[实用新型]低压配电柜中性线断线保护装置

说明书

技术领域

本实用新型低压配电柜中性线断线保护装置和检测方法，属于电力设备保护的技术领域。

背景技术

在低压配电变压器中性点直接接地的三相四线制系统中，电源通常是对称的，但是常常会因三相负荷的不对称导致中性线始终有电流存在；由于三相负载不平衡，中性线断线往往会导致用户相电压大幅升高，影响用电设备安全。

在实际运行中，配电变压器中性线接线柱至低压综合箱总保护开关处，由于外力、氧化等作用极易发生中性线断线故障，给用户和供电单位带来了严重的经济损失；因此需要在低压配电柜中增设中性线断线保护装置，保证在出现中性线断线时能迅速跳开低压配电柜总开关，保证各分支线路所带用电设备安全。

目前，低压配电开关柜中性线断线保护装置主要有三种：

一种方法是中性线上安装重复接地实现过电压保护，这样在发生断线后，电源中性点和用户中性点就可以通过重复接地继续连接，然而重复接地仅适用于10kw以下负荷较轻的线路，负荷稍重时其作用很小，且投资大、效果差、后期维护工作量大；

第二种方法是中性线断线零序电流差动保护，主要将两台变比完全相同的电流互感器分别安装在配电柜的中性线和三相线路中；当中性线完好时，两台电流互感器二次侧电流大小相等、相位相反、继电器不动作，当中性线断线后，流过继电器的电流变为三相电流之和，此时将启动继电器动作，同时发信号至分励脱扣器，断路器跳闸，切断负载电源，起到保护用电设施的目的，但是该类型保护装置造价高、接线复杂；

第三种方法是过电压保护，主要是运用中性线断线后每相电压升高大于额定相电压时动作继电器跳主开关，当中性线完好时，三相分装的过压继电器等于负载相电压，且为电网额定相电压，继电器不动作；当中性线断线后，任何相都会出现过电压，继电器动作并发信号至分励脱扣器，断路器跳闸、切断负载电源；该类型保护装置受三相不平衡度影响较大，在三相负载的不平衡度小于25%时，过电压保护装置动作灵敏，可以准确判断中性线断线并动作跳闸；一旦三相负载不平衡度超过25%时，每相实际电压会发生严重畸变，导致判据不好实现，出现保护装置误动作的现象。

实用新型内容

本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种结构简单、实施方便、能够迅速对中性线断线情况进行判断的压配电柜中性线断线保护装置及检测方法。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

低压配电柜中性线断线保护装置，包括降压整流电路、稳压电路、信号监测电路、逻辑判别电路、信号输出电路和执行电路；所述降压整流电路的电源输入端与负荷侧交流电压的输出端相连，所述降压整流电路的电源出输出端与稳压电路的电源输入端相连，所述稳压电路的电源输出端分别与信号监测电路的电源输入端、逻辑判别电路的电源输入端和信号输出电路的电源输入端相连；所述信号监测电路的输入端与负荷侧交流电压的中性线相连，所述信号监测电路的输出端与逻辑判别电路的第一输入端相连，所述信号输出电路的输出端与逻辑判别电路的第二输入端相连；所述逻辑判别电路和信号输出电路之间串接有执行电路；所述执行电路与三相联动断路器相连。

优选地，所述降压整流电路的电路结构为：包括变压器T1和整流桥UR1，所述稳压电路包括稳压器U1和电容C1；所述变压器T1一次侧的第一输入端与负荷侧交流电压的L1相线相连，所述变压器T1一次侧的第二输入端与负荷侧交流电压的L3相线相连；所述变压器T1二次侧的第一输出端与整流桥UR1的正向交流输入端相连，所述变压器T1二次侧的第二输出端与整流桥UR1的负向交流输入端相连，所述整流桥UR1的输出正端与稳压器U1 的输入端VIN相连，所述稳压器U1的接地端GND与电容C1的一端、整流桥UR1的输出负端连接后接地；所述稳压器U1的输出端VOUT与电容C1的另一端相连后与稳压电路的电源输出端V0相连。

优选地，所述信号监测电路包括电流互感器L1，所述电流互感器L1套设在负荷侧中性线N上，所述电流互感器L1的一端串接二极管D1后与电容C2的一端、电阻R1的一端均相连；所述电容C2的另一端与电流互感器L1的另一端、电阻R2的一端、三极管Q1的发射极、信号监测电路的输出端A0均相连；所述电阻R1的另一端与三极管Q1的基极相连，所述三极管Q1的集电极与稳压电路的电源输出端V0相连，所述电阻R2的另一端接地。