变压器中性线虚接故障检测方法技术

本发明专利技术提出了一种变压器中性线虚接故障检测方法，包括：电压器发生故障后，采用中性线虚接检测装置测量待测配电网三相L1、L2和L3的各相相电压，检测装置包括数字万用表、图像识别单元、控制单元、报警单元和显示单元；通过拉开断路器和中性线接地来多次检测L1、L2和L3的相电压，检测装置分析对比检测得到L1、L2和L3的相电压，分析确定变压器是否发生了中性线虚接故障，通过报警单元发出故障警报，显示单元显示，同时检修中性线消除虚接故障。本发明专利技术提出的故障检测方法简单便捷易于操作，万用表卡接在检测装置中，易于维修和更换，通过控制中心实现了相电压数据的自动化对比，检测值和故障检测结果可以实时显示。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及低压配电领域，具体涉及变压器中性线虚接故障。
技术介绍
：在低压配电网中，输电线路一般采用三相四线制，其中三条线路分别代表A,B,C三相，不分裂，另一条是中性线N。（区别于零线，在进入用户的单相输电线路中，有两条线，一条我们称为火线，另一条我们称为零线，零线正常情况下要通过电流以构成单相线路中电流的回路，而三相系统中，三相自成回路，正常情况下中性线是无电流的）。故称三相四线制。在380V低压配电网中为了从380V相间电压中获得220V线间电压而设的N线。也就是说在三相四线制里，用于三相系统时三相自成回路时，通常称N线为中性线。在单相回路时，称N线为零线。区别在于中性线是无电流的，零线是有电流的。中性点是否接地，亦称为中性点制度。中性点制度可以大致分为两大类，即中性点接地系统与中性点绝缘系统。而按照国际电工委员会（IEC）的规定，将低压配电系统分为IT、TT、TN三种，其中TN系统又分为TN－C、TN－S、TN－C－S三类。IT系统，电源端带电部分对地绝缘或经高阻抗接地，用电设备金属外壳直接接地。IT系统适用于环境条件不良、易发生一相接地或火灾爆炸的场所，如煤矿、化工厂、纺织厂等，也可用于农村地区。但不能装断零保护装置，因正常工作时中性线电位不固定，也不应设置零线重复接地。TT系统,该系统电源中性点直接接地，用电设备金属外壳用保护接地线接至与电源端接地点无关的接地级，简称保护接地或接地制。当配电系统中有较大量单相220V用电设备，而线路敷设环境易造成一相接地或零线断裂，从而引起零电位升高时，电气设备外壳不宜接零而采用TT系统。TT系统适用于城镇、农村居住区、工业企业和分散的民用建筑等场所。当负荷端和线路首端昀装有漏电开关，且干线末端装有断零保护时，则可成为功能完善的系统。TN系统，TN系统的电源端中性点直接接地，用电设备金属外壳用保护零线与该中心点连接，这种方式简称保护接零或接零制。按照中必线（工作零线）与保护线（保护零线）的组合事况TN系统又分以下三种形式：（1） TN－C系统。在该系统中，工作零线和保护零线共用（简称PEN），此系统习惯称为 三相四线制系统。TN－S系统，在该系统中，工作零线N和保护零线PE从电源端中性点开始完全分开，此系统习惯称为三相五线制系统。TN系统的电源端中性点直接接地，用电设备金属外壳用保护零线与该中心点连接，这种方式简称保护接零或接零制。按照中必线（工作零线）与保护线（保护零线）的组合事况TN系统又分以下三种形式：（1） TN－C系统。在该系统中，工作零线和保护零线共用（简称PEN），此系统习惯称为 三相四线制系统。（2）TN－S系统。在该系统中，工作零线N和保护零线PE从电源端中性点开始完全分开，此系统习惯称为三相五线制系统。（3）TN－C－S系统。在该系统中，工作零线同保护零线是部分共用的，此系统即为局部三相五线制系统。应注意以下几点：①TN－C系统适用于设有单相220V，携带式、移动式用电设备，而单相220V固定式用电设备也较少，但不必接零的工业企业；TN－S系统适用于工业企业，高层建筑及大型民用建筑；TN－C—S系统适用于工业企业；当负荷端装有漏电开头干线末端装有断零保护时，也可用于新建住宅小区。②TN－C、TN—Ｓ、TN－C－S系统在正常运行时，零线电位有时可达50V以上；TN－C系统外壳电位等于工作零线电位，TN－S系统外壳电位为零，TN－C－S系统外壳电位不为零，等于工作零干线电位。③当电气设备一相碰壳时，TN系统的短路电流较大。碰壳处外壳电位≥110V，只要设计合理，时间是较短的；如果人体偶然触及带电部分时的危险性大；TN－C系统，当相间短路保护装置灵敏度不够时，由于设备外壳接工作零线N，而设备对地不绝缘，正常工作时，漏电开关通过剩余电流无法工作，所以不能装漏电开关，只能采用零序过流保护；TN－S系统，由于设备外壳接保护零线PE，正常工作时，漏电开关无剩余电流，所以在相间短路保护装置灵敏度不够时，可装设漏电开关来保护单相碰壳短路；TN－C－S系统，PE、N共用干线段不能采用漏电保护，PE、N分开的线段可用漏电保护，用电设备可用漏电保护。④当线路一相接地时，TN－C系统接地短路电流较小，通常不足以使线路相间短路保护及零序保护装置动作，从而使变压器零位及全部接零设备外壳长期带电，接地点电阻愈小愈危险；变电所接地装置应采用环形均压圈；干线首端不能装设漏电保护，无法切除线路一相接地故障是TN－C系统的一大缺点；TN－S系统，除具有与TN－C系统相同的特点外，可在各级线路首端装设漏电保护开关来切除故障线路；TN－C－S系统，除与TN－C系统有相同的特点外，部分线路可装设漏电保护。⑤当工作零线断开时，TN－C系统断零点后由于三相负荷不对称，零位偏移，220V单相设备可能烧毁，且用电设备外壳接零，使外壳带电，危及人身安全。单相回路中零线断裂，全部220V电压将加到设备外壳上；由于断零而引起设备外壳电位升高，漏电保护均不起作用；TN－S系统三相回路零干线断开会烧毁设备，但外壳不带电，人身无危险；单相回路中零线断开，对人身和设备安全均无危害；TN－C－S系统PEN线断开，人身有危险，N线断开时人身无危险，但工作零干线断开均能造成设备的烧毁。⑥关于重复接地问题，TN－C系统应将零线重复接地，无论在线路一相接地、零线断开或一相碰壳等故障情况下，还是各相负荷严重不对称的正常运行条件下，均能降低零线和电气设备外壳电位，但并不能消除触电的危险；TN－C系统的工作零碎线不宜重复接地，但必要时保护零线可以重复接地。因为工作零线重复接地对保护人身安全作用不大，对断零后保护安全作用也不明显；工作零线接地后，干线首端便不能采用漏电保护；保护零线重复接地，可降低碰壳短路时外壳的电位；TN－C－S系统中的PEN线应重复接地，N线不宜重复接地。⑦在TN系统中，装设断零保护装置，其作用是：TN－C与TN－C－S系统中可起多重保护作用，能防止因零线断开而使用电设备外壳带电，并烧毁单相220V用电设备；能防止因线路一相接地而引起用电设备外壳长期带电；能防止正常运行时，由于负荷不对称和三次谐波的存在以及零线选择不合理，引起零线压降过大和变压器零位偏移，而使零线和接零设备外壳产生高电位；当用电设备一相碰壳，而短路保护灵敏度不够时，能起后备保护作用，防止大片用电设备外壳长期带电；对于TN－S系统，能防止因工作零线断开而烧毁单相220V用电设备；当线路一相接地，而引起用电设备带电时，能起后备保护作用；能防止正常运行时工作零线电位过高。⑧在上述IT系统、TT系统、TN系统中，应推荐使用TN－S系统，继续使用TN－C－S系统，停止推广使用TN－C系统。目前，为我国最常用的低压配电系统是TN－C－S系统。低压配电系统运行过程中，变压器不可避免的会出现中性线断线、虚接等故障，若不能及时查找分析中性线虚接故障，会给配电网带来很多危害。配电网变压器中性线虚接过程中，如果在L1相接地的过程中，就会产生电流流经配电变压器接地线，容易导致触电现象的发生；配电变压器中性线虚接运行中，就会使三相负载能力出现不平衡，从而出现配电电压器中性点产生一定的偏移，在接地点电位的指数上超过了零，从而会提升有些相的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术提出了一种变压器中性线虚接故障检测方法，其特征在于，包括如下步骤：1）采用中性线虚接检测装置测量待测配电网三相L1、L2和L3的各相相电压，所述检测装置包括数字万用表、图像识别单元、控制单元、报警单元和显示单元；2）检测装置分析对比检测得到L1、L2和L3的相电压，若L1、L2和L3的相电压不相同，通过显示单元显示变压器出现了故障；3）拉开断路器后，再次检测三相L1、L2和L3的电压，若各相电压正常，且配电箱外壳正常接地，中性线未接地，箱内绝缘导线外观无异常，各接点连接紧固，继续检查；4）在配电箱处将中性线接地，用导线将中性线与箱壳、接地扁钢做良好连接，合闸送电后通过检测装置检测各相电压，若各相电压正常，试运行4‑8个小时后，通过检测装置检测各相电压，若各相电压不相同，则该变压器发生了中性线虚接故障，通过报警单元发出故障警报，同时显示单元显示变压器出现了中性线虚接故障；5）通过修理中性线或更换中性线，消除中性线虚接故障。

【技术特征摘要】
1.本发明提出了一种变压器中性线虚接故障检测方法，其特征在于，包括如下步骤：1）采用中性线虚接检测装置测量待测配电网三相L1、L2和L3的各相相电压，所述检测装置包括数字万用表、图像识别单元、控制单元、报警单元和显示单元；2）检测装置分析对比检测得到L1、L2和L3的相电压，若L1、L2和L3的相电压不相同，通过显示单元显示变压器出现了故障；3）拉开断路器后，再次检测三相L1、L2和L3的电压，若各相电压正常，且配电箱外壳正常接地，中性线未接地，箱内绝缘导线外观无异常，各接点连接紧固，继续检查；4）在配电箱处将中性线接地，用导线将中性线与箱壳、接地扁钢做良好连接，合闸送电后通过检测装置检测各相电压，若各相电压正常，试运行4-8个小时后，通过检测装置检测各相电压，若各相电压不相同，则该变压器发生了中性线虚接故障，通过报警单元发出故障警报，同时显示单元显示变压器出现了中性线虚接故障；5）通过修理中性线或更换中性线，消除中性线虚接故障。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓桂勇，罗婧，白宇，
申请(专利权)人：国网河南桐柏县供电公司，
类型：发明
国别省市：河南;41