CN103344869A - 一种适用于6~35kV配电网的断线报警装置及报警方法 - Google Patents

一种适用于6~35kV配电网的断线报警装置及报警方法 Download PDF

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本发明公开了一种适用于6~35KV配电网的断线报警装置及报警方法,所述装置包括安装于变电站主控室的主机,所述主机通过一根三芯电缆与各个断线检测器相连,A、C相电流互感器安装在与母线连接的出线上,所述断线检测器安装在6~35KV配电网每一条出线的开关柜内;每个断线检测器的输入端分别与所对应的出线的A、C相电流互感器连接;所述断线检测器的输入电流为各个出线电流互感器的二次电流,所述主机用于给断线检测器供电。本发明的有益效果:它具有当6~35KV线路主杆线上或分支线上发生断线时,发出某某出线发生断线的报警信号并通过该装置使信号传到调度,及时通知维修人员进行处理的优点。

Description

一种适用于6~35kV配电网的断线报警装置及报警方法
技术领域
本发明涉及一种适用于6~35KV配电网的断线报警装置及报警方法。 
背景技术
我国6~35KV配电网处于电力系统的末端,分布较广,又暴露于大自然中,遭受风吹日晒、雨淋、冰雪、雷电等袭击,断线故障时有发生。断线故障使系统内产生大量的负序电流,使电动机发热或烧毁。如果线路断开后又掉到地上(称为断线接地点故障),就会烧焦土地,点燃森林,电死人畜等造成更严重的后果。 
对于断线接地点故障又分为两种情况:其一,接地点在负荷一侧,国内尚无应对措施;其二,接地点在电源一侧,系统接地选线装置会有反应,但灵敏度很低。对于这样一根带电的高压线掉地上牵扯到人身安全的危险情况,50%的几率是没有反应,50%的几率是反应灵敏度很低,所以国内农村落地高压线4、5天无人知晓,电死人畜的情况时有发生。 
所以,6~35KV配电网的断线报警问题是目前需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题。 
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题,提供一种适用于6~35KV配电网的断线报警装置及报警方法,它具有当6~35KV线路主杆线上或分支线上发生断线时,发出某某线发生断线的报警信号并通过这装置使信号传到调度,及时通知维修人员进行处理的优点。 
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案: 
一种适用于6~35KV配电网的断线报警装置,包括安装于变电站主控室的主机,所述主机通过一根三芯电缆与各个断线检测器相连,A相电流互感器和C相电流互感器均安装在与母线连接的每一条出线上,所述断线检测器安装在6~35KV配电网每一条出线的开关柜内;每个断线检测器的输入端分别与所对应的出线的A相电流互感器和C相电流互感器连接;所述主机用于给断线检测器供电。 
所述断线检测器的输入为各个出线的电流互感器的二次电流。 
所述断线检测器包括A相电流变换回路、C相电流变换回路、幅值比较回路、相位比较回路、通讯回路、第一就地显示回路;所述A相电流变换回路的输出端分别与幅值比较回路和相位比较回路连接,所述C相电流变换回路的输出端分别与幅值比较回路和相位比较回路连接,所述幅值比较回路和相位比较回路均连接到通讯回路上,通讯回路与第一就地显示回 路和主机连接,所述A相电流变换回路、C相电流变换回路、幅值比较回路、相位比较回路、通讯回路均与直流电源连接,所述A相电流变换回路的输入端用于接收配电网出线的A相电流,所述C相电流变换回路的输入端用于接收配电网出线的C相电流。 
所述主机包括解码回路、第二就地显示回路、远传回路、电源回路,所述解码回路与断线检测器的输出端连接,所述解码回路的输出端分别与第二就地显示回路和远传回路连接,所述远传回路与调度中心连接,所述解码回路、第二就地显示回路和远传回路均与电源回路连接,所述电源回路与电源连接。 
上述断线报警装置的报警方法如下: 
步骤(1):主机给断线检测器提供电源; 
步骤(2):断线出线所在的断线检测器工作将所在的出线编号和断线相别传送给主机,主机再将断线的编号和断线相别就地显示并传送到调度中心; 
步骤(3):调度中心通知线路工人进行检修。 
所述步骤(2)的断线检测器的具体工作如下: 
(2-1)
Figure BDA00003379046200021
则能够得知C相断线; 
(2-2)
Figure BDA00003379046200022
Figure BDA00003379046200023
相位差增大,则能够得知B相断线; 
(2-3)则能够得知A相断线;
Figure BDA00003379046200025
表示A相电流,
Figure BDA00003379046200026
表示C相电流。 
本发明提出步骤(2)的理论依据是: 
正常运行时,6~35KV配电网每一条出线的电流
Figure BDA00003379046200027
Figure BDA00003379046200028
大小相等,相位差120°, 
当被监测线发生A相断线时,
Figure BDA00003379046200029
就会减小为零,
Figure BDA000033790462000210
会增大; 
当被监测线发生B相断线时,
Figure BDA000033790462000211
Figure BDA000033790462000212
的相位差会增大为180°; 
当被监测线发生C相断线时,
Figure BDA000033790462000213
就会减少为零,
Figure BDA000033790462000214
会增大。 
本发明的有益效果: 
1当6~35KV线路主杆线上或分支线上发生断线故障时,在变电站主控室内,发出某某出线某相断线的报警信号,并通过远传将信号传到调度,通知维修人员进行处理; 
2避免了6~35KV线路断线坠地,长期无人知晓,烧焦土地,点燃森林的恶果; 
36~35KV线路断线坠地得以及时处理,避免了电死人畜,本发明为国家和电业部分把“生命高于一切”的理念落实到生产、经营、管理全过程,提供了技术支撑。 
附图说明
图1(a)为正常运行时,6~35KV线路三相电流矢量图; 
图1(b)为6~35KV线路主干线A相断线情况下三相电流矢量图; 
图2(a)为断线分支三相电流矢量图; 
图2(b)为非断线分支三相电的总和示意图; 
图2(c)为6~35KV线路分支断线情况下的三相电流矢量图; 
图3为断线检测器内部结构示意图; 
图4为主机的内部结构示意图; 
图5为本发明的整体结构示意图; 
其中,1、A相电流变换回路,2、C相电流变换回路,3、幅值比较回路,4、相位比较回路,5、通讯回路,6、主机,7、第一就地显示回路,8、解码回路,9、第二就地显示回路,10、远传回路,11、电源回路,12、母线,13、出线,14、电流互感器,15、断线检测器,16、电缆。 
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。 
所述断线检测器15的工作原理:配电出线正常运行时,只有A相电流的正序分量
Figure BDA00003379046200031
B相电流的正序分量
Figure BDA00003379046200032
C相电流的正序分量
Figure BDA00003379046200033
其矢量图如图1(a)所示,三相电流大小相等,相位各差120°; 
如图1(b)所示,当配电线干线发生断线时,(以A相为例),配电线电流
Figure BDA000033790462000319
Figure BDA00003379046200034
Figure BDA00003379046200035
表示A相电流,
Figure BDA00003379046200036
表示B相电流,
Figure BDA00003379046200037
表示C相电流。 
如图2(a)所示,当配电线的分支线发生断线时,分支线电流为
Figure BDA00003379046200038
Figure BDA000033790462000310
表示断线分支的A相电流,表示断线分支的B相电流,
Figure BDA000033790462000312
表示断线分支的C相电流。 
如图2(b)所示,非断线分支线电流的总和,
Figure BDA000033790462000313
Figure BDA000033790462000314
Figure BDA000033790462000315
大小相等,相位各差120°,仍为三相正序电流,
Figure BDA000033790462000316
表示非断线分支的A相电流总和、表示非断线分支的B相电流总和、表示非断线分支的C相电流总和。 
如图2(c)所示,分支线断线的配电线路总电流
Figure BDA00003379046200041
Figure BDA00003379046200043
为非断线分支电流的总和,
Figure BDA00003379046200045
Figure BDA00003379046200046
与断线分支电流
Figure BDA00003379046200047
Figure BDA00003379046200048
相加。表示分支线断线的配电线路的A相总电流,
Figure BDA000033790462000410
表示分支线断线的配电线路的B相总电流,表示分支线断线的配电线路的C相总电流。 
从图1(a)、图1(b)、图2(a)、图2(b)、图2(c)中可以看出: 
当A相断线时,无论是干线还是分支线,
Figure BDA000033790462000412
同样也可证明,当C相发生断线时,
Figure BDA000033790462000413
由图1(b)和图2(c)可以看出,当A相断线时,
Figure BDA000033790462000414
Figure BDA000033790462000415
之间的夹角大于120°。 
由此可得出,断线检测器15的框图如图3所示:A相电流变换回路1和C相电流变换回路2的作用是将输入电流
Figure BDA000033790462000416
Figure BDA000033790462000417
进行隔离和变换,以便进行幅值比较和相位比较; 
所述幅值比较回路3的作用是: 
Figure BDA000033790462000418
发A相断线信号; 
Figure BDA000033790462000419
发C相断线信号; 
所述相位比较回路4的功能为: 
发B相断线信号。 
式中,IZD为幅值比较器整定值;
Figure BDA000033790462000421
为相位比较器整定值。 
IZD
Figure BDA000033790462000422
可以人为设定,作用是躲过正常运行不平衡值,以防误报。 
所述通讯回路5用于将幅值比较回路3和相位比较回路4送来的A、B、C相断线信号传递到主机。 
如图5所示,一种适用于6~35KV配电网的断线报警装置,包括安装于变电站主控室的主机6,所述主机6通过一根三芯电缆16与各个断线检测器15相连,所述断线检测器15安装 在与母线12连接的出线13上,所述断线检测器15安装在6~35KV配电网每一条出线13的开关柜内,所述断线检测器15的输入接口通过电流互感器14与出线13连接,所述主机6用于给断线检测器15供电。 
如图3所示,所述断线检测器15包括A相电流变换回路1、C相电流变换回路2、幅值比较回路3、相位比较回路4、通讯回路5、第一就地显示回路7;所述A相电流变换回路1的输出端分别与幅值比较回路3和相位比较回路4连接,所述C相电流变换回路2的输出端分别与幅值比较回路3和相位比较回路4连接,所述幅值比较回路3和相位比较回路4均连接到通讯回路5上,通讯回路5与第一就地显示回路7和主机6连接,所述A相电流变换回路1、C相电流变换回路2、幅值比较回路3、相位比较回路4、通讯回路5均与直流电源连接,所述A相电流变换回路1的输入端用于接收配电网出线13的A相二次电流,所述C相电流变换回路2的输入端用于接收配电网出线13的C相二次电流。 
如图4所示,所述主机6包括解码回路8、第二就地显示回路9、远传回路10、电源回路11,所述解码回路8与断线检测器15的输出端连接,所述解码回路8的输出端分别与第二就地显示回路9和远传回路10连接,所述远传回路10通过远传系统与调度中心连接,所述解码回路8、第二就地显示回路9和远传回路10均与电源回路11连接,所述电源回路11与变电站控制电源连接。 
所述解码回路8用于将各个断线检测器15送来的信号进行解码,确定出断线回路; 
所述远传回路10用于将断线回路的调度信号传至调度,以便进行修复。 
主机6中还包含电源回路11,它将主机6安装地——变电站主控室送来的操作电源变为10V直流电源,以10V、0V两端子送给主机6自身电路和断线检测器15的电路。 
下面再结合图5,说明6~35KV配电网断线报警装置的工作原理。图5中,断线检测器15的输入是来自电流互感器14的二次电流
Figure BDA00003379046200051
Figure BDA00003379046200052
变电站主控室的主机6通过一根三芯电缆16与各个断线检测器15连接。0V、10V芯用于主机6给断线检测器15供电,0V、X芯用于主机6与断线检测器15的通讯联络。例如,1#出线15发生A相断线,1#线的断线检测器15就会通过
Figure BDA00003379046200053
Figure BDA00003379046200054
的变化判断出1#出线发生断线,并发出1#出线断线的信号,该信号通过联络电缆16的0V、X芯传至主机6,主机6通过解码得到1#出线断线的情况,一方面通过远传报告调度,一方面就地显示1#出线断线和断线相别。 
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付 出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。 

Claims (5)

1.一种适用于6~35KV配电网的断线报警装置,其特征是,包括安装于变电站主控室的主机,所述主机通过一根三芯电缆与各个断线检测器相连,A相电流互感器和C相电流互感器均安装在与母线连接的每一条出线上,所述断线检测器安装在6~35KV配电网每一条出线的开关柜内;每个断线检测器的输入端分别与所对应的出线的A相电流互感器和C相电流互感器连接;所述主机用于给断线检测器供电。
2.如权利要求1所述的一种适用于6~35KV配电网的断线报警装置,其特征是,所述断线检测器包括A相电流变换回路、C相电流变换回路、幅值比较回路、相位比较回路、通讯回路、第一就地显示回路;所述A相电流变换回路的输出端分别与幅值比较回路和相位比较回路连接,所述C相电流变换回路的输出端分别与幅值比较回路和相位比较回路连接,所述幅值比较回路和相位比较回路均连接到通讯回路上,通讯回路与第一就地显示回路和主机连接,所述A相电流变换回路、C相电流变换回路、幅值比较回路、相位比较回路、通讯回路均与直流电源连接,所述A相电流变换回路的输入端用于接收配电网出线的A相电流,所述C相电流变换回路的输入端用于接收配电网出线的C相电流。
3.如权利要求1所述的一种适用于6~35KV配电网的断线报警装置,其特征是,所述主机包括解码回路、第二就地显示回路、远传回路、电源回路,所述解码回路与断线检测器的输出端连接,所述解码回路的输出端分别与第二就地显示回路和远传回路连接,所述远传回路与调度中心连接,所述解码回路、第二就地显示回路和远传回路均与电源回路连接,所述电源回路与电源连接。
4.如上述任一权利要求所述的一种适用于6~35KV配电网的断线报警装置的报警方法,其特征是,步骤如下:
步骤(1):主机给断线检测器提供电源;
步骤(2):断线出线所在的断线检测器工作将所在的出线编号和断线相别传送给主机,主机再将断线的编号和断线相别就地显示并传送到调度中心;
步骤(3):调度中心通知线路工人进行检修。
5.如权利要求4所述的一种适用于6~35KV配电网的断线报警方法,其特征是,所述步骤(2)的断线检测器的具体工作如下:
(2-1)
Figure FDA00003379046100011
则能够得知C相断线;
(2-2)
Figure FDA00003379046100012
Figure FDA00003379046100013
相位差增大,则能够得知B相断线;
(2-3)则能够得知A相断线。
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