CN202840471U - 一种基于pmu同步相量测量的低压中性线断线保护系统 - Google Patents

一种基于pmu同步相量测量的低压中性线断线保护系统 Download PDF

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曹立霞
柳芳栋
夏宾
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Rizhao Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种基于PMU同步相量测量的低压中性线断线保护系统，包括通过光纤进行通信的中性线断线保护装置和中性线断线检测装置，所述中性线断线保护装置和中性线断线检测装置通过各自的PMU同步相量测量装置连接到同一个全球定位系统GPS上；所述中性线断线保护装置安装于低压配电变压器二次侧；所述中性断线检测装置安装于进户处总配电箱内；所述中性线断线保护装置通过光纤与多台中性线断线检测装置进行通信。本实用新型的优点在于：能准确、实时的判断发生中性线断线的故障线路，并及时将其切断，保护用电设备，具有防止中性线电位过高而断电保护的功能，并且结构简单，方便实施，且工作可靠。

Description

一种基于PMU同步相量测量的低压中性线断线保护系统
技术领域
本实用新型属于低压系统保护技术领域，特别是涉及一种基于PMU同步相量测量的低压中性线断线保护系统。
背景技术
在三相四线制的低压供电系统中，中性线断线故障会造成严重危害，其一是在接地保护采用TN型式的系统中，当各相负荷不平衡时，电源中性线断线后就会使负荷侧的中性线上及与中性线相连接的所有电气设备上呈现对地电压，造成人身触电危险及对地打火等危险；其二是在主要用电负荷是单相电器设备、照明灯的住宅楼中，由于各相运行负荷不平衡造成负荷侧中性线电位偏移，使接于各相用电设备上的电压发生变化，有的受到过高电压，过电流烧坏，有的得到过低电压使得运行中的电机转矩下降，造成电机堵转过电流烧毁。因此在供电系统中采用中性线断线检测保护，实现在中性线断线时刻及时切断故障电源，对保护用电设备及人身安全具有重大意义。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种基于PMU同步相量测量的低压中性线断线保护系统，可以有效检测低压系统的中性线断线故障，迅速断开被保护设备的电源，为设备提供可靠保护。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种基于PMU同步相量测量的低压中性线断线保护系统，包括通过光纤进行通信的中性线断线保护装置和中性线断线检测装置，所述中性线断线保护装置和中性线断线检测装置通过各自的PMU同步相量测量装置连接到同一个全球定位系统GPS上；所述中性线断线保护装置安装于低压配电变压器二次侧；所述中性断线检测装置安装于进户处总配电箱内；所述中性线断线保护装置通过光纤与多台中性线断线检测装置进行通信。
所述中性线断线保护装置包括PMU同步相量测量装置、三相断路器跳闸执行部件和调制解调器；所述PMU同步相量测量装置包括电压采样装置和A/D转换器；所述全球定位系统连接电压采样装置，电压采样装置连接A/D转换器，所述A/D转换器连接调制解调器，所述调制解调器连接三相断路器跳闸执行部件，电压采样装置连接到三相四线供电系统的N线上，三相断路器跳闸执行部件连接到三相四线供电系统的开关上；调制解调器通过光纤与中性线断线检测装置通信。
所述中性线断线检测装置包括PMU同步相量测量部件、微处理器和调制解调器；所述PMU同步相量测量装置包括电压采样装置和A/D转换器；全球定位系统连接到电压采样装置和微处理器上，所述电压采样装置连接A/D转换器，所述A/D转换器连接微处理器，所述微处理器连接调制解调器，所述调制解调器通过光纤与中性线断线保护装置通信；所述电压采样装置连接到三相四线供电系统的N线上。
所述中性线断线保护装置和中性线断线检测装置使用统一的GPS全球校时信号作为系统统一时间标准，同步采样记录低压配变中性线和用户处中性线电压相量，计算中性点电压偏离，当偏离电压大于动作电压时，中性线断线检测装置发送故障信号到中性线断线保护装置，中性线断线保护装置做出判断后，断开故障线路，从而实现中性线断线保护。
本实用新型的优点在于：能准确、实时的判断发生中性线断线的故障线路，并及时将其切断，保护用电设备。
附图说明
图1为本实用新型的系统原理图；
图2为本实用新型的变压器二次侧中性线断线保护装置结构图；
图3为本实用新型用户侧中性线断线检测装置结构图；
其中，1、全球定位系统，2、第一PMU同步相量测量装置，3、第二PMU同步相量测量装置，4、中性线断线保护装置，5、中性线断线检测装置，6、光纤，7、电压采样装置，8、A/D转换器，9、三相断路器跳闸执行部件，10、调制解调器，11、微处理器。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
图1一种基于PMU同步相量测量的低压中性线断线保护系统，包括通过光纤6进行通信的中性线断线保护装置4和中性线断线检测装置5，所述中性线断线保护装置4和中性线断线检测装置5分别通过第一PMU同步相量测量装置2和第二PMU同步相量测量装置3连接到同一个全球定位系统1GPS上；所述中性线断线保护装置4安装于低压配电变压器二次侧；所述中性断线检测装置5安装于进户处总配电箱内；所述中性线断线保护装置4通过光纤与多台中性线断线检测装置5进行通信。
图2所述中性线断线保护装置4包括第一PMU同步相量测量装置2、三相断路器跳闸执行部件9和调制解调器10；所述第一PMU同步相量测量装置2包括电压采样装置7和A/D转换器8；所述全球定位系统1连接电压采样装置7，电压采样装置7连接A/D转换器8，所述A/D转换器8连接调制解调器10，所述调制解调器10连接三相断路器跳闸执行部件9，电压采样装置7连接到三相四线供电系统的N线上，三相断路器跳闸执行部件9连接到三相四线供电系统的开关上；调制解调器10通过光纤6与中性线断线检测装置5通信。
中性线断线保护装置4将采集到的本地中性线电压信息通过光纤传递给中性线断线检测装置5，中性线断线检测装置5将其与自己检测到的同一时刻的本地中性线电压做比较，判断是否有故障产生，如果有故障，则发回故障信息，中性线断线保护装置4接收到故障信息，就会断开故障线路断路器。如无故障，则不返回信息。
图3所述中性线断线检测装置5包括第二PMU同步相量测量装置3、微处理器11和调制解调器10；所述第二PMU同步相量测量装置3包括电压采样装置7和A/D转换器8；全球定位系统1连接到电压采样装置7和微处理器11上，所述电压采样装置7连接A/D转换器8，所述A/D转换器8连接微处理器11，所述微处理器11连接调制解调器10，所述调制解调器10通过光纤6与中性线断线保护装置4通信；所述电压采样装置7连接到三相四线供电系统的N线上。
中性线断线检测装置5将接受到的中变压器侧中性线电压信息与自己检测到的同一时刻的本地中性线电压做比较，判断是否有故障产生，如果有故障，则发回故障信息，中性线断线保护装置接收到故障信息，就会断开故障线路断路器。如无故障，则不返回信息。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型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实用新型的保护范围以内。

Claims (3)

1.一种基于PMU同步相量测量的低压中性线断线保护系统，其特征是，包括通过光纤进行通信的中性线断线保护装置和中性线断线检测装置，所述中性线断线保护装置和中性线断线检测装置通过各自的PMU同步相量测量装置连接到同一个全球定位系统GPS上；所述中性线断线保护装置安装于低压配电变压器二次侧；所述中性断线检测装置安装于进户处总配电箱内；所述中性线断线保护装置通过光纤与多台中性线断线检测装置进行通信。
2.如权利要求1所述的一种基于PMU同步相量测量的低压中性线断线保护系统，其特征是，所述中性线断线保护装置包括PMU同步相量测量装置、三相断路器跳闸执行部件和调制解调器；所述PMU同步相量测量装置包括电压采样装置和A/D转换器；所述全球定位系统连接电压采样装置，电压采样装置连接A/D转换器，所述A/D转换器连接调制解调器，所述调制解调器连接三相断路器跳闸执行部件，电压采样装置连接到三相四线供电系统的N线上，三相断路器跳闸执行部件连接到三相四线供电系统的开关上；调制解调器通过光纤与中性线断线检测装置通信。
3.如权利要求1所述的一种基于PMU同步相量测量的低压中性线断线保护系统，其特征是，所述中性线断线检测装置包括PMU同步相量测量部件、微处理器和调制解调器；所述PMU同步相量测量装置包括电压采样装置和A/D转换器；全球定位系统连接到电压采样装置和微处理器上，所述电压采样装置连接A/D转换器，所述A/D转换器连接微处理器，所述微处理器连接调制解调器，所述调制解调器通过光纤与中性线断线保护装置通信；所述电压采样装置连接到三相四线供电系统的N线上。
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