随着智能电网的发展,电力电子设备得到广泛应用,其发生漏电故障时的漏电电流变得很复杂,在漏电保护理论、检测技术等方面需要解决出现的新问题。论文在分析剩余电流保护技术发展现状的基础上,针对非线性剩余电流检测技术和保护技术开展研究。研究了磁调制式电流检测数学模型,为实现非线性剩余电流传感器设计提供了理论依据。分析了电流型和电压型磁调制式电流传感器的励磁动态特性,推导出被测直流电流信号与磁心中磁场偶次谐波分量之间的数学模型;建立了单磁心电压型磁调制式电流检测模型,证明了通过励磁电流的测量可以实现剩余电流的准确检测;建立了考虑磁滞效应的磁调制式剩余电流传感器励磁分析模型,在正向饱和与负向饱和的临界电流差值相同的条件下,励磁脉冲电压频率及励磁电流的直流分量不受是否考虑磁滞效应的影响,为工程简化计算提供了理论依据;提出了励磁脉冲电压频率自适应控制方法,提高了直流剩余电流检测灵敏度,并降低了励磁电源的功率损耗。研究了剩余电流保护新方法,提高了剩余电流保护的有效性和准确性。分析了脉动剩余电流波形特点,进行半波、90°波、135°波等波形识别,提高了脉动剩余电流保护的准确性和一致性;提出剩余电流变化量保护理论,建立正弦与非正弦下变化量保护模型,克服剩余电流保护动作死区;提出了减少剩余电流保护误动作的方法,包括过负荷电流下剩余电流保护比例制动策略、IT电网漏电故障线路的选择性保护策略。开展了剩余电流保护控制器的硬件设计与软件设计研究。分析了影响磁调制式剩余电流传感器工作特性的因素,通过改变传感器的匝数、励磁电压幅值、反转励磁电流阈值等方法使传感器达到设计要求;根据剩余电流保护范围和要求,设计了磁调制式剩余电流传感器及控制器硬件电路,并进行了软件设计。进行了剩余电流保护控制器的仿真与试验研究。采用Matlab/Similink建立了电压型磁调制式剩余电流传感器的仿真模型,仿真结果与试验结果基本吻合,并验证了理论模型与仿真方法能够指导剩余电流传感器的设计,同时考虑磁滞效应的励磁电流动态过程与实际过程更吻合;进行了剩余电流保护控制器动作特性测试、通讯功能测试和电磁抗干扰试验。