CN205791462U - 适用于低压配电网的变压器中性线断线监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种适用于低压配电网的变压器中性线断线监控系统，其技术特点是：包括变压器中性线断线监测终端和移动监控终端；变压器中性线断线监测终端的电流互感器和电压互感器通过信号调理电路及A/D转换电路连接到MCU模块上，MCU模块还分别与断路器开关状态检测模块、断路器控制模块、移动通讯模块和存储模块相连接，该断路器开关状态检测模块与保护开关断路器相连，断路器控制模块与保护开关断路器相连接。本实用新型通过实时采集变压器出线的交流信息，能够快速准确地诊断出中性线断线故障信息，通过移动通讯网进行故障信息传送及输出控制功能，可避免用电器外壳产生偏移电位对人体的接触电压的危害，大大提高了用电的安全性。
Description
技术领域
本实用新型属于低压配电技术领域，尤其是一种适用于低压配电网的变压器中性线断线监控系统。
背景技术
在低压配电系统中，三相四线制供电方式被广泛采用。三相四线制的低压配电系统在设计时总是尽可能地使三相负载达到平衡，但是，由于单相负载的存在，必然会导致三相负载分配的不平衡，从而产生不平衡电流，在这种情况下，中性线导通，不平衡电流通过中性线流回中性点，从而使供电系统的线电压、相电压基本保持平衡。因此，供电设备中性线是不允许断线的，但是，由于热效应、机械力、接头氧化等因素影响，均有可能发生中性线断线故障。如果中性线断开，会导致用电设备的不正常工作甚至烧坏等。
在三相四线制供电系统中，变压器中性线与三相线之间构成一个稳定的供电体系。单相线发生断线时只会影响该相负载的供电，且对该相负载不构成危害，但是中性线断线危害很大，在中性线断线时，负载中性点将向负载大的相偏移，这样导致负载大的相电压降低，负载小的相电压升高，三相负载不平衡程度越严重，负载中性点位移量就越大。在通常的中性线断线故障中，负载大的相电压能够降低到150V以下，而负载小的相电压则升高到约300V，甚至接近线电压380V，这样负载大的相用电设备会因电压过低不能运行甚至烧毁，而负载小的相用电设备则因电压过高而被烧毁，给低压用户带来严重的经济损失。此外，中性线一旦断线，采用保护接中性线的电气设备将会失去保护。设备一旦产生剩余电流，将会造成人身触电；即使设备未产生剩余电流，中性线本身带有危险电压使部分设备外壳带电，同样会造成人身触电事故，同时会对周围通信及精密电子设备产生干扰。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、实时性强且安全可靠的适用于低压配电网的变压器中性线断线监控系统。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种适用于低压配电网的变压器中性线断线监控系统，包括变压器中性线断线监测终端、移动通讯网和移动监控终端；所述变压器中性线断线监测终端包括MCU模块、电源模块、电流互感器、电压互感器、电流信号调理电路、电压信号调理电路、两个A/D转换电路、断路器开关状态检测模块、断路器控制模块、移动通讯模块和存储模块；所述电源模块连接到MCU模块上为各个模块供电，所述电流互感器和电压互感器的输入端连接到变压器出线，电流互感器和电压互感器的输出端分别连接电流信号调理电路、电压信号调理电路上，电流信号调理电路、电压信号调理电路分别通过A/D转换电路连接到MCU模块上，该MCU模块还分别与断路器开关状态检测模块、断路器控制模块、移动通讯模块和存储模块相连接，该断路器开关状态检测模块与保护开关断路器相连接用于检测保护开关断路器的开关状态信息，所述断路器控制模块与保护开关断路器用于控制保护开关断路器的开关；所述移动通讯模块通过移动通讯网与移动监控终端相连接。
所述MCU模块还连接一声光报警模块实现声光报警功能。
所述移动监控终端为手机。
本实用新型的优点和积极效果是：
本实用新型将变压器中性线断线监测终端与变压器出线相连接，实时采集变压器出线的交流信息，能够快速准确地诊断出中性线断线故障信息，通过移动通讯网进行故障信息传送及输出控制功能，及时发出保护动作信号，断开配电线路，有效地保护设备安全，提高电网的供电可靠性，解决了低压配电网变压器中性线断线后及时保护的难题，可避免用电器外壳产生偏移电位对人体的接触电压的危害，大大提高了用电的安全性。
附图说明
图1为本实用新型的系统连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：
一种适用于低压配电网的变压器中性线断线监控系统，如图1所示，包括变压器中性线断线监测终端、移动通讯网和移动监控终端。所述变压器中性线断线监测终端通过移动通讯网与移动监控终端相连接，所述变压器中性线断线监测终端包括MCU模块、电源模块、电流互感器、电压互感器、电流信号调理电路、电压信号调理电路、两个A/D转换电路、断路器开关状态检测模块、断路器控制模块、声光报警模块、移动通讯模块、存储模块。电源模块连接到MCU模块上为各个模块供电，所述电流互感器和电压互感器的输入端连接到变压器出线侧的电力线，电流互感器和电压互感器的输出端分别连接电流信号调理电路、电压信号调理电路上，电流信号调理电路、电压信号调理电路分别通过A/D转换电路连接到MCU模块上，该MCU模块还分别与断路器开关状态检测模块、断路器控制模块、声光报警模块、移动通讯模块、存储模块相连接实现相应的控制功能。在本实施例中，移动监控终端为手机，运维人员通过移动监控终端及时收到变压器中性线断线监测终端发出的报警信息并可发出控制名利断开保护开关断路器。下面对各个模块分别进行说明：
所述电流互感器和电压互感器连接到变压器出线侧的电力线上采集变压器出线侧的交流信号，电流调理电路和电压调理电路分别连接到电流互感器和电压互感器上，对交流信号进行滤波、放大等处理分别得到稳定的电流信号和电压信号，两个A/D转换电路分别将电流信号和电压信号转换为数字信号后传送给MCU模块。所述断路器开关状态检测模块与保护开关断路器相连接用于检测保护开关断路器的开关状态信息。
MCU模块是整个变压器中性线断线监测终端的核心模块，其通过与其他模块之间的通信完成变压器中性线断线监测及保护功能。首先，其对电流互感器、电压互感器采集的数据进行计算得到变压器出线侧的三相电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率、电网频率、相角以及中性点电流等数据，根据三相电流的相量和计算出中性线电流并与采样的数据进行对比，根据比对结果快速诊断变压器中性线断线故障。当发生中性线断线故障，可以通过移动通讯模块通过移动通讯网向移动监控终端发送故障信息，持有移动监控终端的电力系统运维人员向MCU模块发送控制命令，由MCU模块通过控制模块对保护开关断路器进行控制，从而完成对低压用户的用电设备的保护功能。
移动通讯模块与MCU模块相连接，其通过移动通讯网与移动监控终端相连接进行数据及命令的传输功能。移动通讯模块可以采用GSM通讯模块或GPRS通讯模块连接到移动通讯网中，数据及控制命令均通过短信的方式来传送。
存储模块与MCU模块相连接，用于存放一些终端运行过程中需要的参数，记录出线侧电力数据和故障信息。
人机交互模块由液晶屏及键盘构成并与MCU模块相连接，主要用于维护本地运行参数或者用于设备调试与维护。
断路器控制模块与保护开关断路器相连接，当发生变压器中性线断线故障时并且在MCU模块接收到移动控制终端的控制命令后，断开保护开关断路器，实现保护控制功能。
声光报警器与MCU模块相连接，在发生变压器中性线断线故障时，发出声光报警，提示现场人员及时进行处理。
本实用新型的安装使用方法为：将变压器中性线断线监测终端安装在变压器出线侧，出线侧A、B、C、N电压线分别与电压互感器相连接，三相电流和中性线电流分别与电流互感器相连接，将保护开关断路器的状态量与断路器开关状态检测模块相连接，将保护开关断路器的控制接口与断路器控制模块相连接，并通过人机交互模块设置移动监控终端的通讯号码及其他运行参数。工作时，MCU模块发现中性线故障后，向移动监控终端发送故障信息，运维人员通过移动监控终端断开保护开关断路器，或者由现场人员进行处理。
需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。
Claims (3)
1.一种适用于低压配电网的变压器中性线断线监控系统，其特征在于：包括变压器中性线断线监测终端、移动通讯网和移动监控终端；所述变压器中性线断线监测终端包括MCU模块、电源模块、电流互感器、电压互感器、电流信号调理电路、电压信号调理电路、两个A/D转换电路、断路器开关状态检测模块、断路器控制模块、移动通讯模块和存储模块；所述电源模块连接到MCU模块上为各个模块供电，所述电流互感器和电压互感器的输入端连接到变压器出线，电流互感器和电压互感器的输出端分别连接电流信号调理电路、电压信号调理电路上，电流信号调理电路、电压信号调理电路分别通过A/D转换电路连接到MCU模块上，该MCU模块还分别与断路器开关状态检测模块、断路器控制模块、移动通讯模块和存储模块相连接，该断路器开关状态检测模块与保护开关断路器相连接用于检测保护开关断路器的开关状态信息，所述断路器控制模块与保护开关断路器用于控制保护开关断路器的开关；所述移动通讯模块通过移动通讯网与移动监控终端相连接。
2.根据权利要求1所述的适用于低压配电网的变压器中性线断线监控系统，其特征在于：所述MCU模块还连接一声光报警模块实现声光报警功能。
3.根据权利要求1或2所述的适用于低压配电网的变压器中性线断线监控系统，其特征在于：所述移动监控终端为手机。
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