本實(shí)用新型屬于低壓配電技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種適用于低壓配電網(wǎng)的變壓器中性線斷線監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在低壓配電系統(tǒng)中，三相四線制供電方式被廣泛采用。三相四線制的低壓配電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)總是盡可能地使三相負(fù)載達(dá)到平衡，但是，由于單相負(fù)載的存在，必然會(huì)導(dǎo)致三相負(fù)載分配的不平衡，從而產(chǎn)生不平衡電流，在這種情況下，中性線導(dǎo)通，不平衡電流通過(guò)中性線流回中性點(diǎn)，從而使供電系統(tǒng)的線電壓、相電壓基本保持平衡。因此，供電設(shè)備中性線是不允許斷線的，但是，由于熱效應(yīng)、機(jī)械力、接頭氧化等因素影響，均有可能發(fā)生中性線斷線故障。如果中性線斷開(kāi)，會(huì)導(dǎo)致用電設(shè)備的不正常工作甚至燒壞等。
在三相四線制供電系統(tǒng)中，變壓器中性線與三相線之間構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的供電體系。單相線發(fā)生斷線時(shí)只會(huì)影響該相負(fù)載的供電，且對(duì)該相負(fù)載不構(gòu)成危害，但是中性線斷線危害很大，在中性線斷線時(shí)，負(fù)載中性點(diǎn)將向負(fù)載大的相偏移，這樣導(dǎo)致負(fù)載大的相電壓降低，負(fù)載小的相電壓升高，三相負(fù)載不平衡程度越嚴(yán)重，負(fù)載中性點(diǎn)位移量就越大。在通常的中性線斷線故障中，負(fù)載大的相電壓能夠降低到150V以下，而負(fù)載小的相電壓則升高到約300V，甚至接近線電壓380V，這樣負(fù)載大的相用電設(shè)備會(huì)因電壓過(guò)低不能運(yùn)行甚至燒毀，而負(fù)載小的相用電設(shè)備則因電壓過(guò)高而被燒毀，給低壓用戶帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。此外，中性線一旦斷線，采用保護(hù)接中性線的電氣設(shè)備將會(huì)失去保護(hù)。設(shè)備一旦產(chǎn)生剩余電流，將會(huì)造成人身觸電；即使設(shè)備未產(chǎn)生剩余電流，中性線本身帶有危險(xiǎn)電壓使部分設(shè)備外殼帶電，同樣會(huì)造成人身觸電事故，同時(shí)會(huì)對(duì)周圍通信及精密電子設(shè)備產(chǎn)生干擾。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、實(shí)時(shí)性強(qiáng)且安全可靠的適用于低壓配電網(wǎng)的變壓器中性線斷線監(jiān)控系統(tǒng)。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種適用于低壓配電網(wǎng)的變壓器中性線斷線監(jiān)控系統(tǒng)，包括變壓器中性線斷線監(jiān)測(cè)終端、移動(dòng)通訊網(wǎng)和移動(dòng)監(jiān)控終端；所述變壓器中性線斷線監(jiān)測(cè)終端包括MCU模塊、電源模塊、電流互感器、電壓互感器、電流信號(hào)調(diào)理電路、電壓信號(hào)調(diào)理電路、兩個(gè)A/D轉(zhuǎn)換電路、斷路器開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測(cè)模塊、斷路器控制模塊、移動(dòng)通訊模塊和存儲(chǔ)模塊；所述電源模塊連接到MCU模塊上為各個(gè)模塊供電，所述電流互感器和電壓互感器的輸入端連接到變壓器出線，電流互感器和電壓互感器的輸出端分別連接電流信號(hào)調(diào)理電路、電壓信號(hào)調(diào)理電路上，電流信號(hào)調(diào)理電路、電壓信號(hào)調(diào)理電路分別通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路連接到MCU模塊上，該MCU模塊還分別與斷路器開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測(cè)模塊、斷路器控制模塊、移動(dòng)通訊模塊和存儲(chǔ)模塊相連接，該斷路器開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測(cè)模塊與保護(hù)開(kāi)關(guān)斷路器相連接用于檢測(cè)保護(hù)開(kāi)關(guān)斷路器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息，所述斷路器控制模塊與保護(hù)開(kāi)關(guān)斷路器用于控制保護(hù)開(kāi)關(guān)斷路器的開(kāi)關(guān)；所述移動(dòng)通訊模塊通過(guò)移動(dòng)通訊網(wǎng)與移動(dòng)監(jiān)控終端相連接。
所述MCU模塊還連接一聲光報(bào)警模塊實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警功能。
所述移動(dòng)監(jiān)控終端為手機(jī)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：
本實(shí)用新型將變壓器中性線斷線監(jiān)測(cè)終端與變壓器出線相連接，實(shí)時(shí)采集變壓器出線的交流信息，能夠快速準(zhǔn)確地診斷出中性線斷線故障信息，通過(guò)移動(dòng)通訊網(wǎng)進(jìn)行故障信息傳送及輸出控制功能，及時(shí)發(fā)出保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，斷開(kāi)配電線路，有效地保護(hù)設(shè)備安全，提高電網(wǎng)的供電可靠性，解決了低壓配電網(wǎng)變壓器中性線斷線后及時(shí)保護(hù)的難題，可避免用電器外殼產(chǎn)生偏移電位對(duì)人體的接觸電壓的危害，大大提高了用電的安全性。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)連接示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例做進(jìn)一步詳述：
一種適用于低壓配電網(wǎng)的變壓器中性線斷線監(jiān)控系統(tǒng)，如圖1所示，包括變壓器中性線斷線監(jiān)測(cè)終端、移動(dòng)通訊網(wǎng)和移動(dòng)監(jiān)控終端。所述變壓器中性線斷線監(jiān)測(cè)終端通過(guò)移動(dòng)通訊網(wǎng)與移動(dòng)監(jiān)控終端相連接，所述變壓器中性線斷線監(jiān)測(cè)終端包括MCU模塊、電源模塊、電流互感器、電壓互感器、電流信號(hào)調(diào)理電路、電壓信號(hào)調(diào)理電路、兩個(gè)A/D轉(zhuǎn)換電路、斷路器開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測(cè)模塊、斷路器控制模塊、聲光報(bào)警模塊、移動(dòng)通訊模塊、存儲(chǔ)模塊。電源模塊連接到MCU模塊上為各個(gè)模塊供電，所述電流互感器和電壓互感器的輸入端連接到變壓器出線側(cè)的電力線，電流互感器和電壓互感器的輸出端分別連接電流信號(hào)調(diào)理電路、電壓信號(hào)調(diào)理電路上，電流信號(hào)調(diào)理電路、電壓信號(hào)調(diào)理電路分別通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路連接到MCU模塊上，該MCU模塊還分別與斷路器開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測(cè)模塊、斷路器控制模塊、聲光報(bào)警模塊、移動(dòng)通訊模塊、存儲(chǔ)模塊相連接實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制功能。在本實(shí)施例中，移動(dòng)監(jiān)控終端為手機(jī)，運(yùn)維人員通過(guò)移動(dòng)監(jiān)控終端及時(shí)收到變壓器中性線斷線監(jiān)測(cè)終端發(fā)出的報(bào)警信息并可發(fā)出控制名利斷開(kāi)保護(hù)開(kāi)關(guān)斷路器。下面對(duì)各個(gè)模塊分別進(jìn)行說(shuō)明：
所述電流互感器和電壓互感器連接到變壓器出線側(cè)的電力線上采集變壓器出線側(cè)的交流信號(hào)，電流調(diào)理電路和電壓調(diào)理電路分別連接到電流互感器和電壓互感器上，對(duì)交流信號(hào)進(jìn)行濾波、放大等處理分別得到穩(wěn)定的電流信號(hào)和電壓信號(hào)，兩個(gè)A/D轉(zhuǎn)換電路分別將電流信號(hào)和電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后傳送給MCU模塊。所述斷路器開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測(cè)模塊與保護(hù)開(kāi)關(guān)斷路器相連接用于檢測(cè)保護(hù)開(kāi)關(guān)斷路器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息。
MCU模塊是整個(gè)變壓器中性線斷線監(jiān)測(cè)終端的核心模塊，其通過(guò)與其他模塊之間的通信完成變壓器中性線斷線監(jiān)測(cè)及保護(hù)功能。首先，其對(duì)電流互感器、電壓互感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得到變壓器出線側(cè)的三相電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率、無(wú)功功率、電網(wǎng)頻率、相角以及中性點(diǎn)電流等數(shù)據(jù)，根據(jù)三相電流的相量和計(jì)算出中性線電流并與采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)比對(duì)結(jié)果快速診斷變壓器中性線斷線故障。當(dāng)發(fā)生中性線斷線故障，可以通過(guò)移動(dòng)通訊模塊通過(guò)移動(dòng)通訊網(wǎng)向移動(dòng)監(jiān)控終端發(fā)送故障信息，持有移動(dòng)監(jiān)控終端的電力系統(tǒng)運(yùn)維人員向MCU模塊發(fā)送控制命令，由MCU模塊通過(guò)控制模塊對(duì)保護(hù)開(kāi)關(guān)斷路器進(jìn)行控制，從而完成對(duì)低壓用戶的用電設(shè)備的保護(hù)功能。
移動(dòng)通訊模塊與MCU模塊相連接，其通過(guò)移動(dòng)通訊網(wǎng)與移動(dòng)監(jiān)控終端相連接進(jìn)行數(shù)據(jù)及命令的傳輸功能。移動(dòng)通訊模塊可以采用GSM通訊模塊或GPRS通訊模塊連接到移動(dòng)通訊網(wǎng)中，數(shù)據(jù)及控制命令均通過(guò)短信的方式來(lái)傳送。
存儲(chǔ)模塊與MCU模塊相連接，用于存放一些終端運(yùn)行過(guò)程中需要的參數(shù)，記錄出線側(cè)電力數(shù)據(jù)和故障信息。
人機(jī)交互模塊由液晶屏及鍵盤構(gòu)成并與MCU模塊相連接，主要用于維護(hù)本地運(yùn)行參數(shù)或者用于設(shè)備調(diào)試與維護(hù)。
斷路器控制模塊與保護(hù)開(kāi)關(guān)斷路器相連接，當(dāng)發(fā)生變壓器中性線斷線故障時(shí)并且在MCU模塊接收到移動(dòng)控制終端的控制命令后，斷開(kāi)保護(hù)開(kāi)關(guān)斷路器，實(shí)現(xiàn)保護(hù)控制功能。
聲光報(bào)警器與MCU模塊相連接，在發(fā)生變壓器中性線斷線故障時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警，提示現(xiàn)場(chǎng)人員及時(shí)進(jìn)行處理。
本實(shí)用新型的安裝使用方法為：將變壓器中性線斷線監(jiān)測(cè)終端安裝在變壓器出線側(cè)，出線側(cè)A、B、C、N電壓線分別與電壓互感器相連接，三相電流和中性線電流分別與電流互感器相連接，將保護(hù)開(kāi)關(guān)斷路器的狀態(tài)量與斷路器開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測(cè)模塊相連接，將保護(hù)開(kāi)關(guān)斷路器的控制接口與斷路器控制模塊相連接，并通過(guò)人機(jī)交互模塊設(shè)置移動(dòng)監(jiān)控終端的通訊號(hào)碼及其他運(yùn)行參數(shù)。工作時(shí)，MCU模塊發(fā)現(xiàn)中性線故障后，向移動(dòng)監(jiān)控終端發(fā)送故障信息，運(yùn)維人員通過(guò)移動(dòng)監(jiān)控終端斷開(kāi)保護(hù)開(kāi)關(guān)斷路器，或者由現(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行處理。
需要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型所述的實(shí)施例是說(shuō)明性的，而不是限定性的，因此本實(shí)用新型包括并不限于具體實(shí)施方式中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。