就是零序功率方向性漏电保护原理。
由漏电理论可知，非故障支路中零序电流超前零序电压0＜α＜π/2，故障支路中零序电流滞后零序电压π/2＜β＜π。
HJXL-Ⅰ矿井低压电网绝缘监测及集中选漏装置HJXL-ⅠA矿井低压电网绝缘监测及集中选漏保护装置创新优点及技术优势参考标准：JB6314-92Q/HMDL001-20161、概述1.1 简述及适用场所HJXL-ⅠA矿井低压电网绝缘监测及集中选漏保护装置（简称HJXL-IA保护装置），是从我国矿井低压电网安全运行实际需要出发，应用自主创新的零序基波倍频相位判别原理（自主知识产权）进行低压电网绝缘监测和漏电故障的判选，HJXL-IA保护装置整体设计运用EDA和CPLD最新技术开发专用集成电路（ASIC）作为核心故障判选“MCU”,并且采用先进单片机技术实现故障信息的显示、存储和联网通讯等功能，是自主研究开发的新产品；HJXL-IA 保护装置包括横向选择性漏电保护，能监护12条馈出线支路的集中性单相漏电故障；该HJXL-IA保护装置把馈出线单相漏电保护、三相电网对地绝缘值大小实时监测两项功能，优化集中于一体，是一种新颖的电网绝缘监测和漏电故障集中选漏保护装置。
HJXL-IA保护装置适用于矿井380V～1140V中性点不接地、中性点经高阻接地或是中性点经零序电抗器接地补偿的低压电网，实现馈出线支路单相漏电故障准确选线保护。
可安装于无甲烷和煤尘爆炸危险的煤矿、铁矿、铜矿、金矿的井下以及选煤厂、化工厂等场所。
1.2 装置创新优点- 1 -1.3 型号的组成及意义1.4 使用条件（1）、中性点不直接接地的380V～1140V低压电网。
（2）、电网参数电网对地电容：0.1～1.0µF；电网支路对地电容：0.1～0.33µF。
（3）、应用范围● 单台保护装置监护1段母线，1～12路选择漏电保护；● 单母线段运行、两段母线分列运行或并列运行。
（4）、工作环境● 海拔高度不超过2000米；● 周围介质温度不高于40℃，不低于-5℃；● 周围空气相对湿度不大于95%（+25℃）；● 无爆炸性气体（甲烷）和煤尘的环境中；● 无显著震动和腐蚀气体的环境中；● 无破坏金属及绝缘的腐蚀性气体的环境中；● 能防止水及液体浸入的地方；● 安装类别：Ⅲ类，污染等级：3级。
煤矿漏电保护系统的设计煤矿电气设备是保证煤矿正常生产的重要设备之一，但由于煤矿运作环境的特殊性，电气设备在使用过程中经常面临着漏电的风险，这对于煤矿安全管理是一大挑战，需要有一定的保护措施来保证煤矿生产的安全、可靠性。
本文将从煤矿电气安全相关法规、漏电的原因、漏电保护系统的工作原理和技术路线、漏电保护系统的设计和应用等方面进行探讨。
1. 煤矿电气安全相关法规《煤矿安全规程》和《煤矿安全法》、《电气安全法》等国家法律法规都对煤矿电气设备的使用和安全管理提出了相关要求。
根据《煤矿安全规程》，煤矿电气设备必须具备过载保护、短路保护和漏电保护等功能，以确保设备正常运行和生产环境的安全。
漏电保护是其中一个必要的措施。
2. 漏电的原因煤矿漏电的原因主要包括以下几个方面：（1）电气设备本身存在缺陷，如接线不良、绝缘老化、设备老化等；（2）工作环境潮湿，易引起漏电；（3）工作环境尘土较多，工作电气设备表面有尘土或静电，会通过尘土的电导率造成漏电等。
3. 漏电保护系统的工作原理和技术路线漏电保护系统是电气保护系统的一个重要组成部分，其主要功能是检测电路中是否存在漏电现象，如果存在漏电，保护系统会及时切断电源来保证工作人员的安全。
漏电保护系统的工作原理主要是通过检测接地故障电流来检测漏电情况，利用差动电流保护原理保护电气设备和人身安全。
漏电保护器监测电流传感器和电压传感器的电流值，对两者进行差分，当传感器检测到的电流值之差达到设定的动作值时，漏电保护器会实现切断电源的功能。
技术路线主要有两种方式，一种是电流互感器式的漏电保护，一种是不需要电流互感器的漏电保护，其中不需要电流互感器的漏电保护系统包括绝缘监测装置、漏电保护器及回路断电器等。
4. 漏电保护系统的设计和应用漏电保护系统的设计需要依据煤矿电气设备的特点和使用环境的特点来选择合适的技术路线和设备。
一般需要考虑如电源电压、保护电流、接线方式、接线长度等因素，以确保漏电保护系统的合理性和可靠性。
煤矿井下高压漏电保护整定说明关于高压漏电保护定值整定说明ZBT-11保护器中配置了两段式零序过流（漏电）保护，并且可以带方向。
两段保护主要是为了实现先告警后跳闸。
漏电告警可以用很小的定值和延时用于告警，漏电保护可以设以较大的定值，并且设置投跳闸。
1.接地电流的特征高压系统的漏电电流主要是电缆的容性电流，漏电电流的大小与接地时的运行方式和接地阻抗有关。
非故障线路零序电流之和等于接地线路的电容电流。
在没有消弧线圈的情况下，非故障线路的零序电流超前零序电压90°（方向由母线流向线路），故障线路的零序电流滞后零序电压90°（方向由线路流向母线）。
但对联络线路来说，零序电流方向和大小都会随接地点的不同会有所不同。
在有消弧线圈的情况下，如果运行在欠补的状态下，如果补偿以后的接地电流大于接地线路本身的电容电流，方向由线路流向母线，故障线路零序电流将减少。
如果补偿以后的接地电流小于接地线路的电容电流，故障线路零序电流不但大小变化，方向也变为由母线流向线路。
此时零序功率方向是随着补偿度的变化而变化。
如果运行在过补的情况下，接地线路与非接地线路电容电流方向相同，因此不接地系统中已无法用零序功率方向来区分接地线路和非接地线路。
2.电缆线路的电容电流下面是两组电缆线路的容性电流的经验数据：油浸纸绝缘电力电缆每公里电缆的容性电流经验数据额定电压电缆芯线截面/ mm216 25 35 50 70 95 120 150 185 240 3006kV 0.37 0.46 0.52 0.59 0.71 0.82 0.89 1.10 1.20 1.30 1.50 10kV 0.52 0.62 0.69 0.77 0.90 1.00 1.10 1.30 1.40 1.60 1.80交联聚乙烯绝缘电力电缆每公里电缆的容性电流经验数据额定电压电缆芯线截面/ mm210 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 3006kV 0.58 0.65 0.72 0.79 0.89 0.96 1.03 1.13 1.23 1.3710kV 1.19 1.31 1.49 1.61 1.73 1.91 2.09 2.33 3.漏电保护的整定原则故障线路与非故障线路的接地零序电流差别较大（非故障线路零序电流之和等于接地线路的电容电流），所以，合理整定零序电流动作值，应该能够区分接地线路和非接地线路。
矿井采煤机漏电保护装置的设计分析摘要：矿井采煤机是煤矿开采工程中用于主要生产的大型机电设备，为了煤矿开采工作的人员安全，本文从采矿机的漏电情况开始分析，找到矿井采矿机的漏电保护装置设计需求，而后提出关于矿井采煤机的漏电保护装置的设计方案，对设计方案中实现漏电保护功能的原理进行阐述。
希望此文可以帮助煤矿开发行业提高采煤机操作安全性能，最大程度避免导致人员伤亡的生产事故发生。
关键词：采煤机；漏电保护；结构设计前言：随着煤矿开采技术的飞速发展，如今的矿井采煤机功率越来越大，这也给井下作业提出了更高的工作要求。
采煤机作为高功率机电设备，一旦发生漏电现象，不止操作采矿机的工作人员的人身安全受到极大威胁，还容易进一步引爆矿井内的煤粉或瓦斯等易燃易爆物质，给煤矿开采工程带来严重的损失。
所以除了严格按照操作规范使用采煤机进行生产外，还应当对采煤机本身的漏电保护装置进行设计，加强井下供电的安全性。
1.矿井采煤机漏电情况分析采煤机在进行长期高强度开采工作时，机身始终在承受来自于开采过程的震动冲击，在这样的作用下，容易在连接部位产生松动，若是松动的连接部位搭接到采煤机内部结构的供电线路上，就容易使采煤机发生漏电现象。
且井下工作地点长期处于高温潮湿的环境，给矿井采煤机设备带来了极大的漏电隐患。
井下工作地点主要是通过地面铺设顺延的电缆进行输电的，各个工作地点之间的供电距离比较短，且由于每个开采点相对比较分散，使供电线路中的电容分布面积极大，相对应的零序阻抗值就会变得极大，一旦出现漏电事故会出现极为严重的危害[1]。
为了供给高功率的矿井采煤机足够的电压，井下通常会设有变电站，采用三相四线制的供电系统进行高压供电，漏电保护机制原理是基于对三相负荷的判断的，当其中一条支路电流在一瞬间急剧变化才会切断供电进行保护，这样的漏电保护设计在多个作业点同时工作的情况，难以及时识别出某一条支路的漏电情况，在漏电识别的灵敏度显然还不足以满足实际作业需求。
煤矿井下供电系统漏电保护系统设计李柏恩发布时间：2021-06-07T16:31:00.723Z 来源：《基层建设》2021年第4期作者：李柏恩[导读] 摘要：煤矿井下工作环境恶劣，机电一体化的现代化煤矿业在开采过程中存在大量供电线网和用电设施，而供电设备的安全直接关系着煤矿工人的生命安全。
淮北矿业（集团）有限责任公司朱庄煤矿安徽省淮北市 235000摘要：煤矿井下工作环境恶劣，机电一体化的现代化煤矿业在开采过程中存在大量供电线网和用电设施，而供电设备的安全直接关系着煤矿工人的生命安全。
在实际工作中，供电设备不仅会引发各类安全事故，还会对煤矿企业的正常生产经营产生不良影响。
为了保证煤矿供电设备安全稳定运行，电气保护技术应运而生。
基于此，本文章对煤矿井下供电系统漏电保护系统设计进行探讨，以供相关从业人员参考。
关键词：矿井；供电系统；漏电保护系统引言在国内矿井生产中，低压供电系统通常采用三相变压装置中性点不接地系统，这种系统在使用时中性点不同，大地直接连接。
因此，该系统即使出现单相接地，也不会与大地构成短路故障，从而有效保护井下电网的运行安全。
鉴于此，应用变压器中性点不接地系统能够有效解决井下低压供电系统作业范围广、用电设备复杂等问题，能够大幅提升供电运行稳定性。
1漏电保护漏电保护是指当供电网络的对地绝缘电阻遭到破坏的情况下，保护系统可快速检测出故障点，并切断电源。
馈电总开关采用的方法是附加直流电源法，这种方法以电网对地阻值大小为标准来判断是否发生漏电故障，附加电源法的特点是范围较广且所需动作时间短，能够识别出因整体绝缘下降导致漏电的情况。
由于这种方法没有可选择性，故障发生时若没有分开关的配合会导致井下大面积停电，对井下的用电设备和生产效率都有较大影响，因此，故障发生时总开关需和分开关进行延时配合，分开关先断开，在仍不能排除故障的情况下再断开总开关，实现横向和纵向保护。
2煤矿井下供电系统漏电的原因2.1电气设备及线缆原因一方面，矿井受环境条件与地理因素的影响，各种线路容易被腐蚀，从而供电系统容易发生漏电问题；另一方面，供电设备长时间处于工作状态会出现发热现象，如果不尽快采取应对措施，设备长时间在过热的状态下运行，也会容易漏电。
