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
【技術領域】
[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】
[0002] 已有的配電線路斷線監(jiān)測技術都是假定配電網的電源側電壓三相對稱、假定配電 網三相負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 情況作為判斷依據來識別配電線路的單相斷線故障，但配電網實際運行時，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 上側情況，如果斷線故障點在監(jiān)測點下側，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，也適用于斷線故障點 在監(jiān)測點下側的情況，但電流法信號不一定明顯，配電線路負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確度受單相接地電 流影響很大。 【實用新型內容】
[0003] 本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供一種可適應各種斷線情況實現線 路斷線準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方案來實現：
[0005] -種基于電壓電流向量的配電線路斷線監(jiān)測裝置，設置在電網系統的斷線監(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 均包括有調理電路和A/D轉換電路；處理器通過數據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、電流采集電路進行電壓、電流的同步采集。
[0006] 進一步的，本實用新型還包括分別與所述處理器連接的遠程通信模塊、數據存儲 器和顯示模塊。
[0007] 進一步的，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)現和判定單相斷線故障點在監(jiān)測點下側的定位問 題，解決線電流向量法無法判定配電網空載或輕載情況下的單相斷線故障發(fā)現和判斷問 題，解決當發(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的配電網單相斷線故障的監(jiān)測判定方法，通過 三相線電壓之間有效值、相位關系比較實現基于電壓向量為判據的單相斷線故障識別，并 且通過計算三相線電流的正序、負序、零序電流，以負序-正序電流比例關系及零序電流大 小作為判定監(jiān)測點下側是否發(fā)生單相斷線故障或單相接地斷線故障的依據，通過對上述兩 種判定方法綜合，實現判定配電網是否發(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)測點之間的上下側相對位置關系。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，不需要根據電壓等級調整單相斷線判斷電壓判據整定值ydx、0dx。
[0011] 2、具有更好的適應性，當配電網的部分位置實測電壓有效值與額定電壓之間偏差 數值較大時，采用本實用新型提供的監(jiān)測方法仍可取得準確的判定結果。
[0012] 3、對三相電流向量時行計算出正序、負序、零序電流對稱向量數值，通過將負序、 正序電流有效值比例系數ε同預先設定單相斷線判斷電流向量判據整定值e dx的比較，解 決了配電網負載電流大幅度波動情況下判斷結果的穩(wěn)定可靠性問題。
[0013] 4、滿足配電線路在一定范圍內的不對稱（包括三相電源電壓不對稱、三相負載阻 抗值不對稱、三相負載阻抗角不對稱）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、電流向量數據作為單相斷線故障判定依據，提高了判定結 果的可信度，并互為補充，同時實現對測量裝置上、下側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據作為單相斷線故障判定依據的干擾作用，提高判定 準確性。
【附圖說明】
[0016] 下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[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，阻抗角不對稱負載。
[0022] 圖6為多個三相負載電路，部分三相負載發(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，設置在電網系統的斷線監(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 括有調理電路和A/D轉換電路；處理器通過數據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、電流采集電路進行電壓、電流的同步采集。
2. 根據權利要求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程通信模塊、數據存儲器和顯示模塊。
3. 根據權利要求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，應用于電網系統為三相三線制且中性點不接地或不直接接地系統，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系，及最小、次小電壓的相位差數值關系，判斷監(jiān)測點的上側線路是否發(fā)生單相斷線故障；通過比較負序電流與正序電流的比例關系，判斷監(jiān)測點的上側或下側線路是否發(fā)生單相斷線故障；計算零序電流數值，判斷監(jiān)測點的下側線路是否發(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