專利名稱：遠程智能剩余電流監(jiān)控保護系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于緊急保護電路裝置領域，尤其涉及一種遠程智能剩余電流監(jiān)控保護系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
國際電工委員會(IEC)對各類剩余電流保護產(chǎn)品通稱為剩余電流動作保護裝置 (Residualcurentoperated protective devices,簡稱 ReD)，是指系統(tǒng)發(fā)生接地故障產(chǎn)生 的剩余電流超過規(guī)定值時，能夠自動分斷電路或發(fā)出報警信號的電氣裝置。剩余電流動作保護裝置，又通俗的稱作觸電保安器或簡稱保護器(保安器)，它是 有效防止低壓觸、漏電事故的重要保護電器裝置。2001年農(nóng)電學會召開的第六次專家研討會議，對剩余電流動作保護器的分級保護 原則、各級保護應具備的功能以及今后發(fā)展的方向，形成了以下意見農(nóng)村電網(wǎng)低壓配電系統(tǒng)的剩余電流動作保護應執(zhí)行《漏電保護器安裝和運行》 (GB13955-92)、《剩余電流動作保護器農(nóng)村安裝運行規(guī)程》(DL/T736-2000)等標準，并實行 “分級保護”的原則。為了縮小故障停電范圍，提高供電可靠性，在分支較長、負荷較大或用戶較多的線 路上宜裝設中級保護，在總保護(即俗稱的一級保護)與末端(家用)保護(即俗稱的三 級保護)之間設立的剩余電流動作保護均屬中級保護(即俗稱的二級保護)。末級(家用)保護除應具有較高的觸電動作靈敏度外，還應具備過電壓保護功能。 在規(guī)程規(guī)定的安裝地點，如TT系統(tǒng)中的移動式電器、攜帶式電器、臨時用電設備、手持電動 工具等必須安裝末端(家用)剩余電流動作保護器。在《剩余電流動作保護器農(nóng)村安裝運行規(guī)程》(DLT 736-2000)中規(guī)定總保護器 安裝在低壓電網(wǎng)電源端，實時對所屬電網(wǎng)的整體保護。分級保護分別安裝真正低壓電網(wǎng)的 電源端、支(干)線路、負載端構(gòu)成兩級以上的剩余電流保護系統(tǒng)，且各級保護器的剩余電 流動作值與動作時間協(xié)調(diào)配合，實現(xiàn)具有選擇性的保護方式。低壓電網(wǎng)在實施分級保護時， 相互間必須有額定剩余動作電流和動作時間的級差配合。在《農(nóng)村低壓電力技術(shù)規(guī)程》(DLT499-2001)中規(guī)定，按照總、中、末級保護器的 額定剩余動作電流差異來組合三級保護，每一級保護器獨立工作，按照剩余電流的不同設 定值進行分級設定(例如，總保護為200 300mA，中級保護為60 100mA，末級保護為 (30mA)，同時還規(guī)定了各級的最大分斷時間(例如，總保護為0. 5s,中級保護為0. 3s，末級 保護為彡0.1s)。農(nóng)網(wǎng)自投入剩余電流動作保護器之后，農(nóng)村用電觸電死亡人數(shù)大幅下降。隨著農(nóng) 網(wǎng)改造工程的不斷深入，農(nóng)村低壓配電網(wǎng)的安全水平有了很大提高。但是由于農(nóng)網(wǎng)中一些 剩余電流動作保護器不能可靠動作，致使一些省份的剩余電流動作總保護器投運率較低 (參見近年農(nóng)電事故統(tǒng)計年報)，影響農(nóng)村低壓電網(wǎng)的安全運行和供電可靠性。由上可見，以往在本行業(yè)的技術(shù)中，在對電網(wǎng)一、二、三級剩余電流保護裝置配合
5的認識上，只簡單地認為它們之間僅是剩余電流動作值與動作時間的差異，認為這樣就能 解決越級跳閘的問題，國家就此規(guī)定了在電網(wǎng)中一、二、三級剩余電流保護裝置按照剩余電 流和動作時間的大小進行間隔的標準，即上一級剩余電流保護裝置剩余電流的動作值須大 于下一級，每一級的動作時間級差為0. 2s，且每一級保護裝置都是獨立工作的，認為這樣就 能解決越級跳閘的問題，這在理論上是正確的，但最終的實踐證明是不行的，多年來的實踐 證明這一問題始終沒有得到有效解決。上述問題的產(chǎn)生，關(guān)鍵在于三相線路中按上述這種檢測方法檢測出來的三相線路 的剩余電流，不是任何一相的剩余電流，而是各分相綫路剩余電流的矢量和，即變壓器中性 接地線電流其值是由剩余電流最大相決定的，在某種意義上也可以說由分相/單相線路的 剩余電流決定的，而分相/單相線路的剩余電流為若干個中級或三級保護器所在單元的剩 余電流之向量和。所以用一級保護器的(三相綫路)額定剩余動作電流(各分相線路的剩 余電流矢量和)與單相中級或三級保護器的額定剩余動作電流值相比較，來區(qū)隔越級跳閘 問題是不正確的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種遠程智能剩余電流監(jiān)控保護系統(tǒng)，其充分 考慮了在三相線路中的剩余電流對檢測結(jié)果的影響，既基于現(xiàn)有技術(shù)中“對一、二、三級剩 余電流保護器依據(jù)其動作時間的差異來區(qū)隔”的原理，又可避免現(xiàn)有技術(shù)中“依據(jù)各級剩余 電流保護器的額定動作電流值來區(qū)隔”的誤區(qū)，能真正解決各級保護裝置之間的有效配合 問題，杜絕了剩余電流保護器越級跳閘的問題，使電網(wǎng)中一、二、三級剩余電流保護器達到 有效配合，可避免大面積停電的發(fā)生，便于快速區(qū)分/查找故障線路，大大提高了電網(wǎng)運行 率和可靠性，并保證了電網(wǎng)的運行安全，消除了安全隱患。本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種遠程智能剩余電流監(jiān)控保護系統(tǒng)，包括一級剩余 電流保護裝置和下一級剩余電流保護裝置，其中，所述的一級剩余電流保護裝置為安裝在 配電屏三相總線路的出線處的三相剩余電流保護裝置，所述的下一級剩余電流保護裝置為 分別安裝在三相供電線路上的各單相剩余電流保護裝置；其特征是A、設置至少一個檢測數(shù)據(jù)/控制信號傳送裝置，用于將各個下一級剩余電流保護 裝置的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控單元，并可將跳間操作指令傳送至各個下一級剩余電流保 護裝置；B、設置一個監(jiān)控中心和至少一個監(jiān)控單元；C、在所述的監(jiān)控單元與監(jiān)控中心之間設置第一連接關(guān)系，用于將監(jiān)控單元接收到 的各個下一級剩余電流保護裝置的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控中心，并可將跳間操作指令傳 送至各個檢測數(shù)據(jù)/控制信號傳送裝置；D、在所述的監(jiān)控單元與一級剩余電流保護裝置之間設置第二連接關(guān)系，用于將一 級剩余電流保護裝置的監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控中心；E、所述的監(jiān)控中心按照下列關(guān)系確定各相供電線路的分相/單相剩余電流的上 限值分相/單相剩余電流的上限值=一級剩余電流保護裝置的剩余電流最小動作 值_下一級單相剩余電流保護裝置額定剩余電流動作值；
F、所述的監(jiān)控中心通過將各下一級剩余電流保護裝置的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)分相匯總 的方式，對所述各相供電線路的分相/單相剩余電流值實行實時監(jiān)控/分析；G、當某一相線路的分相/單相剩余電流超過其上限值時，監(jiān)控中心便發(fā)出告警， 并同時經(jīng)監(jiān)控單元和檢測數(shù)據(jù)/控制信號傳送裝置對該相線路中的各個下一級剩余電流 保護裝置，按其保護單元中剩余電流的大小，依據(jù)“從大到小”的順序依次跳閘，直至該相線 路中的實際剩余電流小于所述的分相/單相剩余電流的上限值為止；H、所述的監(jiān)控中心通過監(jiān)控并調(diào)整相線路的剩余電流的大小，減小電網(wǎng)變壓器的 中性接地線電流，從而避免所述一級剩余電流保護裝置的越級跳閘，以提高電網(wǎng)的運行率 和可靠性。其中，所述的檢測數(shù)據(jù)/控制信號傳送裝置為帶有雙向無線發(fā)射/接收模塊的單 片機模塊電路，其將多個下一級剩余電流保護裝置的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)分別上傳至監(jiān)控單元， 并可將跳間操作指令對應傳送至各個下一級剩余電流保護裝置；所述的下一級剩余電流保 護裝置的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)至少包括各個下一級剩余電流保護裝置所在供電線路的分相/單 相剩余電流值；所述的監(jiān)控中心為設置在供電所或電業(yè)局監(jiān)控平臺的PC機，其通過將各下 一級剩余電流保護裝置的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)分相匯總的方式，對所述各相供電線路的分相/單 相剩余電流值實行實時監(jiān)控/分析，并根據(jù)各供電回路分相/單相剩余電流的大小，發(fā)出使 某一下一級剩余電流保護裝置跳間的觸發(fā)信號；所述的監(jiān)控單元為設置在配電箱或配電室 的帶有雙向無線發(fā)射/接收模塊的單片機模塊電路，其將所接收到的各個下一級剩余電流 保護裝置的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控中心，并可將跳間操作指令傳送至各個檢測數(shù)據(jù)/控 制信號傳送裝置；所述的第一連接關(guān)系為GPRS無線通訊網(wǎng)絡；所述的第二連接關(guān)系為485 總線模式有線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡；所述的監(jiān)測數(shù)據(jù)至少包括一級剩余電流保護裝置所在供電回 路的三相剩余電流值。進一步的，所述的下一級剩余電流保護裝置為二級/中級單相剩余電流保護裝 置，所述的二級/中級剩余電流保護裝置分別依次安裝在各個單相電源回路的出線處，各 個二級/中級單相剩余電流保護裝置的輸出端與至少一路設置有一個三級/末級單相剩余 電流保護裝置的單相供電回路相連接；在各個二級/中級剩余電流保護裝置上分別設置一 個檢測數(shù)據(jù)/控制信號傳送裝置，用于將各二級/中級單相剩余電流保護裝置所在線路的 剩余電流傳送至監(jiān)控中心和將跳間操作指令傳送至各個二級/中級剩余電流保護裝置；所 述的監(jiān)控中心通過將各二級/中級剩余電流保護裝置所在線路的剩余電流值分相匯總的 方式，對所述各相供電線路的分相/單相剩余電流值實行實時監(jiān)控/分析；當某相供電線路 中的剩余電流超過其上限值時，便發(fā)出告警，并同時對該相線路中的各個二級/中級剩余 電流保護裝置，按其保護單元中剩余電流的大小依次跳閘，至該相線路中的實際剩余電流 <分相/單相剩余電流的上限值為止。進一步的，所述的下一級剩余電流保護裝置為二級/中級單相剩余電流保護裝 置，所述的二級/中級剩余電流保護裝置分別依次安裝在各個單相電源回路的出線處，各 個二級/中級單相剩余電流保護裝置的輸出端與至少一路設置有一個三級/末級單相剩余 電流保護裝置的單相供電回路相連接；在各三級/末級單相剩余電流保護裝置的進線端， 分別設置一零序電流互感器；設置一檢測數(shù)據(jù)/控制信號傳送裝置與各個二級/中級剩余 電流保護裝置和各個零序電流互感器分別對應連接，用于將各二級/中級單相剩余電流保護裝置所在線路的剩余電流數(shù)值和各個零序電流互感器所在線路的剩余電流數(shù)值傳送至 監(jiān)控中心，并將跳間操作指令傳送至各個二級/中級剩余電流保護裝置；所述的監(jiān)控中心 通過將各二級/中級剩余電流保護裝置所在線路的剩余電流值分相匯總的方式，對所述各 相供電線路的分相/單相剩余電流值實行實時監(jiān)控/分析；當某相線路中的剩余電流超過 其上限值時，便發(fā)出告警，并同時對該相線路中的各個二級/中級剩余電流保護裝置，按其 保護單元中剩余電流的大小依次跳閘，至該相線路中的實際剩余電流<分相/單相剩余電 流的上限值為止；與此同時，根據(jù)對該相供電線路中各零序電流互感器輸出值的大小進行 比較，給出零序電流互感器輸出值最大的一戶所在的線路/用戶編號，以便于快速區(qū)分故 障線路，迅速恢復其他無故障線路/用戶的供電。進一步的，所述的下一級剩余電流保護裝置為三級/末級單相剩余電流保護裝 置，在各個三級/末級單相剩余電流保護裝置的進線端，設置一零序電流互感器；設置一檢 測數(shù)據(jù)/控制信號傳送裝置與各個三級/末級剩余電流保護裝置和各個零序電流互感器分 別對應連接，用于將各三級/末級單相剩余電流保護裝置所在線路的剩余電流數(shù)值傳送至 監(jiān)控中心和將跳間操作指令傳送至各個三級/末級剩余電流保護裝置；所述的監(jiān)控中心通 過將各三級/末級剩余電流保護裝置所在線路的剩余電流值分相匯總的方式，對所述各相 供電線路的分相/單相剩余電流值實行實時監(jiān)控/分析；當某相線路中的剩余電流超過其 上限值時，便發(fā)出告警，并同時對該相線路中的各個三級/末級剩余電流保護裝置，按其保 護單元中剩余電流的大小依次跳閘，至該相線路中的實際剩余電流<分相/單相剩余電流 的上限值為止；與此同時，根據(jù)對該相供電線路中各零序電流互感器輸出值的大小進行記 錄/比較，給出零序電流互感器輸出值最大的一戶所在的線路/用戶編號，以便于更加直接 地查找到故障線路，迅速恢復其他無故障線路/用戶的供電。具體的，上述的監(jiān)控中心監(jiān)控所述一級剩余電流保護裝置三相剩余電流的矢量和 /及各下一級剩余電流保護裝置所在線路的剩余電流的大小，以確保一級剩余電流保護裝 置的安全運行范圍單相/分相線路的剩余電流值《設定的單相/分相線路的剩余電流上 限值。這樣，既可保證各分相/單相供電線路的運行安全，又能有效解決一級剩余電流保護 裝置的越級跳閘問題。上述一級剩余電流保護裝置的安全運行范圍單相/分相線路的剩余電流值<單 相/分相線路的剩余電流設定上限值。當所述的一級剩余電流保護裝置所在三相線路中的實際剩余電流值 >設定的單 相/分相線路的剩余電流上限值時，所述的監(jiān)控中心發(fā)出預警信號，并對三相供電線路引 起剩余電流超限相所在線路中的各個下一級單相剩余電流保護裝置，根據(jù)其保護單元中剩 余電流的大小，按照“從大到小”的順序依次進行跳閘，直至調(diào)整到該相供電線路中的剩余 電流值《設定的單相/分相線路的剩余電流上限值時為止。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的優(yōu)點是1.通過監(jiān)控一級剩余電流保護裝置所在三相線路的剩余電流矢量和及各相線路 中的剩余電流的大小，考慮了在三相線路中的剩余電流對運行結(jié)果的影響，既基于現(xiàn)有技 術(shù)中“對一、二、三級剩余電流保護器依據(jù)其動作時間的差異來區(qū)隔”的原理，又可避免現(xiàn)有 技術(shù)中“依據(jù)各級剩余電流保護器的額定動作電流值來區(qū)隔”的誤區(qū)，能真正解決各級保護 裝置之間的有效配合問題，杜絕了剩余電流保護器越級跳閘的問題；
2.對三相供電線路中剩余電流最大相線路中的各個下一級單相剩余電流保護裝 置，根據(jù)其保護單元中剩余電流的大小，按照“從大到小”的順序依次進行跳閘，可避免大面 積停電的發(fā)生，便于快速區(qū)分/查找故障線路，大大提高了電網(wǎng)運行率和可靠性，并保證了 電網(wǎng)的運行安全，消除了安全隱患；3.通過監(jiān)控并調(diào)整相線路的分相/單相剩余電流的大小，來減小電網(wǎng)變壓器的中 性接地線電流，使電網(wǎng)中一、二、三級剩余電流保護器達到有效配合，以避免所述一級剩余 電流保護裝置的越級跳間，從而提高電網(wǎng)運行率和可靠性。


圖1是本發(fā)明的方法框圖示意圖；圖2是本發(fā)明實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是另一實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是又一實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1為一級剩余電流保護裝置，1’ N’為二級/中級單相剩余電流保護裝置， 1〃 N"為三級/末級單相剩余電流保護裝置，Ci為檢測數(shù)據(jù)/控制信號傳送裝置；TAK TANn為零序電流互感器，
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。圖1中，本發(fā)明的技術(shù)方案包括一級剩余電流保護裝置和下一級剩余電流保護裝 置，其中，所述的一級剩余電流保護裝置為安裝在配電屏三相總線路的出線處的三相剩余 電流保護裝置，所述的下一級剩余電流保護裝置為分別安裝在三相供電線路上的各單相剩 余電流保護裝置；其特征是A、設置至少一個檢測數(shù)據(jù)/控制信號傳送裝置，用于將各個下一級剩余電流保護 裝置的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控單元，并可將跳間操作指令傳送至各個下一級剩余電流保 護裝置；B、設置一個監(jiān)控中心和至少一個監(jiān)控單元；C、在所述的監(jiān)控單元與監(jiān)控中心之間設置第一連接關(guān)系，用于將監(jiān)控單元接收到 的各個下一級剩余電流保護裝置的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控中心，并可將跳間操作指令傳 送至各個檢測數(shù)據(jù)/控制信號傳送裝置；D、在所述的監(jiān)控單元與一級剩余電流保護裝置之間設置第二連接關(guān)系，用于將一 級剩余電流保護裝置的監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控中心；E、所述的監(jiān)控中心按照下列關(guān)系確定各相供電線路的分相/單相剩余電流的上 限值分相/單相線路剩余電流的設定上限值=一級剩余電流保護裝置的剩余電流最 小動作值_下一級單相剩余電流保護裝置額定剩余電流動作值；F、所述的監(jiān)控中心通過將各下一級剩余電流保護裝置的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)分相匯總 的方式，對所述各相供電線路的分相/單相剩余電流值實行實時監(jiān)控/分析；G、當某一相線路的分相/單相剩余電流超過其上限值時，監(jiān)控中心便發(fā)出告警，
9并同時經(jīng)監(jiān)控單元和檢測數(shù)據(jù)/控制信號傳送裝置對該相線路中的各個下一級剩余電流 保護裝置，按其保護單元中剩余電流的大小，依據(jù)“從大到小”的順序依次跳閘，直至該相線 路中的實際剩余電流小于所述的分相/單相剩余電流的上限值為止；H、所述的監(jiān)控中心通過監(jiān)控并調(diào)整剩余電流最大相線路的剩余電流的大小，來減 小電網(wǎng)變壓器的中性接地線電流，從而避免所述一級剩余電流保護裝置的頻繁跳閘，以提 高電網(wǎng)運行率和可靠性。其中，所述的檢測數(shù)據(jù)/控制信號傳送裝置為帶有雙向無線發(fā)射/接收模塊的單 片機模塊電路，其將多個下一級剩余電流保護裝置的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)分別上傳至監(jiān)控單元， 并可將跳間操作指令對應傳送至各個下一級剩余電流保護裝置；所述的下一級剩余電流保 護裝置的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)至少包括各個下一級剩余電流保護裝置所在供電線路的分相/單 相剩余電流值；所述的監(jiān)控中心為設置在供電所或電業(yè)局監(jiān)控平臺的PC機，其通過將各下 一級剩余電流保護裝置的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)分相匯總的方式，對所述各相供電線路的分相/單 相剩余電流值實行實時監(jiān)控/分析，并根據(jù)各供電回路分相/單相剩余電流的大小，發(fā)出使 某一下一級剩余電流保護裝置跳間的觸發(fā)信號；所述的監(jiān)控單元為設置在配電箱或配電室 的帶有雙向無線發(fā)射/接收模塊的單片機模塊電路，其將所接收到的各個下一級剩余電流 保護裝置的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控中心，并可將跳間操作指令傳送至各個檢測數(shù)據(jù)/控 制信號傳送裝置；所述的第一連接關(guān)系為GPRS無線通訊網(wǎng)絡；所述的第二連接關(guān)系為485 總線模式有線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡；所述的監(jiān)測數(shù)據(jù)至少包括一級剩余電流保護裝置所在供電回 路的三相剩余電流值。上述的監(jiān)控中心監(jiān)控所述一級剩余電流保護裝置所在三相線路剩余電流的矢量 和/及各下一級單相剩余電流保護裝置所在線路的剩余電流的大小，以確保一級剩余電流 保護裝置的安全運行范圍單相/分相線路的剩余電流值《設定的單相/分相線路的剩余 電流上限值；這樣，既可保證各分相/單相供電線路的運行安全，又能有效解決一級剩余電 流保護裝置的越級跳閘問題。上述一級剩余電流保護裝置剩余電流的安全運行范圍單相/分相線路的剩余電 流值《設定的單相/分相線路的剩余電流上限值。當所述的一級剩余電流保護裝置所在三相線路的剩余電流值>單相/分相線路 的剩余電流設定上限值時，所述的監(jiān)控中心發(fā)出預警信號，并對三相供電線路引起剩余電 流最大相線路中的各個下一級單相剩余電流保護裝置，根據(jù)其保護單元中剩余電流的大 小，按照“從大到小”的順序依次進行跳閘，直至調(diào)整到該相供電線路中的剩余電流值<設 定的單相/分相線路的剩余電流上限值時為止。由于上述技術(shù)方案中所涉及的各級剩余電流保護裝置、雙向無線發(fā)射/接收單片 機模塊功能電路、GPRS無線通訊網(wǎng)絡以及485總線模式有線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡均為現(xiàn)有技術(shù)， 故其具體線路、工作原理和相互之間的具體連接方式在此不再敘述。關(guān)于剩余電流保護裝置的“額定剩余電流不動作值”和剩余電流保護裝置的“額定 剩余電流動作值”以及相關(guān)概念的具體定義，可參考國標《剩余電流動作保護裝置安裝和運 行》(GB 13955-2005)中的具體釋義，在此不再敘述。從上述敘述可以看出，以往解決電網(wǎng)一、二級剩余電流保護器器越級跳閘，提高電 網(wǎng)投運率的做法，主要通過加大一級剩余電流保護器的額定剩余電流動作值和動作時間這
10兩個措施，雖然這樣在一定程度上可起到一些作用，但仍不能從根本上解決問題，其原因在 于這樣做僅對解決單相綫路中的剩余電流保護器的越級跳閘問題是有效的，而解決三相供 電線路中的剩余電流保護裝置額單相線路中的剩余電流保護器間的越級跳閘就不靈了，因 為一級保護器的剩余電流為三相線路的剩余電流值是三相各相線路剩余電流的矢量和，其 由相線路的剩余電流值決定，與單一的單相中級或末級保護器所保護單元的剩余電流值無 可比性。三相線路中的一級保護器和單相線路中的中級或末級保護器的越級跳閘問題應 該通過電網(wǎng)剩余電流的系統(tǒng)監(jiān)控方法來解決，而非單純依靠加大一級保護器的額定剩余電 流動作值和動作時間來解決。所以，在電網(wǎng)一、二、三級剩余電流保護器的配置中，要解決越級跳閘的問題，僅僅 依靠其剩余電流大小和動作時間的差異來區(qū)隔是不科學的，而應該從系統(tǒng)的角度來研究分 析這個問題。換句話說，三相線路中一級保護器的跳閘是由三相線路中漏電流的矢量和(變壓 器中性接地線電流)決定的，即各相線路的剩余電流決定的。所以要解決三相剩余電流保 護器的越級跳閘問題，單純依靠一、二、三級保護器的額定動作值來區(qū)隔是無法解決的而如 果將每相中的剩余電流(向量和)和三相線路中剩余電流(矢量和))結(jié)合起來統(tǒng)籌分析， 才能真正地解決三相線路中的一級剩余電流保護器的越級跳閘問題，從而真正提高電網(wǎng)的 投運率與運行可靠性。剩余電流——相線對大地的泄漏電流，即相線電流與零線電流之矢量 和丨iA=r火+r零)，其檢測方法是采用零序電流互感器。在三相線路中仍采用零 序電流互感器檢測剩余電流這種檢測方法，將三相線路中各線路電流之矢量和 (iA=fA+rB+fc+ro >，即各相線剩余電流之矢量和作為三相線路的剩余電流一變 壓器中性接地線電流。三相線路剩余電流保護器的越級跳閘問題，以前只是在一、二、三級保護器的技術(shù) 參數(shù)上加以區(qū)隔，國家就此規(guī)定了在電網(wǎng)中一、二、三級剩余電流保護器按照剩余電流和動 作時間的大小區(qū)隔的標準，即上一級剩余電流保護器剩余電流的動作值須大于下一級，每 一級的動作時間級差為0. 2s，且每一級保護器都是獨立工作的，認為這樣就能解決越級跳 閘的問題，這在理論上是正確的，但最終的實踐證明是不行的。問題在于三相線路中按這種 檢測方法檢測出來的三相線路的剩余電流，其值是由剩余電流的最大相決定的，在某種意 義上也可以說是由分相/單相線路的剩余電流決定的，是各分相線路剩余電流的矢量和， 即變壓器中性接地線電流。而分相/單相線路的剩余電流為若干個單相中級或末級保護器 所在單元的剩余電流之向量和。因為一級剩余電流保護器所檢測的是三相線路的剩余電流，而單相二、三級保護 器所檢測的只是分相/單相線路剩余電流的一部分，所以用一級保護器與單相中級或末級 保護器的額定剩余電流動作值直接比較大小是不正確的。所以，在電網(wǎng)一、二、三級剩余電流保護器的配置中，要解決越級跳閘的問題，依據(jù) 其動作時間的差異來區(qū)隔是正確的，而依據(jù)各級剩余電流保護器的額定動作電流值來區(qū)隔 是不科學的，應該從系統(tǒng)的角度來研究分析這個問題。即根據(jù)一級(三相)剩余電流保護 器0的額定剩余電流動作值與下一級單相(二級)剩余電流保護器的額定剩余電流動作值，以及三相線路中分相/單相線路的剩余電流的設定上限值，從系統(tǒng)的角度來調(diào)整分相 /單相線路的剩余電流的大小，只有這樣才能徹底解決一級剩余電流保護器越級跳閘的問 題；而處在同一單相線路中的二級、三級剩余電流保護器，它們之間則只需按剩余電流與動 作時間的大小來區(qū)隔即可解決其越級跳閘的問題。圖2中，本發(fā)明的技術(shù)方案包括一級剩余電流保護裝置和下一級剩余電流保護裝 置，其中，一級剩余電流保護裝置為安裝在配電屏三相總電源的出線處的三相剩余電流保 護裝置1，下一級剩余電流保護裝置為二級/中級單相剩余電流保護裝置1' N'，二級/ 中級剩余電流保護裝置分別依次安裝在各個單相電源回路A、B、C的出線處，各個二級/中 級單相剩余電流保護裝置的輸出端與多路分別設置有三級/末級單相剩余電流保護裝置 1” N”的單相供電回路相連接；在各個二級/中級剩余電流保護裝置上分別設置一個檢 測數(shù)據(jù)/控制信號傳送裝置(圖中未單獨示出)，用于將各二級/中級單相剩余電流保護 裝置所在線路的剩余電流傳送至監(jiān)控中心和將跳間操作指令傳送至各個二級/中級剩余 電流保護裝置；監(jiān)控中心通過將各二級/中級剩余電流保護裝置所在線路的剩余電流值分 相匯總的方式，對所述各相供電線路的分相/單相剩余電流值實行實時監(jiān)控/分析；當某 相供電線路中的剩余電流超過其上限值時，便發(fā)出告警，并同時對該相線路中的各個二級/ 中級剩余電流保護裝置，按其保護單元中剩余電流的大小依次跳閘，至該相線路中的實際 剩余電流<分相/單相剩余電流的上限值為止。由于本技術(shù)方案將配變(一級剩余電流保護裝置跳閘)被動(剩余電流故障)停 電(大面積)，改變?yōu)閱蜗?二級或三級剩余電流保護裝置跳閘)主動(調(diào)整分相/單相線 路剩余電流的大小)停電(小面積)。通過調(diào)整剩余電流最大相線路的剩余電流大小使三 相剩余電流減小，即減小變壓器中性接地線電流，來避免一級剩余電流保護器的越級跳閘， 從而提高電網(wǎng)運行率和可靠性。通過對單相/分相線路的剩余電流設置上限值并實時監(jiān)控，超限則自動調(diào)低，這 樣既保證了電網(wǎng)的運行安全，消除了安全隱患，又可降低線路損耗。同時，本系統(tǒng)既能夠快速查找漏電故障(顯示跳閘的二級剩余電流保護器)，降低 維護難度；又能變被動故障檢修為主動消除隱患(分相剩余電流超限自動調(diào)低)。本系統(tǒng)因為能夠監(jiān)測到跳閘的二級剩余電流保護器，所以便于故障查找與維護， 降低維護難度，有助于提高供電服務的水平與效率。圖3中，二級/中級剩余電流保護裝置1' N'分別依次安裝在各個單相電源回 路A、B、C的出線處，各個二級/中級單相剩余電流保護裝置的輸出端與分別設置有三級/ 末級單相剩余電流保護裝置1" N"的單相供電回路相連接；在各三級/末級單相剩余 電流保護裝置的進線端，分別設置有零序電流互感器TAR TANn ；設置一檢測數(shù)據(jù)/控制 信號傳送裝置Q與各個二級/中級剩余電流保護裝置和各個零序電流互感器分別對應連 接，用于將各二級/中級單相剩余電流保護裝置所在線路的剩余電流數(shù)值和各個零序電流 互感器所在線路的剩余電流數(shù)值傳送至監(jiān)控中心，并將跳間操作指令傳送至各個二級/中 級剩余電流保護裝置；所述的監(jiān)控中心通過將各二級/中級剩余電流保護裝置所在線路的 剩余電流值分相匯總的方式，對所述各相供電線路的分相/單相剩余電流值實行實時監(jiān)控 /分析；當某相線路中的剩余電流超過其上限值時，便發(fā)出告警，并同時對該相線路中的各 個二級/中級剩余電流保護裝置，按其保護單元中剩余電流的大小依次跳閘，至該相線路
12中的實際剩余電流<分相/單相剩余電流的上限值為止.因為低壓電網(wǎng)回路的剩余電流與各相線剩余電流之間的關(guān)系為矢量和 (kA=rAA+rBA+rCA)，那么彡最大相)，又因為相線的剩余電流與其線路中各單 相保護器所保護單元的剩余電流之間為向量和關(guān)系，如iAA = iA+1A+……+iA+nA，所以相 線的剩余電流與單相保護器的額定剩余動作電流根本就不是一回事，因此，總保護器的額 定剩余動作電流決不能依據(jù)單相保護器的來確定。與此同時，根據(jù)對該相供電線路中各零序電流互感器輸出值的大小進行比較，給 出零序電流互感器輸出值最大的一戶所在的線路/用戶編號，以便于快速區(qū)分故障線路， 迅速恢復其他無故障線路/用戶的供電。其余同圖1或圖2。與圖2的技術(shù)方案相比，本圖所示系統(tǒng)方案因能監(jiān)測到每戶線路的剩余電流，故 當中級保護器跳閘后，農(nóng)電工可先查詢監(jiān)測記錄，并根據(jù)監(jiān)測到的各戶的剩余電流的情況 直接找到剩余電流最大的用戶，大大減小了維護難度，提高了服務效率。圖4中，在各個三級/末級單相剩余電流保護裝置1〃 N"的進線端，分別對應 設置一零序電流互感器TAR TANn ；設置一檢測數(shù)據(jù)/控制信號傳送裝置(；與各個三級/ 末級剩余電流保護裝置和各個零序電流互感器分別對應連接，用于將各三級/末級單相剩 余電流保護裝置所在線路的剩余電流數(shù)值傳送至監(jiān)控中心和將跳間操作指令傳送至各個 三級/末級剩余電流保護裝置；監(jiān)控中心通過將各三級/末級剩余電流保護裝置所在線路 的剩余電流值分相匯總的方式，對所述各相供電線路的分相/單相剩余電流值實行實時監(jiān) 控/分析；當某相線路中的剩余電流超過其上限值時，便發(fā)出告警，并同時對該相線路中的 各個三級/末級剩余電流保護裝置，按其保護單元中剩余電流的大小依次跳間，至該相線 路中的實際剩余電流<分相/單相剩余電流的上限值為止；與此同時，根據(jù)對該相供電線 路中各零序電流互感器輸出值的大小進行記錄/比較，給出零序電流互感器輸出值最大的 一戶所在的線路/用戶編號，以便于更加直接地查找到故障線路，迅速恢復其他無故障線 路/用戶的供電。其余同圖1至圖3。本圖所示系統(tǒng)方案因為取消了二級/中級剩余電流保護裝置，所以使剩余電流保 護設備的投入成本及將來的維護費用大大降低，且當相線中的剩余電流超限時，其直接控 制最末端用戶保護器跳閘，這樣既能更小范圍的減小停電，極大地提高電網(wǎng)的運行，又使農(nóng) 電工可直接去解決跳閘用戶的故障，更方便了 ；但這樣需要改變原有線路的配電方式，重新 更換配電箱，將各用戶的剩余電流保護器集中在一個表箱內(nèi)。
權(quán)利要求
一種遠程智能剩余電流監(jiān)控保護系統(tǒng)，包括一級剩余電流保護裝置和下一級剩余電流保護裝置，其中，所述的一級剩余電流保護裝置為安裝在配電屏三相總電源的出線處的三相剩余電流保護裝置，所述的下一級剩余電流保護裝置為分別安裝在三相供電線路上的各單相剩余電流保護裝置；其特征是A、設置至少一個檢測數(shù)據(jù)/控制信號傳送裝置，用于將各個下一級剩余電流保護裝置的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控單元，并可將跳閘操作指令傳送至各個下一級剩余電流保護裝置；B、設置一個監(jiān)控中心和至少一個監(jiān)控單元；C、在所述的監(jiān)控單元與監(jiān)控中心之間設置第一連接關(guān)系，用于將監(jiān)控單元接收到的各個下一級剩余電流保護裝置的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控中心，并可將跳閘操作指令傳送至各個檢測數(shù)據(jù)/控制信號傳送裝置；D、在所述的監(jiān)控單元與一級剩余電流保護裝置之間設置第二連接關(guān)系，用于將一級剩余電流保護裝置的監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控中心；E、所述的監(jiān)控中心按照下列關(guān)系確定各相供電線路的分相/單相剩余電流的上限值分相/單相剩余電流的上限值＝一級剩余電流保護裝置的剩余電流最小動作值-下一級單相剩余電流保護裝置的額定剩余電流動作值；F、所述的監(jiān)控中心通過將各下一級剩余電流保護裝置的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)分相匯總的方式，對所述各相供電線路的分相/單相剩余電流值實行實時監(jiān)控/分析；G、當某一相線路的分相/單相剩余電流超過其上限值時，監(jiān)控中心便發(fā)出告警，并同時經(jīng)監(jiān)控單元和檢測數(shù)據(jù)/控制信號傳送裝置對該相線路中的各個下一級剩余電流保護裝置，按其保護單元中剩余電流的大小，依據(jù)“從大到小”的順序依次跳閘，直至該相線路中的實際剩余電流小于所述的分相/單相剩余電流的上限值為止；H、所述的監(jiān)控中心通過監(jiān)控并調(diào)整各相線路的分相/單相剩余電流的大小，使得三相剩余電流平衡，通過減小電源變壓器的中性接地線電流，來避免所述一級剩余電流保護裝置的頻繁跳閘，從而提高電網(wǎng)運行率和可靠性。
2.按照權(quán)利要求1所述的遠程智能剩余電流監(jiān)控保護系統(tǒng)，其特征是所述的檢測數(shù)據(jù) /控制信號傳送裝置為帶有雙向無線發(fā)射/接收模塊的單片機模塊電路，其將多個下一級 剩余電流保護裝置的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)分別上傳至監(jiān)控單元，并可將跳間操作指令對應傳送至 各個下一級剩余電流保護裝置；所述的下一級剩余電流保護裝置的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)至少包括 各個下一級剩余電流保護裝置所在供電線路的分相/單相剩余電流值；所述的監(jiān)控中心為 設置在供電所或電業(yè)局監(jiān)控平臺的PC機，其通過將各下一級剩余電流保護裝置的相關(guān)檢 測數(shù)據(jù)分相匯總的方式，對所述各相供電線路的分相/單相剩余電流值實行實時監(jiān)控/分 析，并根據(jù)各供電回路分相/單相剩余電流的大小，發(fā)出使某一下一級剩余電流保護裝置 跳閘的觸發(fā)信號；所述的監(jiān)控單元為設置在配電箱配電室的帶有雙向無線發(fā)射/接收模塊 的單片機模塊電路，其將所接收到的各個下一級剩余電流保護裝置的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)傳送至 監(jiān)控中心，并可將跳間操作指令傳送至各個檢測數(shù)據(jù)/控制信號傳送裝置；所述的第一連 接關(guān)系為GPRS無線通訊網(wǎng)絡；所述的第二連接關(guān)系為485總線模式有線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡；所 述的監(jiān)測數(shù)據(jù)至少包括一級剩余電流保護裝置所在供電回路的三相剩余電流值。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的遠程智能剩余電流監(jiān)控保護系統(tǒng)，其特征是所述的下一級剩余電流保護裝置為二級/中級單相剩余電流保護裝置，所述的二級/中級剩余電流保 護裝置分別依次安裝在各個單相電源回路的出線處，各個二級/中級單相剩余電流保護裝 置的輸出端與至少一路設置有一個三級/末級單相剩余電流保護裝置的單相供電回路相 連接；在各個二級/中級剩余電流保護裝置上分別設置一個檢測數(shù)據(jù)/控制信號傳送裝置， 用于將各二級/中級單相剩余電流保護裝置所在線路的剩余電流傳送至監(jiān)控中心和將跳 閘操作指令傳送至各個二級/中級剩余電流保護裝置；所述的監(jiān)控中心通過將各二級/中 級剩余電流保護裝置所在線路的剩余電流值分相匯總的方式，對所述各相供電線路的分相 /單相剩余電流值實行實時監(jiān)控/分析；當某相供電線路中的剩余電流超過其上限值時，便 發(fā)出告警，并同時對該相線路中的各個二級/中級剩余電流保護裝置，按其保護單元中剩 余電流的大小依次跳閘，至該相線路中的實際剩余電流<分相/單相剩余電流的上限值為 止。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的遠程智能剩余電流監(jiān)控保護系統(tǒng)，其特征是所述的下一 級剩余電流保護裝置為二級/中級單相剩余電流保護裝置，所述的二級/中級剩余電流保 護裝置分別依次安裝在各個單相電源回路的出線處，各個二級/中級單相剩余電流保護裝 置的輸出端與至少一路設置有一個三級/末級單相剩余電流保護裝置的單相供電回路相 連接；在各三級/末級單相剩余電流保護裝置的進線端，分別設置一零序電流互感器；設置 一檢測數(shù)據(jù)/控制信號傳送裝置與各個二級/中級剩余電流保護裝置和各個零序電流互 感器分別對應連接，用于將各二級/ 中級單相剩余電流保護裝置所在線路的剩余電流數(shù)值 和各個零序電流互感器所在線路的剩余電流數(shù)值傳送至監(jiān)控中心，并將跳間操作指令傳送 至各個二級/中級剩余電流保護裝置；所述的監(jiān)控中心通過將各二級/中級剩余電流保護 裝置所在線路的剩余電流值分相匯總的方式，對所述各相供電線路的分相/單相剩余電流 值實行實時監(jiān)控/分析；當某相線路中的剩余電流超過其上限值時，便發(fā)出告警，并同時對 該相線路中的各個二級/中級剩余電流保護裝置，按其保護單元中剩余電流的大小依次跳 閘，至該相線路中的實際剩余電流<分相/單相剩余電流的上限值為止；與此同時，根據(jù)對 該相供電線路中各零序電流互感器輸出值的大小進行比較，給出零序電流互感器輸出值最 大的一戶所在的線路/用戶編號，以便于快速區(qū)分故障線路，迅速恢復其他無故障線路/用 戶的供電。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的遠程智能剩余電流監(jiān)控保護系統(tǒng)，其特征是所述的下一 級剩余電流保護裝置為三級/末級單相剩余電流保護裝置，在各個三級/末級單相剩余電 流保護裝置的進線端，設置一零序電流互感器；設置一檢測數(shù)據(jù)/控制信號傳送裝置與各 個三級/末級剩余電流保護裝置和各個零序電流互感器分別對應連接，用于將各三級/末 級單相剩余電流保護裝置所在線路的剩余電流數(shù)值傳送至監(jiān)控中心和將跳間操作指令傳 送至各個三級/末級剩余電流保護裝置；所述的監(jiān)控中心通過將各三級/末級剩余電流保 護裝置所在線路的剩余電流值分相匯總的方式，對所述各相供電線路的分相/單相剩余電 流值實行實時監(jiān)控/分析；當某相線路中的剩余電流超過其上限值時，便發(fā)出告警，并同時 對該相線路中的各個三級/末級剩余電流保護裝置，按其保護單元中剩余電流的大小依次 跳閘，至該相線路中的實際剩余電流<分相/單相剩余電流的上限值為止；與此同時，根據(jù) 對該相供電線路中各零序電流互感器輸出值的大小進行記錄/比較，給出零序電流互感器 輸出值最大的一戶所在的線路/用戶編號，以便于更加直接地查找到故障線路，迅速恢復其他無故障線路/用戶的供電。
6.按照權(quán)利要求1所述的遠程智能剩余電流監(jiān)控保護系統(tǒng)，其特征是所述的監(jiān)控中心 監(jiān)控所述一級剩余電流保護裝置三相剩余電流的矢量和及各下一級剩余電流保護裝置所 在線路的分相/單相剩余電流的大小，以確保一級剩余電流保護裝置的安全運行范圍為分 相/單相線路的剩余電流值《分相/單相線路的剩余電流設定的上限值；這樣，既可保證各 分相/單相供電線路的運行安全，又能有效解決一級剩余電流保護裝置的越級跳閘問題。
7.按照權(quán)利要求6所述的遠程智能剩余電流監(jiān)控保護系統(tǒng)，其特征是所述一級剩余電 流保護裝置的安全運行范圍為分相/單相線路的剩余電流值《分相/單相線路的剩余電流 設定的上限值。
8.按照權(quán)利要求7所述的遠程智能剩余電流監(jiān)控保護系統(tǒng)，其特征是當所述的一級保 護器的剩余電流動作最小值減去三相線路中的實際剩余電流值<下一級單相剩余電流保 護裝置的額定剩余電流動作值時，所述的監(jiān)控中心發(fā)出預警信號，并對三相供電線路引起 三相剩余電流最大的相線路中的各個下一級單相剩余電流保護裝置，根據(jù)其保護單元中剩 余電流的大小，按照“從大到小”的順序依次進行跳閘，直至調(diào)整到三相供電線路中的剩余 電流《單相/分相線路的剩余電流設定上限值為止。
全文摘要
一種遠程智能剩余電流監(jiān)控保護系統(tǒng)，包括在三相總電源出線處安裝三相剩余電流保護裝置和在三相供電線路上安裝各單相剩余電流保護裝置；其設置檢測數(shù)據(jù)/控制信號傳送裝置；設置監(jiān)控中心和監(jiān)控單元；在監(jiān)控單元與監(jiān)控中心間設連接關(guān)系；在監(jiān)控單元與一級剩余電流保護裝置間設連接關(guān)系；監(jiān)控中心確定各相供電線路的分相/單相剩余電流的上限值監(jiān)控中心實時監(jiān)控/分析各下一級剩余電流保護裝置的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)；當某一相線路的剩余電流超過其上限值時發(fā)出告警；通過監(jiān)控并調(diào)整各相線路的剩余電流的大小，使得三相剩余電流平衡，通過減小電源變壓器的中性接地線電流，避免一級剩余電流保護裝置的頻繁跳閘，從而提高電網(wǎng)運行率和可靠性。
文檔編號H02H3/34GK101860007SQ201010150230
公開日2010年10月13日 申請日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月20日
發(fā)明者張振功, 李劍新, 李學軍, 楊華, 段建鵬, 程大忠 申請人:山東卓爾電氣有限公司