2023年水利工程泵站電氣設(shè)計(jì)研究

PAGEPAGE8水利工程泵站電氣設(shè)計(jì)研究水利工程泵站的漏電保護(hù)非常重要，文章從漏電保護(hù)器工作原理入手，分別從漏電保護(hù)器分類(lèi)、安裝必要性、實(shí)際應(yīng)用以及使用考前須知等方面入手，論述了漏電保護(hù)器在水利工程泵站電氣設(shè)計(jì)中具體應(yīng)用，以供參考。漏電保護(hù)器作為平安防護(hù)設(shè)備被廣泛應(yīng)用于很多行業(yè)當(dāng)中，不過(guò)在我國(guó)的水利工程泵站電氣設(shè)計(jì)方面的卻略顯缺乏，相對(duì)經(jīng)驗(yàn)匱乏。水利工程運(yùn)行作業(yè)時(shí)，意外漏電情況引發(fā)了不少平安事故，漏電保護(hù)器的使用越來(lái)越受到各方重視。因此，必須加強(qiáng)對(duì)水利工程泵站電氣的平安性設(shè)計(jì)籌劃，改善漏電保護(hù)器的設(shè)計(jì)應(yīng)用。1水利工程泵站電氣設(shè)計(jì)中漏電保護(hù)器根本原理漏電保護(hù)器的主要作用是在電器設(shè)備發(fā)生漏電情況后，其原本的電壓、電流信號(hào)會(huì)發(fā)生異常，從而斷開(kāi)電源，使得設(shè)備或者人能夠免受傷害。漏電保護(hù)器主要構(gòu)成局部包括檢測(cè)元件、執(zhí)行元件、中間環(huán)節(jié)和試驗(yàn)元件，圖1為漏電保護(hù)器的工作原理圖。圖中1是供電變壓器，2是主開(kāi)關(guān)，3是試驗(yàn)按鈕，4是零序電流互感器，5是壓敏電阻，6是放大器，7是晶閘管，8是脫扣器。三相負(fù)荷電流和對(duì)地漏電流根本平衡，流過(guò)互感器一次線(xiàn)圈電流的相量和約為零，即由它在鐵芯中產(chǎn)生的總磁通為零，零序互感器二次線(xiàn)圈無(wú)輸出。當(dāng)發(fā)生觸電時(shí)，觸電電流通過(guò)大地成回路，亦即產(chǎn)生了零序電流。這個(gè)電流不經(jīng)過(guò)互感器一次線(xiàn)圈流回，破壞了平衡，于是鐵芯中便有零序磁通，使二次線(xiàn)圈輸出信號(hào)。這個(gè)信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、比擬元件判斷，如到達(dá)預(yù)定動(dòng)作值，即發(fā)執(zhí)行信號(hào)給主開(kāi)關(guān)1掉閘，切斷電源。2水利工程泵站電氣設(shè)計(jì)中漏電保護(hù)器的分類(lèi)水利工程泵站電氣設(shè)計(jì)中備選的漏電保護(hù)器，主要有兩種：電壓動(dòng)作型和電流動(dòng)作型。但是，電壓動(dòng)作型漏電器穩(wěn)定性和精確度難以滿(mǎn)足要求，容易引發(fā)二次事故，已逐漸被淘汰。當(dāng)前的水利工程泵站電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中多數(shù)選用電流動(dòng)作型漏電保護(hù)器，其穩(wěn)定性和精確度很好，綜合工作性能和平安性能有保障。再進(jìn)一步劃分，電流漏電保護(hù)器依據(jù)原理和結(jié)構(gòu)不同分為兩類(lèi)：電子、電磁漏電保護(hù)器。電子式漏電斷路器需要輔助電源，該輔助電源來(lái)源于漏電斷路器的出線(xiàn)端〔負(fù)載端〕，跟線(xiàn)路的工作電壓有關(guān)，如果電壓過(guò)低〔具體多少電壓不動(dòng)作需要廠家確定〕，就是線(xiàn)路中產(chǎn)生了漏電電流，并到達(dá)了開(kāi)關(guān)的漏電電流動(dòng)作值，開(kāi)關(guān)也不會(huì)動(dòng)作?？偨Y(jié)：電子式漏電斷路器，抗干擾性沒(méi)有電磁式漏電斷路器好；但電子式漏電斷路器比擬廉價(jià)；電磁式漏電斷路器不需要輔助電源，里面沒(méi)有線(xiàn)路板組件，跟開(kāi)關(guān)的工作電壓無(wú)關(guān)，只要線(xiàn)路產(chǎn)的漏電電流到達(dá)電磁式的漏電動(dòng)作電流，漏電斷路器就動(dòng)作，切斷后面電源，保護(hù)人身平安。目前市場(chǎng)上最普遍地就是電子式漏電斷路器。而如果從功能實(shí)現(xiàn)方法上來(lái)區(qū)分，漏電保護(hù)器又可分為漏電保護(hù)繼電器、漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)、漏電保護(hù)插座等三種類(lèi)型。2.1漏電保護(hù)繼電器。它主要是檢測(cè)元件、試驗(yàn)元件、脫扣裝置、觸頭和固定元件構(gòu)成，其根本原理是在電設(shè)備進(jìn)線(xiàn)上加上一個(gè)磁環(huán)，讓電源線(xiàn)套在磁環(huán)內(nèi)。正常狀態(tài)下，電線(xiàn)負(fù)載一端未與地面形成閉合回路，磁環(huán)中是沒(méi)有電流的，相應(yīng)地也就不會(huì)形成磁通。假設(shè)負(fù)載端連接地面形成有效回路電流，那磁環(huán)也會(huì)產(chǎn)生電流，根據(jù)麥克斯韋電場(chǎng)理論，漏電電流與產(chǎn)生磁通形成一定正比關(guān)系，并且通過(guò)線(xiàn)圈形成了感應(yīng)電勢(shì)。感應(yīng)電勢(shì)越大，那么漏電的電流越大。漏電形成的感應(yīng)電流作用脫扣裝置銜鐵進(jìn)行漏電保護(hù)。2.2漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)。漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)與漏電保護(hù)繼電器工作原理差不多一樣，區(qū)別是它在工作期間發(fā)生漏電或接地短路時(shí)，直接斷開(kāi)主回路的開(kāi)關(guān)。2.3漏電保護(hù)插座。它主要是插座內(nèi)增加額外的漏電保護(hù)裝置，額定電流不超過(guò)16A，限制電流6mA。用電設(shè)備提供人身觸電保護(hù)，防止用電設(shè)備意外接地構(gòu)成電流回路，防止發(fā)生電氣火災(zāi)，能防止負(fù)載端接地的中性線(xiàn)屢次接地。對(duì)于一些常用的移動(dòng)或者便攜用電設(shè)備提供非常有效觸電保護(hù)措施。在實(shí)際水利工程泵站電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中，要根據(jù)使用環(huán)境和條件要求來(lái)選擇相應(yīng)最適宜的漏電保護(hù)器。3水利工程泵站電氣設(shè)計(jì)中使用漏電保護(hù)器的必要性3.1防止發(fā)生接地故障。在水利工程泵站漏電保護(hù)器設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí)，很多時(shí)候會(huì)發(fā)生接地故障的問(wèn)題，通常情況下，當(dāng)回路中產(chǎn)生電流偏大的情況時(shí)，理論上說(shuō)預(yù)先設(shè)置的電流保護(hù)器會(huì)發(fā)揮自身切斷電路的功能，以防止造成更嚴(yán)重的事故和損失。不過(guò)在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，根據(jù)歐姆定律，線(xiàn)路內(nèi)部本身的電流數(shù)值不但和電線(xiàn)自身的質(zhì)量、橫截面積以及連接長(zhǎng)度之間都有著一定的聯(lián)系和相互影響，而且在現(xiàn)場(chǎng)布線(xiàn)走向和交叉作業(yè)管理方面也有很直接的關(guān)系。所以，當(dāng)泵站出現(xiàn)金屬接地故障時(shí)，設(shè)備外殼附帶極其危險(xiǎn)的接觸電壓，一旦有工作人員不慎接觸到的話(huà)，引發(fā)的生命財(cái)產(chǎn)事故及其后果不堪設(shè)想，因此在泵站的漏電保護(hù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要充分考慮如何做好金屬接地的工作環(huán)節(jié)。3.2設(shè)計(jì)兩級(jí)漏電保護(hù)器。在并聯(lián)的電線(xiàn)回路裝上設(shè)計(jì)安裝漏電保護(hù)器，僅僅只能保證該單一回路的漏電保護(hù)。但是其它并聯(lián)電路一旦產(chǎn)生故障那么難以得到保障，所以，在實(shí)際方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，通常會(huì)考慮電源進(jìn)線(xiàn)加上一級(jí)漏電保護(hù)控制設(shè)備，其一般有0.15s的延時(shí)并且要和單一并聯(lián)回路上的漏電保護(hù)器配合協(xié)調(diào)。設(shè)計(jì)一級(jí)漏電保護(hù)器雖然會(huì)增加本錢(qián)，但對(duì)防范整個(gè)電路的平安風(fēng)險(xiǎn)有極大的好處。而且，如果泵站配電線(xiàn)路發(fā)生電弧性和金屬性的接地故障時(shí)，也可以及時(shí)起到保護(hù)作用。4漏電保護(hù)器的應(yīng)用在日常工作中，要制定合理有效的漏電保護(hù)器管理方法，保障其使用平安可靠性。按照規(guī)定要求使用和維護(hù)漏電保護(hù)器，定期做好檢查保養(yǎng)記錄，確保其能正常工作。需要特別注意，當(dāng)回路中出現(xiàn)跳閘情況時(shí)，可再試送電一次，絕不允許連續(xù)閉合開(kāi)關(guān)屢次送電。當(dāng)確定漏電保護(hù)器已經(jīng)損壞時(shí)，必須由專(zhuān)業(yè)電工落實(shí)檢查維修直至恢復(fù)正常方可使用。4.1三級(jí)漏電保護(hù)器的設(shè)計(jì)應(yīng)用。根據(jù)設(shè)計(jì)方案要求，供電范圍和電源干線(xiàn)電流超出一定的界限時(shí)，就要設(shè)計(jì)安裝三級(jí)漏電保護(hù)器。它是由別離的零序電流互感器、漏電繼電器和斷路器組成的。供電范圍大的電源干線(xiàn)，在設(shè)計(jì)安裝漏電保護(hù)方案時(shí)，首先要考慮所保護(hù)范圍內(nèi)電路出現(xiàn)接地故障時(shí)能夠即刻跳閘，防止更大范圍的停電情況出現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)這一關(guān)鍵性需求，在做設(shè)計(jì)安裝時(shí)，要從漏電繼電器作用信號(hào)入手，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障回路，從而順利的實(shí)現(xiàn)局部電源切斷動(dòng)作。如果電線(xiàn)回路內(nèi)產(chǎn)生了金屬性短路的大短路電流，那么切斷電源的任務(wù)就會(huì)落在斷路器內(nèi)的電磁脫扣器身上，它可以迅速切斷電源以保護(hù)線(xiàn)路，以上就是三級(jí)漏電保護(hù)的設(shè)計(jì)應(yīng)用。4.2四級(jí)和二級(jí)漏電保護(hù)器的應(yīng)用。在水利工程泵站的電氣設(shè)計(jì)應(yīng)用中，從平安性根本要求出發(fā)，必須最大限度的降低開(kāi)關(guān)電器的級(jí)數(shù)，并盡可能減少觸頭和線(xiàn)路的連接點(diǎn)數(shù)量。因?yàn)榧僭O(shè)出現(xiàn)導(dǎo)電不良情況時(shí)，觸頭連接和線(xiàn)路連接位置都是最容易產(chǎn)生電路事故的位置，特別是三相回路的中性線(xiàn)，導(dǎo)電功能出現(xiàn)故障時(shí)，產(chǎn)生的后果將不堪設(shè)想。一般情況下，泵站的相關(guān)設(shè)備都還是會(huì)繼續(xù)工作的的，常規(guī)觀察不容易發(fā)現(xiàn)平安隱患，三相負(fù)荷嚴(yán)重不平衡時(shí)將導(dǎo)致三相電壓出現(xiàn)嚴(yán)重異常，單相設(shè)備將遭到嚴(yán)重的損壞。因此，限制保護(hù)觸頭的數(shù)量在設(shè)計(jì)時(shí)要著重進(jìn)行考慮。一些電氣設(shè)計(jì)方案，不少設(shè)計(jì)師有錯(cuò)誤的觀點(diǎn)：三相的負(fù)載難保持平衡，通常中性線(xiàn)截面積略小于相線(xiàn)，所以加裝四級(jí)開(kāi)關(guān)防止中性線(xiàn)負(fù)荷過(guò)大。另一種誤解是，他們覺(jué)得單相負(fù)載的三相漏電保護(hù)器要安裝四極的。根本上說(shuō)，常見(jiàn)的電子漏電保護(hù)器就是“剩余電流動(dòng)作保護(hù)器〞，其根本原理是在回路中利用剩余電流作出保護(hù)動(dòng)作，跟整個(gè)回路的電流是否平衡沒(méi)有直接關(guān)系。5用電子式漏電保護(hù)器應(yīng)注意的事項(xiàng)電子式漏電保護(hù)器制作工藝成熟，本錢(qián)較低，在我國(guó)很多行業(yè)受到廣泛的應(yīng)用，在使用效果上與電磁式漏電保護(hù)器有明顯的區(qū)別。電磁式漏電保護(hù)器是利用故障電流產(chǎn)生的能量實(shí)現(xiàn)斷路，而電子式漏電保護(hù)器是用故障回路的殘壓來(lái)脫扣〔發(fā)生接地故障時(shí)。回路電壓下降，此殘壓指故障時(shí)漏電保護(hù)器接線(xiàn)端子上的電壓，不是指公用電網(wǎng)的電壓負(fù)偏差〕。如果接地故障點(diǎn)距離漏電保護(hù)器非常近的情況下，壓差不夠，漏電保護(hù)器很可能無(wú)法動(dòng)作而失效。所以，設(shè)計(jì)安裝電子式漏電保護(hù)器方案時(shí)，漏電保護(hù)器設(shè)計(jì)安裝位置距離插座要有一定的距離，以保證漏電保護(hù)器處有足夠的故障殘壓。同時(shí)，當(dāng)回路的中性線(xiàn)出現(xiàn)故障時(shí)，回路上的電子式漏電保護(hù)器也將無(wú)法正常工作，當(dāng)工作人員在附近進(jìn)行作業(yè)時(shí)，很容易引發(fā)觸電事故。所以，設(shè)計(jì)安裝電子式漏電保護(hù)器的時(shí)候，要綜合考慮前面所提到的各種問(wèn)題。6結(jié)語(yǔ)總體來(lái)說(shuō)，通過(guò)文章的論述，對(duì)于漏電保護(hù)器的設(shè)計(jì)應(yīng)用有了較系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，這對(duì)于水利工程的設(shè)計(jì)平安應(yīng)用起到非常重要的作用，持續(xù)改良，從而提升我國(guó)水利工程中泵站的設(shè)計(jì)平安應(yīng)用水平。內(nèi)容總結(jié)

〔1〕水利工程泵站電氣設(shè)計(jì)研究

水利工程泵站的漏電保護(hù)非常重要，文章從漏電保護(hù)器工作原理入手，分別從漏電保護(hù)器分類(lèi)、安裝必要性、實(shí)際應(yīng)用以及使用考前須知等方面入手，論述了漏電保護(hù)器在水利工程泵站電氣設(shè)計(jì)中具體應(yīng)用，以供參考

〔2〕漏電保護(hù)器主要構(gòu)成局部包括檢測(cè)元件、執(zhí)行元件、中間環(huán)節(jié)和試驗(yàn)元件，圖1為漏電保護(hù)器的工作原理圖

〔3〕因此，限制保護(hù)觸頭的數(shù)量在設(shè)計(jì)時(shí)要著重進(jìn)行考慮

內(nèi)容