[发明专利]中性线断线检测保护方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种低压系统保护方法和装置，特别涉及到一种中性线断线检测保护方法和装置。

背景技术

在现有的低压配电系统中，供电方式广泛采用三相四线制，三相四线制配电系统中，由于配电变压器二次侧中性点接地完好，中性线与三相线构成一个实用有效的整体，在三相负荷不对称系统中，中性线的存在是保证三相负荷电压降对称的基本条件。一根相线发生断线，只有该相负载供电中断，对负载的安全并不构成危害，但中性线断线，将发生中性点偏移现象，使得三相电压不能保持平衡，导致负荷侧各相电压较正常电压过高或过低，用电设备不能正常工作。目前低压系统中存在着大量不可预料的中性线断线事故，具体原因包括谐波过载、盗线、施工等。

虽然在对低压配电系统进行设计时总是尽可能使三相负荷得以平衡，但在实际运行过程中，三相负荷完全平衡的情况几乎很少出现，因此在中性线完好的情况下，其中会流过三相不平衡电流。另外，即使三相负载完全对称，当系统处于暂态过程时，其三相电流的矢量和也不为零，例如，一个配电系统在断路器合闸后的一小段时间里，即使三相负荷对称，如果中性线完好，也会有电流通过中性线。

因此，急需一种能自动检测判断中性线是否处于中断并迅速切断电源的装置，从而保护用电设备及人身安全。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述问题，本发明的目的之一是提出一种针对含有单相负荷的低压配电系统中性线断线检测保护方法；本发明的目的之二是提出一种针对含有单相负荷的低压配电系统中性线断线检测保护装置。

本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种中性线断线检测保护方法，包括以下步骤：

（1）通过三相电流互感器检测相线中的电流，如果任何一相中都没检测到电流，则继续检测；如检测到至少一相中有电流流过，则说明系统中有负荷投入运行，相应过电流继电器的常开触点闭合，为之后的断路器动作做好准备；

（2）由于中性线在完好的情况下一般都有一定的电流从其中通过，故通过单相电流互感器检测中性线中的电流，如中性线有电流流过，则断路器不动作，并继续对其电流进行检测；如无电流从中性线中流过，则说明存在中性线发生断线或者三相负荷在这一时刻达到平衡两种可能情况，这时通过过电流继电器常闭触点接通断路器的电动分闸线圈使断路器跳闸；

（3）在断路器跳闸后，通过一次重合闸装置的控制使断路器在短时间内重合闸；

（4）基于断路器重合闸后中性线中电流暂态过程的有关性质，在断路器重合闸后，再次对中性线上的电流进行检测，如果检测到有电流通过，则断路器不动作，说明中性线完好，返回第（1）步继续检测，之前中性线上无电流的情况是由于三相负荷暂时对称而造成的；

（5）如果依然没有检测到电流，则说明中性线确实是断了，再次通过过电流继电器的常闭触点接通断路器的电动分闸线圈使断路器跳闸，并且不再重合闸，切断供电电源。

进一步，在断路器经过一次重合闸后再次跳闸时，启动声光报警电路进行声光报警。

本发明的目的之二是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的中性线断线检测保护装置由电流检测单元、继电器组、断路执行单元、一次重合器和声光报警电路组成：

电流检测单元，用于检测三相供电系统相线和中性线中的电流；

继电器组，根据电流检测单元的检测结果实现继电器组的接通与断开；

断路执行单元，根据继电器组的通断来控制整个三相电源电路的通断；

一次重合器，根据继电器组的通断和断路执行单元的工作状态来实现断开的电路重新接通；

声光报警电路，根据断路执行单元的通断情况来进行声光报警。

进一步，所述电流检测单元包括单相电流互感器和三相电流互感器，中性线从所述单相电流互感器的一次侧中穿过，供电线路的三根相线分别从所述三相电流互感器的一次侧中穿过；

进一步，所述继电器组包括自锁按钮开关、中间继电器、第一过电流继电器、第二过电流继电器、第三电流继电器和第四过电流继电器；所述第一过电流继电器的线圈与单相电流互感器的二次侧相连接，所述第二过电流继电器的线圈、第三过电流继电器的线圈、第四过电流继电器的线圈分别与三相电流互感器的二次侧相连接；所述第二过电流继电器的常开触点、第三过电流继电器的常开触点、第四过电流继电器的常开触点并联后与第一过电流继电器的常闭触点、断路器的电动分闸线圈串联连接在控制电路电源上，以控制装置的启停；所述自锁按钮开关的一对动合触点、中间继电器线圈和断路器辅助常闭触点串联连接在控制电路电源上；