一种断零缺相保护装置、方法及电网故障定位装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种断零缺相保护装置、方法及电网故障定位装置，通过电力线通信装置之间的通信情况来判断电力线是否发生故障，哪段电力线发生故障，A/B/C/PEN相中哪一根线发生断线故障，并使发生故障的那段电力线断开与电网的连接，实现准确定位故障点并切除故障，并且无论A/B/C/PEN相中哪一根线发生断线故障，本发明都能使得断路器动作，切除故障，克服了现有技术中不能对断零缺相进行有效保护的缺陷。同时，本发明中用到的电力线通信装置、控制装置和低压断路器都是现有技术中非常成熟的产品，节约了成本，容易推广使用。
【专利说明】
一种断零缺相保护装置、方法及电网故障定位装置
技术领域
[0001]本发明涉及电力系统故障检测领域，具体涉及一种断零缺相保护装置、方法及电网故障定位装置。
【背景技术】
[0002]目前电力领域中一般选用低压断路器作为低压配电网的主要保护装置。低压断路器是一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流，还可以接通和分断短路电流的开关电器。低压断路器在电路中除起控制作用外，还具有一定的保护功能，如过负荷、短路、欠压和漏电保护等。当低压配电网发生短路、接地故障、漏电等故障时，低压断路器均能很好地动作将故障切除，但是当发生断零或缺相故障时，断路器无法将故障排除，甚至在本技术领域中，一直没有行之有效的方法或装置来解决断零缺相的问题。下面对断零缺相进行简单的介绍:
低压配电系统(TN-C系统:A、B、C、PEN，TN-S系统:A、B、C、N、PE)中A、B、C为相(火)线，N线为中性线，PE线为保护线，PEN线为工作零线兼作接地保护线。TN系统中PE线是不允许断开的，而N线在特殊情况下可以断开，但必须与A、B、C相线一起断开(严格意义上说N线必须在
A、B、C相线断开后才能断开)。在TN系统运行期间，PEN或N线是不允许断开的，若发生PEN或N线断开即产生“断零”故障。在长久以来，在运行中PEN或N线断开即“断零”故障时有发生，当存在单相负载情况下，三相负载大多不平衡，导致中点位移，当发生断零故障时，将引发相电压突然升高，超出额定相电压1.3倍以上，断路器不能动作，这样势必造成单相设备损坏、三相电动机无法正常运行，更有甚者还可能引致人员伤亡。而当低压配电网中A、B、C三相的其中一相相线某种原因断掉(缺相)时，也会使得三相用电设备(特别是三相电动机)无法正常工作，甚至导致事故。
【发明内容】
[0003]本申请的目的是解决现有技术的缺陷，提供一种断零缺相保护装置，以克服现有技术中不能及时发现和排除低压配电网中发生的断零缺相故障的缺陷，采用的技术方案如下:
一种断零缺相保护装置，包括接在电力线上挑选的N个点上的电力线通信装置、串接于电力线上挑选的N个点中的前N-1个点上的低压断路器和N-1个控制装置，所述N-1个控制装置分别与电力线上前N-1个点上的电力线通信装置和低压断路器电连接，每个点上的电力线通信装置与相邻下一个点上的电力线通信装置通过电力线通信。
[0004]电力线通信全称是电力线载波通信，是指利用高压电力线(在电力载波领域通常指35kV及以上电压等级)、中压电力线(指1kV电压等级)或低压配电线(380/220V用户线)作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。
[0005]由于电力线通信装置固有的特点，当两个点之间一段电力线导通良好时，这两个点的电力线通信装置之间的通信是非常良好的，而当这段电力线的某一相线断掉后，两个电力线通信装置之间对于该线的通信就断掉了，因此通过电力线通信装置之间相互的通信是否良好来检测电力线是否发生故障、发生故障的位置(哪一段电力线发生故障)以及故障类型是非常行之有效的。本发明运用这一原理，通过电力线通信装置之间的通信情况来判断电力线是否发生故障，哪段电力线发生故障，A/B/C/PEN相中那一根线发生断线故障。控制装置则检查接收电力线通信装置的通信情况，若与之电连接的电力线通信装置与相邻下一个电力线通信装置之间的通信断了，则控制与之连接的低压断路器断开，以使故障段的电力线与电网断开连接。明显，无论哪一段发生故障，A/B/C/PEN相中那一根线发生断线故障，本发明都能使得对应段的电力线断开与电网的连接，切除故障，克服了现有技术中不能对断零缺相进行有效保护的缺陷，并且本发明中用到的电力线通信装置、控制装置和低压断路器都是现有技术中非常成熟的产品，节约了成本，容易推广使用。
[0006]作为优选，所述控制装置还电连接了存储装置。
[0007]所述存储装置用于储存故障位置、故障类型等信息。
[0008]作为优选，所述低压断路器电连接了报警装置，所述报警装置电连接了通信装置，所述报警装置用于在断路器跳闸隔离故障后，发出报警信号，并通过通信装置发送至绑定的维修人员的电子设备及后台系统。
[0009]作为优选，所述通信装置为GSM模块。
[0010]作为优选，所述电力线通信装置为电力调制解调器。
[0011]本申请的另一目的是解决现有技术的缺陷，提供一种断零缺相保护方法，采用的技术方案如下:
一种断零缺相保护方法，包括使故障位置的电力线与电网断开连接，切除故障，获取故障位置的过程包括:
在电力线上挑选N个点，在每个点上都接一个电力线通信装置，N多2;
根据电力线通信装置与相邻下一个电力线通信装置之间的通信情况获知电力线是否发生故障以及故障位置和故障类型。
[0012]由于电力线通信装置固有的特点，当两个点之间一段电力线导通良好时，这两个点的电力线通信装置之间的通信是非常良好的，而当这段电力线的某一相线断掉后，两个电力线通信装置之间对于该线的通信就断掉了，因此通过电力线通信装置之间相互的通信是否良好来检测电力线是否发生故障、发生故障的位置(哪一段电力线发生故障)以及故障类型是非常行之有效的。本发明运用这一原理，通过电力线通信装置之间的通信情况来判断电力线是否发生故障，哪段电力线发生故障，A/B/C/PEN相中那一根线发生断线故障，并使发生故障的那段电力线断开与电网的连接，切除故障。明显，无论哪一段发生故障，A/B/C/PEN相中那一根线发生断线故障，本发明都能使得对应段的电力线断开与电网的连接，切除故障，克服了现有技术中不能对断零缺相进行有效保护的缺陷。
[0013]作为优选，在电力线的前N-1个点上都安装一个控制装置，并使之与对应点上的电力线通信装置电连接;在电力线上的前N-1个点上都串接一个低压断路器，并使之与对应点上的控制装置电连接;通过控制装置检查接收与之连接的电力线通信装置与相邻下一个点上的电力线通信装置间的通信情况，若与之连接的电力线通信装置与相邻下一个点上的电力线通信装置间的通信中断，则说明两个电力线通信装置之间的电力线发生故障，则该控制装置控制与之连接的低压断路器断开，从而将故障位置的电力线与电网的连接断开，切除故障。
[0014]控制装置则检查接收电力线通信装置的通信情况，若与之电连接的电力线通信装置与相邻下一个电力线通信装置之间的通信断了，则控制与之连接的低压断路器断开，以使故障段的电力线与电网断开连接。本发明中用到的电力线通信装置、控制装置和低压断路器都是现有技术中非常成熟的产品，节约了成本，容易推广使用。
[0015]作为优选，本发明还包括将故障位置以及故障类型信息存储起来。
[0016]作为优选，本发明还包括在切除故障后，产生报警信号，并将报警信号传送至绑定的维修人员的电子设备或后台系统。
[0017]作为优选，所述电力线通讯装置为电力调制解调器。
[0018]本申请的另一目的是解决现有技术的缺陷，提供一种电网故障定位方法，采用的技术方案如下:
一种电网故障定位装置，包括接在电力线上挑选的N个点上的电力线通信装置，每个点上的电力线通信装置与相邻下一个点上的电力线通信装置通过电力线通信，若该点与相邻下一个点上的电力线通讯装置的通信断开，则说明这两个点之间的电力线段发生故障。
[0019]随着电力系统的发展，电力系统输电线路电压等级和输送容量都在逐步提高，输电线路的故障准确定位技术也越来越为人们所重视。故障准确定位能够帮助电力系统工作人员准确、快速的找到故障位置，这对于及时修复线路、恢复可靠供电，保证电力系统的安全稳定和经济运行都有着十分重要的作用。本发明通过在电力线上挑选N个点安装电力线通信装置，通过这些电力线通信装置间的通信状态将电力线中发生的故障具体定位到哪两个点间的电力线发生故障，方便维修人员进行检修。
[0020]与现有技术相比，本发明的有益效果:
本发明通过电力线通信装置之间的通信情况来判断电力线是否发生故障，哪段电力线发生故障，A/B/C/PEN相中哪一根线发生断线故障，并使发生故障的那段电力线断开与电网的连接，实现准确定位故障点并切除故障，并且无论A/B/C/PEN相中哪一根线发生断线故障，本发明都能使得断路器动作，切除故障，克服了现有技术中不能对断零缺相进行有效保护的缺陷。同时，本发明中用到的电力线通信装置、控制装置和低压断路器都是现有技术中非常成熟的产品，节约了成本，容易推广使用。
【附图说明】
[0021 ]图1是本发明的保护装置的结构示意图；
图2是本发明的保护装置的工作原理图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
[0023]实施例1:如图1所示，一种断零缺相保护装置，包括接在电力线上挑选的N个点上的电力线通信装置、串接于电力线上挑选的N个点中的前N-1个点上的低压断路器和N-1个控制装置，所述N-1个控制装置分别与电力线上前N-1个点上的电力线通信装置和低压断路器电连接，每个点上的电力线通信装置与相邻下一个点上的电力线通信装置通过电力线通
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[0024]由于电力线通信装置固有的特点，当两个点之间一段电力线导通良好时，这两个点的电力线通信装置之间的通信是非常良好的，而当这段电力线的某一相线断掉后，两个电力线通信装置之间对于该线的通信就断掉了，因此通过电力线通信装置之间相互的通信是否良好来检测电力线是否发生故障、发生故障的位置(哪一段电力线发生故障)以及故障类型是非常行之有效的。本实施例运用这一原理，通过电力线通信装置之间的通信情况来判断电力线是否发生故障，哪段电力线发生故障，A/B/C/PEN相中那一根线发生断线故障。控制装置则检查接收电力线通信装置的通信情况，若与之电连接的电力线通信装置与相邻下一个电力线通信装置之间的通信断了，则控制与之连接的低压断路器断开，以使故障段的电力线与电网断开连接。明显，无论哪一段发生故障，A/B/C/PEN相中那一根线发生断线故障。
[0025]所述控制装置还电连接了存储装置。
[0026]所述存储装置用于储存故障位置、故障类型等信息。
[0027]所述低压断路器电连接了报警装置，所述报警装置电连接了通信装置，所述报警装置用于在断路器跳闸隔离故障后，发出报警信号，并通过通信装置发送至绑定的维修人员的电子设备及后台系统。
[0028]本实施例中，所述通信装置为GSM模块。
[0029]本实施例中，所述电力线通信装置为电力调制解调器。
[0030]实施例2:如图2所示，一种断零缺相保护方法，包括使故障位置的电力线与电网断开连接，切除故障，获取故障位置的过程包括:
在电力线上挑选N个点，在每个点上都接一个电力线通信装置，N多2;
根据电力线通信装置与相邻下一个电力线通信装置之间的通信情况获知电力线是否发生故障以及故障位置和故障类型。
[0031]本实施例中，在电力线的前N-1个点上都安装一个控制装置，并使之与对应点上的电力线通信装置电连接;在电力线上的前N-1个点上都串接一个低压断路器，并使之与对应点上的控制装置电连接;通过控制装置检查接收与之连接的电力线通信装置与相邻下一个点上的电力线通信装置间的通信情况，若与之连接的电力线通信装置与相邻下一个点上的电力线通信装置间的通信中断，则说明两个电力线通信装置之间的电力线发生故障，则该控制装置控制与之连接的低压断路器断开，从而将故障位置的电力线与电网的连接断开，切除故障。
[0032]图2中，在电力线上挑选四个点，在前三个点上都安装一个电力线通信装置、控制装置和低压断路器，每个点上的低压断路器、控制装置和电力线通信装置依次电连接，其中
11、12、13、14为电力线通信装置，21、22、23为控制装置，31、32、33为低压断路器。例如，当I段电力线导通良好时，电力线通信装置11和12之间的通信是良好的，但若I段电力线的哪一相线断掉了，则电力线通信装置11和12间相对于该相线的就断了，此时控制装置21控制低压断路器31动作，断开I段电力线与电网的连接，切除故障。又如，当Π段电力线导通良好时，电力线通信装置12和13之间的通信是良好的，但若Π段电力线的哪一相线断掉了，则电力线通信装置12和13间相对于该相线的就断了，此时控制装置22控制低压断路器32动作，断开Π段电力线与电网的连接，切除故障。
[0033]本实施例还包括将故障位置以及故障类型信息存储起来。
[0034]本实施例还包括在切除故障后，产生报警信号，并将报警信号传送至绑定的维修人员的电子设备或后台系统。
[0035]所述电力线通讯装置为电力调制解调器。
【主权项】
1.一种断零缺相保护装置，其特征在于，包括接在电力线上挑选的N个点上的电力线通信装置、串接于电力线上挑选的N个点中的前N-1个点上的低压断路器和N-1个控制装置，所述N-1个控制装置分别与电力线上前N-1个点上的电力线通信装置和低压断路器电连接，每个点上的电力线通信装置与相邻下一个点上的电力线通信装置通过电力线通信。2.根据权利要求1所述的一种断零缺相保护装置，其特征在于，所述N-1个控制装置都电连接了存储装置。3.根据权利要求1所述的一种断零缺相保护装置，其特征在于，所述低压断路器电连接了报警装置，所述报警装置电连接了通信装置。4.根据权利要求1所述的一种断零缺相保护装置，其特征在于，所述电力线通信装置为电力调制解调器。5.—种断零缺相保护方法，包括，使故障位置的电力线与电网断开连接，切除故障，其特征在于，获取故障位置的过程包括: 在电力线上挑选N个点，在每个点上都接一个电力线通信装置，N多2; 根据电力线通信装置与相邻下一个电力线通信装置之间的通信情况获知电力线是否发生故障以及故障位置和故障类型。6.根据权利要求5所述的一种断零缺相保护方法，其特征在于，在电力线的前N-1个点上都安装一个控制装置，并使之与对应点上的电力线通信装置电连接;在电力线上的前N-1个点上都串接一个低压断路器，并使之与对应点上的控制装置电连接;通过控制装置检查接收与之连接的电力线通信装置与相邻下一个点上的电力线通信装置间的通信情况，若与之连接的电力线通信装置与相邻下一个点上的电力线通信装置间的通信中断，则说明两个电力线通信装置之间的电力线发生故障，则该控制装置控制与之连接的低压断路器断开，从而将故障位置的电力线与电网的连接断开，切除故障。7.根据权利要求5所述的一种断零缺相保护方法，其特征在于，还包括将故障位置以及故障类型信息存储起来。8.根据权利要求5所述的一种断零缺相保护方法，其特征在于，在切除故障后，产生报警信号，并将报警信号传送至绑定的维修人员的电子设备或后台系统。9.根据权利要求5所述的一种断零缺相保护方法，其特征在于，所述电力线通信装置为电力调制解调器。10.—种电网故障定位装置，其特征在于，包括接在电力线上挑选的N个点上的电力线通信装置，每个点上的电力线通信装置与相邻下一个点上的电力线通信装置通过电力线通信，若该点与相邻下一个点上的电力线通讯装置的通信断开，则说明这两个点之间的电力线段发生故障。
【文档编号】G01R31/08GK105977931SQ201610413681
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月14日
【发明人】璧垫椽, 赵洪
【申请人】璧垫椽, 赵洪