非线性负载条件下漏电保护技术的研究

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1、分类号：TM561密级：公开UDC：621.3编号：201431403069河北工业大学硕士学位论文非线性负载条件下漏电保护技术的研究论文作者：吕岩婷学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：电气工程指导教师：李奎职称：教授ThesisSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofElectricalEngineeringStudyonLeakageCurrentProtectionTechnologyunderNonlinearLoadsbyLvYantingSupervis

2、or:Prof.LiKuiNovember2016I摘要随着智能电网的快速发展和电力电子技术的不断成熟，非线性负载日益增多。该类设备发生漏电故障时，产生的漏电电流不再是单一的工频正弦交流，而是脉动直流或平滑直流，甚至是包含高频分量的复杂漏电电流，传统的漏电保护技术无法满足非线性负载下漏电保护的新要求。本文在分析传统漏电保护技术的基础上，针对非线性负载条件下的漏电保护技术开展研究。首先，研究脉动直流剩余电流（漏电电流）对传统AC型剩余电流保护装置动作特性的影响。在分析复杂剩余电流产生机理的基础上，研究传统AC型剩余电流保护装置发生拒动作的原因，为新型剩余

3、电流保护装置的设计提供依据。其次，分析了传统交、直流剩余电流量测方法，主要包括电磁式互感器法和双铁芯磁调制法。在此基础上，研究单铁芯型磁调制剩余电流量测方法，并提出非线性负载下复杂剩余电流保护方法。再次，开展新型磁调制剩余电流保护装置的硬件设计与软件设计。针对非线性负载下正常漏电电流信号较强的实际工况，设计了宽量程磁调制剩余电流互感器，保证被测剩余电流的有效传变。此外，还设计了电源电路、信号调理电路、控制器电路等，并进行软件设计。最后，进行了新型磁调制剩余电流保护装置测试，主要包括电源、互感器、滤波电路等功能模块测试，以及剩余电流保护装置整机性能测试。

4、结果表明，设计参数与理论分析相吻合，样机性能指标满足标准要求。关键词：非线性负载漏电保护磁调制电流互感器高频分量IABSTRACTWiththerapiddevelopmentofsmartgridandpowerelectronicstechnology,nonlinearloadsarewidelyused.Whenelectricalfaultshappen,theresultedleakagecurrentisnolongersinusoidalAC,butispulsatingDCorsmoothDC,orevencomplexleakage

5、currentincludinghighfrequencycomponents.Asaresult,thetraditionalleakagecurrentprotectiondevicecannotmeetthenewrequirements.Basedontheanalysisoftheconventionalleakagecurrentprotectiontechnology,aseriesofnewtechnologieshavebeenstudiedtosolvetheproblemswithnonlinearloads.Firstly,th

6、einfluenceofpulsatingDCresidualcurrent(leakagecurrent)ontheoperationperformanceoftypeACresidualcurrentprotectiondevice(RCD)hasbeeninvestigated.AndreasonswhytraditionaltypeACRCDsrefusetotripundercomplicatedresidualcurrentalsohavebeenrevealed.Bothanalysescanprovidefoundationsforth

7、efurtherresearch.Secondly,thetraditionalACandDCresidualcurrentmeasurementmethodsareanalyzedseparately,includingelectromagneticinductionmethodanddual-coremagneticmodulationmethod.Onthisbasis,asingle-coremagneticmodulationresidualcurrentmeasurementmethodisintroduced.Moreover,theco

8、rrespondingresidualcurrentprotectionmethodispro