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摘要：本文簡要論述了電網諧波影響低壓斷路器不對稱接地（接零）故障保護準確性的現狀，并從硬、軟件設計角度出發對該現狀提出了詳細的解決方案。從而不僅使低壓斷路器能顯示電網諧波的影響程序，還提高了低壓斷路器的保護準確性和工作可靠性。
關建詞：KST45　智能脫扣器　　電風諧波　不對稱接地（接零）故障保護

一、概述
      隨著我國工業技術的飛速發展，新型用電設備不斷涌現，“非正弦波用電設備”（如硅整流用電設備、中頻用電設備、變頻用電設備等）日益增多。這些“非正弦波用電設備”的廣泛使用導致電網中的諧波成分明顯增加，電網污染日趨嚴重；電網中的諧波成分增加對低壓斷路器的動作準確性和工作可靠性無疑是一個新的考驗。目標GB14048.2-2001中有關EMC部分與國際GB14048.2-94相應部分比較，增加了對低壓斷路器的復合諧波試驗，這就進一步說明了低壓斷路器抗電網諧波干擾的重要性。
     目前，DW45型低壓斷路器的不對稱接地（接零）故障保護大部分采用三相電流矢量和值進行保護，而該三相電流矢量和值是A、B、C三相電流信號矢量和電路求出模擬量再經模數轉換后得到的（簡稱三相模擬電流矢量和值）。
     眾所周知，三相50Hz的對稱正弦波其三相矢量和為零；而三次諧波的三相矢量和值是其各相絕對值的疊加。也就是說，在諧波成分較高的電網中工作，用三相模擬電流矢量和值作為不對稱接地（接零）故障保護的實際電流值進行不對稱接地（接零）故障保護的準確性是不高的，有時甚至會造成誤動作。
     現在，為DW45型低壓斷路器配套的KST45（升級型）智能脫扣器采用了16位高性能微控制器（MCU）、主頻比原來增加了一倍，使模數轉換時間成倍縮短、運算速度大大提高，能夠準確地計算出每相電流和電壓的真有效值，快速、有效地進行三相數字電流矢量和運算、為解決電網諧波對三相模擬電流矢量和值的影響構建了物理平臺。

二、諧波影響系數K
     KST45（升級型）智能脫扣器增加了電網諧波影響三相模擬電流矢量和值的處理功能，引入了一個電網諧波影響三相模擬電流矢量和的綜合系數（簡稱諧波影響系數K）。
     諧波影響系數K的實測值計算方法為：
     K＝（IAG－IDG）/Iz×100%
     式中：
     IAG為三相模擬電流矢量和值；
     IDG為三相數字電流矢量和值；
     Iz為不對稱接地（接零）綜合電流值。
     上式中的三相模擬電流矢量和值是由矢量和電路求出三相模擬電流的矢量和模擬量，再經模數轉換后得到的，它的值受電網諧波的影響；三相數字電流矢量和值是微控制器根據每相電流的正確的真有效值計算出的三相矢量和，它的值不受電網諧波的影響；不對稱接地（接零）綜合電流值是根據三相電流平均值與三相數字電流矢量和值的取權綜合得到的，其目的是使諧波影響系數K的實測值更趨合理。

三、諧波影響系數K的整定
     與智能脫扣器的其它保護參數相同，KST45（升級型）智能脫扣器的諧波影響系數K值也可以由用戶整定（出廠整定值為“OFF”）。
諧波影響系數K的整定值范圍為：
      ON＋10%～100%＋OFF（級差為1%）
     諧波影響系數K的整定值與不對稱接地（接零）保護特性的對應關系如下：
     （1）K＝OFF時，不對稱接地（接零）故障保護的實際電流值全部采用三相模擬電流矢量和值（與原KST45型智能脫扣器相同）；這時智能脫扣器雖然仍顯示電網諧波影響系數K的實測值，但不對稱接地（接零）故障保護準確受到電網諧波的全部影響；該整定狀態可用于電網諧波較小的地區。保留這個整定值是為了兼容原KST45型智能脫扣器。
      （2）K＝ON時，不對稱接地（接零）故障保護的實際電流值全部采用三相數字電流矢量和值；這時不對稱接地（接零）故障保護完全容納了電網諧波的影響。在這種整定狀態下，智能脫扣器可以在電網諧波十分嚴重的場合準確地實施不對稱接地（接零）故障保護。
      （3）K值整定在10%～100%之間時，不對稱接地（接零）故障保護的實際電流值分兩種情況取值：當諧波影響系數K實測值≤整定值時，取三相模擬電流矢量和值作為保護的實際電流值；當諧波影響系數K實測值＞整定值時，以三相數字電流矢量和值為基數，再計入K值整定百分比的諧波影響分量作為保護的實際電流值。這樣，可限制電網諧波影響不對稱接地（接零）故障保護的程度。

四、諧波影響系數K的顯示
      KST45（升級型）智能脫扣器在工作時，實時監測電網諧波影響三相模擬電流矢量和值的程度，可在電流表窗口顯示諧波影響系數K的實測值。
      具體操作方法為：按“選擇”鍵查詢，電流表窗口循環顯示：LI相電流（LI燈恒亮）、L2相電流（L2燈恒亮）、L3相電流（L3燈恒亮）、不對稱接地（接零）電流（G燈恒亮）、諧波影響系數K實測值（G燈閃爍）、最大相電流。
      KST45（升級型）智能脫扣器電流表窗口顯示的不對稱接地（接零）電流值始終是經過諧波影響系數K處理后的不對稱接地（接零）故障保護的實際電流值；顯示的諧波影響系數K始終是電網諧波影響三相模擬電流矢量和綜合系數實測值。

五、帶諧波影響系數K的不對稱接地（接零）故障保護
      KST45（升級型）智能脫扣器在工作時，根據諧波影響系數K的整定值實時計算不對稱接地（接零）故障保護的實際電流值，并可在電流表窗口顯示該實際電流值（見顯示節）；當該實際電流值大于等于不對稱接地（接零）故障保護的整定電流值時，智能脫扣器根據不對稱接地（接零）故障保護的整定時間值對其進行定時限方式的保護。
      在實施不對稱接地（接零）故障保護的同時，智能脫扣器還記錄下發出不對稱接地（接零）故障脫扣指令時的不對稱接地（接零）故障實際電流值和延時動作時間，以及當時各相的電流值和諧波影響系數K的實測值；這些故障記錄數據在智能脫扣器斷電后仍不消失，以備查用，一直記憶到被新的故障記錄數據刷新為止。
      KST45（升級型）智能脫扣器可以解決電網諧波對低壓器不對稱接地（接零）故障保護準確性的影響，在電網諧波日益嚴重的今天應運而生；它不僅提高了保護的準確性和工作的可靠性，還為用戶提供了更多的保護選擇，充分體現了“持續改進，顧客滿意”的理念。