双电源互投柜断路器极数分析
日期：2008-9-21 12:56:16 来源：中国自动化网
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北京某国家级重点工程的设备要求供电必须十分可靠，全部用电点均采用双电源供电，由双电源互投柜实现备用电源自动投入。为确保用电安全，送至各工点双电源互投柜的配电所低压配电柜各馈出回路上，均安装漏电动作电流为300mA的漏电继电器，如发生漏电，漏电继电器动作，配电所的信号屏将发出闪光报警信号。
变配电简化系统图和双电源互投柜控制原理图分别见图1及图2。
图1
1大范围异常现象
该工程进入调试阶段时，由低压配电柜向各工点送电，合上411#、426#开关，则双路电源送到1#工点的双电源柜电源侧，在双电源互投柜上，依次合1QF、1SC、2QF及2SC开关，此时，3QF、4QF、5QF和6QF各开关均未合闸，即尚未带负荷，而信号屏411#、426#回路的漏电报警装置却发出闪光信号。如拉开411#、426#开关，使漏电继电器复位，报警消除。经检测，双电源互投柜内和上级电缆线路绝缘良好，并不存在漏电现象。随后，相继合412#、425#……开关，再合相应工点的双电源互投柜的1QF、1SC、2QF及2SC开关，均出现了漏电报警装置的异常误报。
简言之，由于某技术疏忽，已造成全系统并未漏电而大范围误报的异常现象。
2原理分析
根据图1、图2可整理简化原理图3，双电源互投柜的主电源、备用电源的N母排是共用的。当主电源投入时，双电源互投柜虽未带负荷，但柜内却有单相用电元器件：起烘干作用的灯泡H、信号灯等。单相电流简化计算(仅计H)如下：
图2
图3
已知：灯泡的额定功率Pe=100W
灯泡的额定电压Ue=220V
则：IH=Pe/Ue=100/220=455(mA)
由于两路电源的N线是相通的，且两条电源电缆的截面、长度相等，即阻抗相等，则此单相电流分别沿主电源N线和备用电源N线各一半分流。
即In1 =In2=IH/2=455/2=227.5(mA)
主电源回路漏电继电器中的不平衡电流为：
I1=IH＋In1
︳I1｜=｜IH｜-｜In1｜
I1=IH-IH/2=455-227.5=227.5(mA)
同时，备用电源回路漏电继电器中的不平衡电流为
I2=In2=227.5(mA)
漏电继电器动作电流
IΔn=300mA
不动作电流
IΔn0=IΔn/2=150mA
综上所述，流经两路漏电继电器的电流，均超过其不动作电流，故两路电源的漏电报警装置均动作并发出闪光报警信号。
推理，如备用电源供电，主电源1K断开，虽没有H单相负荷，此时漏电保护装置不动作，但末端单相负荷工作时，仍会出现漏电保护装置误动作。
3技术处理措施
将双电源互投柜的2个进线接触器均由三极改为四极，即断开备用电源相线的同时也断开N线，主电源回路单相负荷电流不流经备用电源回路的N线，其全部由主电源回路N线返回变压器中性点。改装后，上级漏电保护器误报现象全部消除。互投柜下级接单相设备时，漏电继电器亦不误动作。
笔者认为，装设多级漏电保护器时，其负荷侧的双电源互投柜的进线接触器必须为四极，以同时切断电源的相线和N线，则双电源互投柜所带单相负荷正常工作时，漏电保护装置不会误报、误动作。
另外，双电源互投装置内，主电源、备用电源的进线断路器选用带漏电保护的断路器时，为保证末端单相负荷正常工作，漏电保护装置不误动作，也须选用四极断路器。
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变配电简化系统图和双电源互投柜控制原理图分别见图1及图2。
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图1
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1大范围异常现象
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该工程进入调试阶段时，由低压配电柜向各工点送电，合上411#、426#开关，则双路电源送到1#工点的双电源柜电源侧，在双电源互投柜上，依次合1QF、1SC、2QF及2SC开关，此时，3QF、4QF、5QF和6QF各开关均未合闸，即尚未带负荷，而信号屏411#、426#回路的漏电报警装置却发出闪光信号。如拉开411#、426#开关，使漏电继电器复位，报警消除。经检测，双电源互投柜内和上级电缆线路绝缘良好，并不存在漏电现象。随后，相继合412#、425#……开关，再合相应工点的双电源互投柜的1QF、1SC、2QF及2SC开关，均出现了漏电报警装置的异常误报。
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简言之，由于某技术疏忽，已造成全系统并未漏电而大范围误报的异常现象。
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2原理分析
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根据图1、图2可整理简化原理图3，双电源互投柜的主电源、备用电源的N母排是共用的。当主电源投入时，双电源互投柜虽未带负荷，但柜内却有单相用电元器件：起烘干作用的灯泡H、信号灯等。单相电流简化计算(仅计H)如下：
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图2
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图3
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已知：灯泡的额定功率Pe=100W
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灯泡的额定电压Ue=220V
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则：IH=Pe/Ue=100/220=455(mA)
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由于两路电源的N线是相通的，且两条电源电缆的截面、长度相等，即阻抗相等，则此单相电流分别沿主电源N线和备用电源N线各一半分流。
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即In1 =In2=IH/2=455/2=227.5(mA)
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主电源回路漏电继电器中的不平衡电流为：
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I1=IH＋In1
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︳I1｜=｜IH｜-｜In1｜
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I1=IH-IH/2=455-227.5=227.5(mA)
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同时，备用电源回路漏电继电器中的不平衡电流为
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I2=In2=227.5(mA)
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漏电继电器动作电流
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IΔn=300mA
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不动作电流
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IΔn0=IΔn/2=150mA
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综上所述，流经两路漏电继电器的电流，均超过其不动作电流，故两路电源的漏电报警装置均动作并发出闪光报警信号。
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推理，如备用电源供电，主电源1K断开，虽没有H单相负荷，此时漏电保护装置不动作，但末端单相负荷工作时，仍会出现漏电保护装置误动作。
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将双电源互投柜的2个进线接触器均由三极改为四极，即断开备用电源相线的同时也断开N线，主电源回路单相负荷电流不流经备用电源回路的N线，其全部由主电源回路N线返回变压器中性点。改装后，上级漏电保护器误报现象全部消除。互投柜下级接单相设备时，漏电继电器亦不误动作。
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笔者认为，装设多级漏电保护器时，其负荷侧的双电源互投柜的进线接触器必须为四极，以同时切断电源的相线和N线，则双电源互投柜所带单相负荷正常工作时，漏电保护装置不会误报、误动作。
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另外，双电源互投装置内，主电源、备用电源的进线断路器选用带漏电保护的断路器时，为保证末端单相负荷正常工作，漏电保护装置不误动作，也须选用四极断路器。
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