一種基于電壓電流向量的配電線路斷線監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種基于電壓電流向量的配電線路斷線監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 已有的配電線路斷線監(jiān)測技術(shù)都是假定配電網(wǎng)的電源側(cè)電壓三相對稱、假定配電 網(wǎng)三相負(fù)載對稱的前提條件下，通過電壓幅值（或有效值）、電流幅值（或有效值）的變化 情況作為判斷依據(jù)來識別配電線路的單相斷線故障，但配電網(wǎng)實際運行時，并不總是滿足 三相對稱運行狀態(tài)。因此，基于電壓幅值（或有效值）、電流幅值（或有效值）作為判斷依 據(jù)的單相斷線故障識別判定方法誤判概率高，電壓幅值法只適用于斷線故障點在測量裝置 上側(cè)情況，如果斷線故障點在監(jiān)測點下側(cè)，電壓法失效；電壓法無法識別單相斷線是否同時 有單相接地故障；電流幅值法既適用于斷線故障點在測量裝置上側(cè)，也適用于斷線故障點 在監(jiān)測點下側(cè)的情況，但電流法信號不一定明顯，配電線路負(fù)載不對稱情況下誤判概率高， 輕載情況下易漏判誤判，線路空載時無法判定，線路輕載時故障判斷準(zhǔn)確度受單相接地電 流影響很大。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可適應(yīng)各種斷線情況實現(xiàn)線 路斷線準(zhǔn)確判斷的基于電壓電流向量的配電線路斷線監(jiān)測裝置。
[0004] 本實用新型的目的通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0005] -種基于電壓電流向量的配電線路斷線監(jiān)測裝置，設(shè)置在電網(wǎng)系統(tǒng)的斷線監(jiān)測 點，其特征在于：包括電源模塊、處理器、電壓采集電路、電流采集電路、電壓互感器和電流 互感器，電壓互感器包括輸出端分別與電壓采集電路的輸入端連接的AB線電壓互感器、BC 線電壓互感器和CA線電壓互感器；電流互感器包括輸出端分別與電流采集電路的輸入端 連接的A相電流互感器、B相電流互感器和C相電流互感器；電壓采集電路和電流采集電路 均包括有調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換電路；處理器通過數(shù)據(jù)線路分別與電壓采集電路和電流采集 電路連接；處理器還通過同步信號線路分別與電流采集電路和電壓采集電路連接，可定時 發(fā)出同步采集脈沖信號啟動電壓采集電路、電流采集電路進(jìn)行電壓、電流的同步采集。
[0006] 進(jìn)一步的，本實用新型還包括分別與所述處理器連接的遠(yuǎn)程通信模塊、數(shù)據(jù)存儲 器和顯示模塊。
[0007] 進(jìn)一步的，所述電源模塊為整流電路，所述整流電路的輸入端分別與所述AB線電 壓互感器、BC線電壓互感器和CA線電壓互感器的輸出端連接，所述整流電路的輸出端與所 述處理器連接。
[0008] 本實用新型具有如下有益效果：
[0009] 為解決線電壓相向量法無法發(fā)現(xiàn)和判定單相斷線故障點在監(jiān)測點下側(cè)的定位問 題，解決線電流向量法無法判定配電網(wǎng)空載或輕載情況下的單相斷線故障發(fā)現(xiàn)和判斷問 題，解決當(dāng)發(fā)生單相接地斷線故障情況下采用電流判斷法因受單相接地電流干擾影響判斷 準(zhǔn)確性問題，本實用新型針對中性點不接地或小電流接地配電網(wǎng)的單相斷線故障，提出一 種基于線電壓向量、電流向量作為判斷依據(jù)的配電網(wǎng)單相斷線故障的監(jiān)測判定方法，通過 三相線電壓之間有效值、相位關(guān)系比較實現(xiàn)基于電壓向量為判據(jù)的單相斷線故障識別，并 且通過計算三相線電流的正序、負(fù)序、零序電流，以負(fù)序-正序電流比例關(guān)系及零序電流大 小作為判定監(jiān)測點下側(cè)是否發(fā)生單相斷線故障或單相接地斷線故障的依據(jù)，通過對上述兩 種判定方法綜合，實現(xiàn)判定配電網(wǎng)是否發(fā)生單相斷線故障、單相接地故障的識別判定，確定 斷線相序號，以及確定斷線點與監(jiān)測點之間的上下側(cè)相對位置關(guān)系。具有如下有益效果： [0010] 1、具有更好的通用性，本實用新型適用于各電壓等級的中性點不接地或不直接接 地配電網(wǎng)，不需要根據(jù)電壓等級調(diào)整單相斷線判斷電壓判據(jù)整定值ydx、0dx。
[0011] 2、具有更好的適應(yīng)性，當(dāng)配電網(wǎng)的部分位置實測電壓有效值與額定電壓之間偏差 數(shù)值較大時，采用本實用新型提供的監(jiān)測方法仍可取得準(zhǔn)確的判定結(jié)果。
[0012] 3、對三相電流向量時行計算出正序、負(fù)序、零序電流對稱向量數(shù)值，通過將負(fù)序、 正序電流有效值比例系數(shù)ε同預(yù)先設(shè)定單相斷線判斷電流向量判據(jù)整定值e dx的比較，解 決了配電網(wǎng)負(fù)載電流大幅度波動情況下判斷結(jié)果的穩(wěn)定可靠性問題。
[0013] 4、滿足配電線路在一定范圍內(nèi)的不對稱（包括三相電源電壓不對稱、三相負(fù)載阻 抗值不對稱、三相負(fù)載阻抗角不對稱）運行狀態(tài)下，仍可以有效識別單相斷線故障。
[0014] 5、同時采用電壓向量、電流向量數(shù)據(jù)作為單相斷線故障判定依據(jù)，提高了判定結(jié) 果的可信度，并互為補(bǔ)充，同時實現(xiàn)對測量裝置上、下側(cè)配電線中單相斷線故障的識別判定 功能。
[0015] 6、通過計算測量裝置安裝位置的零序電流，可以同時識別單相接地類型故障，并 防止單相接地電流對基于電流向量數(shù)據(jù)作為單相斷線故障判定依據(jù)的干擾作用，提高判定 準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0016] 下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0017] 圖1為三相對稱電路圖。
[0018] 圖2為三相對稱電路的電壓、電流向量圖。
[0019] 圖3為三相對稱電路圖，B相斷線。
[0020] 圖4為圖3中B相斷線三相線電壓電流向量圖，阻抗角對稱負(fù)載，Θ為60°。
[0021] 圖5為圖3中B相斷線三相線電壓電流向量圖，阻抗角不對稱負(fù)載。
[0022] 圖6為多個三相負(fù)載電路，部分三相負(fù)載發(fā)生不接地單相斷線情況的電路圖。
[0023] 圖7為圖6中B相斷線三相線電壓電流向量圖。
[0024] 圖8為B相斷線前后三相線電壓變化情況，α < 60°。
[0025] 圖9為本實用新型提供的監(jiān)測裝置的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0026] 電路分析及斷線判定原理：
[0027] 1、電路分析
[0028] 情況1 :三相三線制Y-Y對稱電路
[0029] 設(shè)AB相線電壓有效值為隊、相位角為0度，各相阻抗為Za= Zb= Z。= Z，各相線 電壓向量可表示如下：
【主權(quán)項】
1. 一種基于電壓電流向量的配電線路斷線監(jiān)測裝置，設(shè)置在電網(wǎng)系統(tǒng)的斷線監(jiān)測點， 其特征在于：包括電源模塊、處理器、電壓采集電路、電流采集電路、電壓互感器和電流互感 器，電壓互感器包括輸出端分別與電壓采集電路的輸入端連接的AB線電壓互感器、BC線電 壓互感器和CA線電壓互感器；電流互感器包括輸出端分別與電流采集電路的輸入端連接 的A相電流互感器、B相電流互感器和C相電流互感器；電壓采集電路和電流采集電路均包 括有調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換電路；處理器通過數(shù)據(jù)線路分別與電壓采集電路和電流采集電路 連接；處理器還通過同步信號線路分別與電流采集電路和電壓采集電路連接，可定時發(fā)出 同步采集脈沖信號啟動電壓采集電路、電流采集電路進(jìn)行電壓、電流的同步采集。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電壓電流向量的配電線路斷線監(jiān)測裝置，其特征在 于：還包括分別與所述處理器連接的遠(yuǎn)程通信模塊、數(shù)據(jù)存儲器和顯示模塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于電壓電流向量的配電線路斷線監(jiān)測裝置，其特 征在于：所述電源模塊為整流電路，所述整流電路的輸入端分別與所述AB線電壓互感器、 BC線電壓互感器和CA線電壓互感器的輸出端連接，所述整流電路的輸出端與所述處理器 連接。
【專利摘要】一種基于電壓電流向量的配電線路斷線監(jiān)測裝置，應(yīng)用于電網(wǎng)系統(tǒng)為三相三線制且中性點不接地或不直接接地系統(tǒng)，在線路的監(jiān)測點安裝斷線監(jiān)測裝置，斷線監(jiān)測裝置通過周期性三相同步采樣配電線路的三相線電壓波形、三相電流波形，計算出同一時刻的三相線電壓、三相電流的有效值和相位角；通過分別計算、比較三相線電壓有效值中最大電壓同最小、次小電壓之和的比例關(guān)系，及最小、次小電壓的相位差數(shù)值關(guān)系，判斷監(jiān)測點的上側(cè)線路是否發(fā)生單相斷線故障；通過比較負(fù)序電流與正序電流的比例關(guān)系，判斷監(jiān)測點的上側(cè)或下側(cè)線路是否發(fā)生單相斷線故障；計算零序電流數(shù)值，判斷監(jiān)測點的下側(cè)線路是否發(fā)生單相接地故障。
【IPC分類】G01R31-08, G01R31-02
【公開號】CN204462305
【申請?zhí)枴緾N201520148432
【發(fā)明人】王成楷, 蘇志龍, 王金澤
【申請人】王金澤
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月16日