CN109061394B - 三相四线制供电系统零线断线报警定位装置及方法 - Google Patents

三相四线制供电系统零线断线报警定位装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种三相四线制供电系统零线断线报警定位装置，包括零线断线报警元件、零线断线定位元件，所述零线断线报警元件包括接地电容C、电压测量元件、断线报警器，所述接地电容C装接于零线末端并接地，所述电压测量元件与接地电容C并联以测量接地电容C的电压值，断线报警器与电压测量元件相连，当电压测量元件的测量值超过设定值时断线报警器报警；所述零线断线定位元件包括电流测量元件、整流限压电路、指示灯，所述电流测量元件与整流限压电路相连，所述整流限压电路与指示灯相连，所述电流测量元件串联于各个站用设备在零线上的接点之间。本发明在发生零线断线故障时准确地作出反应并报警，在发生零线断线故障时准确的定位断线区域。

Description

三相四线制供电系统零线断线报警定位装置及方法
技术领域
本发明涉及一种三相四线制供电系统零线断线报警定位装置及方法，属于电力设备技术领域。
背景技术
变电站站用电交流系统的正常运行对于变电站的稳定至关重要。三相四线制接线方式是站用电系统通常的供电方式，而零线的断线故障检测对于站用设备的可靠稳定运行十分重要，并且零线的断线故障是变电站最难发现的故障之一。当变电站站用供电系统零线断线时，站用供电系统侧的中性点位移电压将发生偏移，可能造成大量站用设备烧毁。根据变电站日常的工作情况，现有站用电系统断线检测方法的不足之处如下：
1.无专业系统的检测方法：现有的变电站没有安装特定检测零线断线的装置，当系统发生零线断线时，系统无法准确地反应断线故障，导致断线部分设备长期运行于过压或欠压状态。现场运行人员、检修人员主要是通过检查站用设备的运行情况，间接地判断零线断线故障，其准确性与工作人员的工作经验和工作技能有关，无法满足现场工作要求。
2.无法及时发现故障：零线断线故障只能通过间接的方法发现，所以当系统发生零线断线时没有故障信号，需要运维人员巡视设备时才能发现；由于不能及时发现并排除断线故障，有些设备长时间工作于过压状态，降低设备寿命；有些设备运行于欠压状态，降低其可靠性。由于站内设备无法正常运行，危机变电站的安全，可能造成的后果十分危险。
3.无法准确的定位断线位置：由于变电站站用系统接线方式复杂，在发生零线断线时，无法直观的查找出断线点，需要根据站用设备电压电流情况推测故障点，增加检修施工难度与检修时间，降低了设备可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三相四线制供电系统零线断线报警定位装置及方法，专门针对零线断线故障设计，当发生零线断线故障时，第一时间发出断线报警信号，通知值班调控人员；并且根据定位元件准确的查找出断线点，帮助检修人员快速查找并排除断线故障，在减小工作量、缩短工作时间的前提下又保证了系统的可靠性。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
一种三相四线制供电系统零线断线报警定位装置，包括零线断线报警元件1、零线断线定位元件2，所述零线断线报警元件1包括接地电容C、电压测量元件3、断线报警器4，所述接地电容C装接于零线末端并接地，所述电压测量元件3与接地电容C并联以测量接地电容C的电压值，断线报警器4与电压测量元件3相连，当电压测量元件3的测量值超过设定值时断线报警器4报警；
所述零线断线定位元件2包括电流测量元件5、整流限压电路6、指示灯7，所述电流测量元件5与整流限压电路6相连，所述整流限压电路6与指示灯7相连，所述电流测量元件5串联于各个站用设备在零线上的接点之间。
一种三相四线制供电系统零线断线报警定位方法，将零线末端加装接地电容C并接地，使用电压测量元件测量接地电容C的电压值，如果电压测量元件测量值超过电压阈值，通过一报警元件发出报警信号；
在各个站用设备在零线上的接点之间串联零线断线定位元件，零线断线定位元件包括电流测量元件、整流限压电路、指示灯，所述电流测量元件与整流限压电路相连，所述整流限压电路与指示灯相连，如果有电流通过电流测量元件时，通过整流限压电路驱动指示灯亮，当无电流通过电流测量元件时，指示灯灭，指示灯灭处则为断线位置，实现对断线的定位。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：
前述三相四线制供电系统零线断线报警定位装置，电压测量元件3采用电压表。
前述三相四线制供电系统零线断线报警定位装置，断线报警器4采用指示灯或电铃。
前述三相四线制供电系统零线断线报警定位装置，电流测量元件5采用电流表。
前述三相四线制供电系统零线断线报警定位装置，整流限压电路6采用78系列整流稳压集成块。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的零线断线报警元件在发生零线断线故障时，可以准确地快速地作出反应并发出报警信号，第一时间提醒值班调控人员或运行维护人员，为故障的排查争取时间，缩短设备不正常运行时间，提高系统的供电可靠性。
零线断线定位元件在发生零线断线故障时，可以准确的定位断线区域，帮助运行及检修人员快速查找与排除故障，提高工作效率，缩短设备不正常运行时间，减小故障影响范围。
附图说明
图1是变电站站用系统三相四线制电路图；
图2是零线断线报警元件电路结构图；
图3是变电站站用电系统零线断线报警原理图；
图4是零线断线定位元件电路结构图；
图5是变电站站用电系统零线断线定位原理图；
图6是零线断线报警元件、零线断线定位元件同时应用实施例图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，变电站站用系统采用三相四线制，其站用负载一端分别连接在A、B、C相上，另一端连接在零线上，零线首段接地。
如图2所示，本发明三相四线制供电系统零线断线报警定位装置，包括零线断线报警元件1、零线断线定位元件2，所述零线断线报警元件1包括接地电容C、电压测量元件3、断线报警器4，如图3所示，所述接地电容C装接于零线末端并接地，所述电压测量元件3与接地电容C并联以测量接地电容C的电压值，断线报警器4与电压测量元件3相连，当电压测量元件3的测量值超过设定值时断线报警器4报警；如图4所示，所述零线断线定位元件2包括电流测量元件5、整流限压电路6、指示灯7，所述电流测量元件5与整流限压电路6相连，所述整流限压电路6与指示灯7相连，如图5所示，所述电流测量元件5串联于各个站用设备在零线上的接点之间。
所述电压测量元件3采用电压表，电压表带超过设定值则触点输出动作功能，当电压表触点动作驱动断线报警器4的指示灯亮或电铃响；电流测量元件5采用电流表，并将电流输入整流限压电路6，整流限压电路6采用78系列整流稳压集成块，当有电流时，整流限压电路6输出电压驱动指示灯7点亮。
本发明的三相四线制供电系统零线断线报警方法为：将零线末端加装接地电容C并接地，使用电压测量元件测量接地电容C的电压值，如果电压测量元件测量值超过电压阈值，通过一报警元件发出报警信号。
如图3所示，在零线末端加装接地电容，当电容两端电压为零，无断线报警信号，当电容电压不为零，发断线报警信号。其工作原理为：正常工作状态下，零线首端接地，所有负载可以看作中性点接地的星型接线方式，在不考虑线路阻抗的作用时，零线末端电压应为0，无断线报警信号。而当零线某处发生断线时，零线分成两端，断点D之前由于存在接地点，零线电压仍未0，所有接于此段的负载仍可以看作中性点接地的星型接线方式，负载可正常运行；断点D之后的零线无接地点，所有接于此段的负载仍可以看作中性点不接地的星型接线方式，由于各相负载不尽相同，中性点电压偏移，即此段零线电压不为0，断线报警器发出报警信号。
本发明的三相四线制供电系统零线断线定位方法为：在各个站用设备在零线上的接点之间串联零线断线定位元件，零线断线定位元件包括电流测量元件、整流限压电路、指示灯，所述电流测量元件与整流限压电路相连，所述整流限压电路与指示灯相连，如果有电流通过电流测量元件时，通过整流限压电路驱动指示灯亮，当无电流通过电流测量元件时，指示灯灭，指示灯灭处则为断线位置，实现对断线的定位。如图5所示，在相邻两个负载中间的零线段上，加装零线断线定位元件，当有电流通过时，指示器灯亮，当无电流通过时，指示器灯灭。其原理为：正常工作时，由于各相负荷大小不尽相等，三相负载平衡的可能性很低，所以，每段零线均有电流通过，即所有指示器灯都亮。当发生断线D故障时，A1、A3处指示器所在零线段均有电流流过，指示器灯亮，而A2所在零线段断线，无电流流过，指示器灯灭，定位短线点在A2所在零线段上。用此方法可以准确的定位断线所在位置。
如图6所示，将零线断线报警元件、零线断线定位元件同时安装在站用电系统上，其工作逻辑如下表所示。
断线报警器 A1 A2 A3 ……
正常 无报警 亮 亮 亮 ……
D1 有报警 灭 亮 亮 ……
D2 有报警 亮 灭 亮 ……
D3 有报警 亮 亮 灭 ……
…… …… …… …… …… ……
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (2)

1.一种三相四线制供电系统零线断线报警定位装置，其特征在于，包括零线断线报警元件、零线断线定位元件，所述零线断线报警元件包括接地电容C、电压测量元件、断线报警器，所述接地电容C装接于零线末端并接地，所述电压测量元件与接地电容C并联以测量接地电容C的电压值，断线报警器与电压测量元件相连，当电压测量元件的测量值超过设定值时断线报警器报警；所述零线断线定位元件包括电流测量元件、整流限压电路、指示灯，所述电流测量元件与整流限压电路相连，所述整流限压电路与指示灯相连，所述电流测量元件串联于各个站用设备在零线上的接点之间；所述电压测量元件采用电压表；所述断线报警器采用指示灯或电铃；所述电流测量元件采用电流表；所述整流限压电路采用78系列整流稳压集成块。
2.一种三相四线制供电系统零线断线报警定位方法，其特征在于，将零线末端加装接地电容C并接地，使用电压测量元件测量接地电容C的电压值，如果电压测量元件测量值超过电压阈值，通过一报警元件发出报警信号；在各个站用设备在零线上的接点之间串联零线断线定位元件，零线断线定位元件包括电流测量元件、整流限压电路、指示灯，所述电流测量元件与整流限压电路相连，所述整流限压电路与指示灯相连，如果有电流通过电流测量元件时，通过整流限压电路驱动指示灯亮，当无电流通过电流测量元件时，指示灯灭，指示灯灭处则为断线位置，实现对断线的定位。
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