專利名稱：一種分布式零線斷線在線監(jiān)測保護方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種主要用于電力行業(yè)的一種分布式零線斷線在線監(jiān)測保護方法及
直O(jiān)
背景技術：
在電網(wǎng)運行過程中，由于零線斷線而造成系統(tǒng)設備燒毀、起火等事故時常發(fā)生，電 力部門迫切需要解決供電變壓器到入戶處之間的供電線路的零線斷線保護。目前市場上的 零線斷線保護器通常有兩類一類是相零電壓型，另一類是零_地電壓型。相零電壓型保 護電器的基本工作原理是取樣相線與零線之間電壓，在系統(tǒng)正常時相線與零線之間電壓 為正常值，即電源相電壓，此時保護電器不動作，當零線發(fā)生斷線時，相線與零線之間電壓 (即相一零電壓)有效值將超過相電壓(稱為過電壓)或是小于相電壓(稱為欠電壓)，達 到保護電器整定值使其動作，切斷故障線路，從而限制PE線接觸電壓及相一零之間過電壓 或欠電壓的存在時間，達到對人和電器的保護；零-地電壓型保護電器的基本工作原理是 保護電器取樣負載中性點對地電壓，當發(fā)生零線斷線故障時負載中性點產(chǎn)生偏移電位，一 旦達到保護電器的動作整定值，則經(jīng)過一定延時執(zhí)行機構使自動空氣開關跳閘，從而達到 對人和用電器的保護?，F(xiàn)有這兩類型的零線斷線保護裝置存在以下方面問題零-地電壓 型保護電器施工復雜，無法保證可靠接地；相零電壓型、零-地電壓型保護電器需將原有接 箱內開關或配電總開關替換，數(shù)量太多，投資太大，施工量太大；對負荷平衡下的零線斷線 無法判斷，并且該類型保護器一般都用于家庭用電的保護或特定負載(如電動機等)的保 護，無法做到低壓配電線路上的零線斷線后的整條線路的保護。

發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有技術的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種分布式零線斷線在線監(jiān)測保護 方法及裝置，該方法創(chuàng)新性地提出了使用供電回路信號遠程注入法進行分布式零線斷線檢 測，克服了常規(guī)零線斷線檢測只能檢測安裝點之前的零線斷線及只能保護安裝點之后設備 的局限，提高了電網(wǎng)安全性。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是使用小信號發(fā)生裝置和小信號感應 裝置以供電回路信號遠程注入法進行分布式零線斷線檢測。所述供電回路信號遠程注入 法，其特征是在需要保護線路的末端安裝本發(fā)明所述小信號發(fā)生裝置，將產(chǎn)生的小信號由 遠程節(jié)點處注入配電系統(tǒng)，經(jīng)過供電變壓器內部繞組和零線回到信號注入處，這樣就構成 了整個檢測回路。同時在供電側的負荷開關零線上安裝所述小信號感應裝置，該裝置用于 檢測遠程注入的供電回路小信號是否存在，一旦檢測到信號消失并且負荷開關處出現(xiàn)相電 壓就判定零線發(fā)生了斷線，自動快速分斷負荷開關，保護用戶側的設備和線路，并且將發(fā)生 零線斷線的相關參數(shù)上傳到主站管理平臺，實現(xiàn)網(wǎng)絡化管理診斷。所述小信號發(fā)生裝置與 三相平衡電抗和三根相線串聯(lián)，根據(jù)磁平衡原理，當線路三相負載平衡時，電抗中性點P將 處于虛擬零電位狀態(tài)，小信號發(fā)生裝置通過三相平衡電抗把零線斷線監(jiān)測信號注入到三根相線上，通過供電變壓器的繞組回路回到零線N上，完成了信號的注入；即使三相負載處于 不平衡狀態(tài)，可以通過小信號發(fā)生裝置提供交流通路，使得P點仍為虛擬零電位狀態(tài)，同樣 可以完成信號的注入。所述小信號感應裝置，其由電橋結構的正磁電阻自制的傳感器，其 特征是根據(jù)巨磁效應原理，利用巨磁電阻對磁場的敏感性來測量交直流信號，對感應裝置 輸出的波形進行數(shù)字濾波和放大，使其的靈敏度和精度滿足零線斷線檢測信號的感應和測 量，并且裝置結構設計成非穿芯式，方便安裝。本發(fā)明的有益效果是創(chuàng)新性地提出了分布式零線斷線監(jiān)測思路使用供電回路信 號遠程注入方法，設計小信號發(fā)生裝置和小信號感應裝置，實行網(wǎng)絡化管理診斷。方法簡 便、結構簡單、可行性高、可靠性強、信息化管理，具有技術前沿。


圖1是本發(fā)明提供的一種分布式零線斷線在線監(jiān)測保護方法及裝置的原理圖；圖2是本發(fā)明提供的一種分布式零線斷線在線監(jiān)測保護方法及裝置接入系統(tǒng)的 示意圖；圖3是本發(fā)明提供的一種分布式零線斷線在線監(jiān)測保護方法及裝置檢測原理的 等效電路。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明所述一種分布式零線斷線在線監(jiān)測保護方法及裝置包括小信 號發(fā)生裝置1、零線斷線監(jiān)測信號2、三相平衡電抗3、小信號感應裝置4。如圖2所示，本發(fā)明所述一種分布式零線斷線在線監(jiān)測保護方法及裝置在配電系 統(tǒng)中的安裝位置及監(jiān)測線路。所述方法是在需要保護線路的末端安裝所述小信號發(fā)生裝置 1，將產(chǎn)生的零線斷線監(jiān)測信號2由遠程節(jié)點處注入配電系統(tǒng)，經(jīng)過供電變壓器內部繞組和 零線回到信號注入處，這樣就構成了整個檢測回路。同時在供電側的負荷開關零線上安裝 所述小信號感應裝置4，該裝置用于檢測遠程注入的供電回路零線斷線監(jiān)測信號2是否存 在，一旦檢測到信號消失并且負荷開關處出現(xiàn)相電壓就判定零線發(fā)生了斷線，自動快速分 斷負荷開關，以保護用戶側的設備和線路。所述小信號發(fā)生裝置1與三相平衡電抗3和三根相線串聯(lián)，根據(jù)磁平衡原理，當線 路三相負載平衡時，電抗中性點P將處于虛擬零電位狀態(tài)，小信號發(fā)生裝置1通過三相平衡 電抗3把零線斷線監(jiān)測信號2注入到三根相線上，通過供電變壓器的繞組回路回到零線N 上，完成了信號的注入；即使三相負載處于不平衡狀態(tài)，可以通過小信號發(fā)生裝置1提供交 流通路，使得P點仍為虛擬零電位狀態(tài)，同樣可以完成信號的注入。所述小信號感應裝置4由電橋結構的正磁電阻自制而成的傳感器，其特征是根據(jù) 巨磁效應原理，利用巨磁電阻對磁場的敏感性來測量交直流信號，對感應裝置輸出的波形 進行數(shù)字濾波和放大，使其的靈敏度和精度滿足零線斷線檢測信號的感應和測量，并且裝 置結構設計成非穿芯式，方便安裝。如圖3所示，所述一種分布式零線斷線在線監(jiān)測保護方法及裝置檢測原理的等效 電路，圖中Rr、Rt分別為供電變壓器繞組和三相平衡電抗電阻，數(shù)值很小可忽略，Ru為用戶 負載等效電阻，小信號發(fā)生裝置FSQ向三相同時注入零線斷線監(jiān)測信號，小信號感應裝置
4GYQ通過檢測零線斷線監(jiān)測信號來判定供電回路是否發(fā)生了零線斷線故障。
權利要求
一種分布式零線斷線在線監(jiān)測保護方法及裝置，其特征在于使用小信號發(fā)生裝置和小信號感應裝置以供電回路信號遠程注入法進行分布式零線斷線檢測。
2.權項1所述的供電回路信號遠程注入法，其特征是在需要保護線路的末端安裝本發(fā) 明所述小信號發(fā)生裝置，將產(chǎn)生的小信號由遠程節(jié)點處注入配電系統(tǒng)，經(jīng)過供電變壓器內 部繞組和零線回到信號注入處，這樣就構成了整個檢測回路。同時在供電側的負荷開關零 線上安裝所述小信號感應裝置，該裝置用于檢測遠程注入的供電回路小信號是否存在，一 旦檢測到信號消失并且負荷開關處出現(xiàn)相電壓就判定零線發(fā)生了斷線，自動快速分斷負荷 開關，以保護用戶側的設備和線路。
3.一種專用于權項2所述的小信號發(fā)生裝置，與三相平衡電抗和三根相線串聯(lián)，其特 征是根據(jù)磁平衡原理，當線路三相負載平衡時，電抗中性點P將處于虛擬零電位狀態(tài)，小信 號發(fā)生裝置通過三相平衡電抗把零線斷線監(jiān)測信號注入到三根相線上，通過供電變壓器的 繞組回路回到零線N上，完成了信號的注入；即使三相負載處于不平衡狀態(tài)，可以通過小信 號發(fā)生裝置提供交流通路，使得P點仍為虛擬零電位狀態(tài)，同樣可以完成信號的注入。
4.一種專用于權項2所述的小信號感應裝置，其由電橋結構的正磁電阻自制的傳感 器，其特征是根據(jù)巨磁效應原理，利用巨磁電阻對磁場的敏感性來測量交直流信號，對感應 裝置輸出的波形進行數(shù)字濾波和放大，使其的靈敏度和精度滿足零線斷線檢測信號的感應 和測量，并且裝置結構設計成非穿芯式。
5.如權利要求1所述的一種分布式零線斷線在線監(jiān)測保護方法及裝置，其特征是通過 專用通訊通道將發(fā)生零線斷線的相關參數(shù)上傳到主站管理平臺，實行網(wǎng)絡化管理診斷。
全文摘要
本發(fā)明涉及主要用于電力行業(yè)的一種分布式零線斷線在線監(jiān)測保護方法及裝置，使用小信號發(fā)生裝置和小信號感應裝置以供電回路信號遠程注入法進行分布式零線斷線檢測。在入戶開關處安裝所述小信號發(fā)生裝置，將產(chǎn)生的零線斷線監(jiān)測信號由遠程節(jié)點處注入配電系統(tǒng)，經(jīng)過供電變壓器內部繞組和零線回到信號注入處，構成了整個檢測回路。同時在供電側的負荷開關零線上安裝所述小信號感應裝置，通過檢測零線斷線監(jiān)測信號來判定供電回路是否發(fā)生了零線斷線故障，一旦發(fā)生零線斷線，自動快速分斷負荷開關，以保護用戶側的設備和線路，并且將發(fā)生零線斷線的相關參數(shù)上傳到主站管理平臺，實現(xiàn)網(wǎng)絡化管理診斷，可靠性高、信息化管理，具有技術前沿性。
文檔編號H02H3/26GK101950943SQ20101022089
公開日2011年1月19日 申請日期2010年7月7日 優(yōu)先權日2010年7月7日
發(fā)明者羅毅 申請人:杭州比特信息技術有限公司