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方案

本实用新型专利技术公开了一种基于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。本实用新型专利技术的优点在于：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。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种基于PMU同步相量测量的低压中性线断线保护系统
本技术属于低压系统保护
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术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，本技术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。本技术的优点在于能准确、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为本技术的系统原理图；图2为本技术的变压器二次侧中性线断线保护装置结构图；图3为本技术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。具体实施方式以下结合附图与实施例对本技术作进一步说明。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IGPS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I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I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，则不返回信肩、O上述虽然结合附图对本技术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，在本技术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技术的保护范 围以内。权利要求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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：厉建新，曹立霞，柳芳栋，夏宾，安丰雷，卜庆贵，
申请(专利权)人：山东电力集团公司日照供电公司，山东建筑大学，国家电网公司，
类型：实用新型
国别省市：