本发明专利技术公开一种整流器交流侧零序电压保护及断线监测装置，包括电压变送器，用于测量整流器交流侧各相电压，并输出模拟电压信号，其一次侧一端通过熔断器接至相母排，另一端接地，二次侧接入保护测控单元输入端；和保护测控单元，用于将相电压进行逻辑运算、合成零序电压，输出跳闸及报警信号，其输出端接入保护跳闸回路及报警回路。本发明专利技术使用电压变送器测量各相电压，保护测控单元采集各相电压信号，进行内部运算合成零序电压，再进行逻辑判断，彻底解决现有整流器保护存在交流侧接地故障保护盲区的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种整流器交流侧零序电压保护及断线监测装置
本专利技术属于轨道交通
，特别涉及一种整流器交流侧零序电压保护及断线监测装置。
技术介绍
城市轨道交通已经成为未来城市交通发展的重要趋势。国内许多城市在建和规划的轨道交通供电制式都采用直流牵引供电，整流变压器安装数量多，影响范围大，其安全性日益受到关注。近些年随着直流制式城市轨道交通运营里程数的快速增长，系统故障率呈上升趋势，对系统安全要求越来越高。提高整流变压器可靠和稳定性能对城市轨道交通的运营安全将起到重要的作用。城市轨道交通主要采用直流供电制式，整流变压器作为重负载、大功率电能转换设备(降压和移相)扮演着极其重要的角色。由于整流变压器一次侧绕组接线组别通常为三角接整流变压器二次侧为中性点不接地系统，当整流变压器二次侧发生单相接地故障时，三相电压依旧是平衡的，接地故障电流仅为微弱的电缆电容电流，不影响系统的正常运行，但由于非故障相电压的升高，可能引起设备绝缘薄弱部位被击穿，扩大事故影响。单相接地时，整流变压器可正常运行，其一次侧三相电压及三相电流依旧是平衡的，一次侧也无法检测到零序电压和零序电流，一次侧保护装置无法识别故障。由于整流变压器正常运行，整流器输出直流侧也无法识别故障。目前整流变压器至整流器之间也没有相应的保护装置，导致这种故障无法识别，这将使系统运行留有安全隐患。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种整流器交流侧零序电压保护及断线监测装置，其电压变送器测量各相电压，保护测控单元采集各相电压信号，进行内部运算合成零序电压，再进行逻辑判断，彻底解决现有整流器保护存在交流侧接地故障保护盲区的问题。本专利技术采用的技术方案是：一种整流器交流侧零序电压保护及断线监测装置，包括电压变送器，用于测量整流器交流侧各相电压，并输出模拟电压信号，其一次侧一端通过熔断器接至相母排，另一端接地，二次侧接入保护测控单元输入端；和保护测控单元，用于将相电压进行逻辑运算、合成零序电压，输出跳闸及报警信号，其输出端接入保护跳闸回路及报警回路。作为优选，所述保护测控单元利用电压代数差的绝对值和相电压值来判断是否断线，利用零序电压值来判断是否发生接地故障。作为优选，所述保护测控单元通过零序电压的大小来判断是否发生单相接地。作为优选，三相的零序电压向量和超过60％的√3倍的额定电压，判断为发生单相接地。作为优选，所述保护测控单元通过各电压代数差的绝对值是否大于20％的额定相电压来判断是否出现一相或两相断线。作为优选，所述保护测控单元通过各相电压值是否小于20％的额定相电压来判断是否出现三相断线。作为优选，所述电压变送器的数量为六个，分别用于测量整流器交流侧的两个三相整流桥相电压。作为优选，所述保护测控单元包括电源模块、中央处理器、存储器、输入模块、输出模块和外部接口，所述中央处理器分别与所述存储器、输入模块、输出模块和外部接口逻辑，所述电源模块为所述中央处理器、输入模块和输出模块供电。作为优选，所述外部接口用于输出可视化信号和外部通信。整流器交流侧零序电压保护原理：正常工况下，整流器1号整流桥交流侧各相电压如下所示：Ua1＝Ub1＝Uc1＝Ur/√3；Uab1＝Ubc1＝Uca1＝Ur；3U01＝0；|Uab1-Ubc1|＝0；|Ubc1-Uca1|＝0；|Uca1-Uab1|＝0。当整流器1号整流桥交流侧出现单相接地故障时，如a1相接地，各相电压如下所示：Ua1＝0；Ub1＝Uc1＝Ur；Uab1＝Ubc1＝Uca1＝Ur；3U01＝√3Ur。|Uab1-Ubc1|＝0；|Ubc1-Uca1|＝0；|Uca1-Uab1|＝0。Ur-额定线电压；U0-零序电压。在正常工况和出现单相接地故障时，整流器2号整流桥交流侧各相电压与整流器1号整流桥类似。由此可见，在正常工况下整流器交流侧没有零序电压，当发生单相接地故障时，三相的零序电压向量和为√倍的额定电压。因此可以通过判断整流器交流侧零序电压3U0的大小来实现接地保护。断线监测原理：当有一相断线时(如熔断器熔断，接线松动等原因引起)，如a1，各线电压关系如下所示：Ua1＝0；Ub1＝Ur/√3；Uc1＝Ur/√3；Uab1＝Ur/√3；Ubc1＝Ur；Uca1＝Ur/√3；|Uab1-Ubc1|＝(1-1/√3)Ur；|Ubc1-Uca1|＝(1-1/√3)Ur；|Uca1-Uab1|＝0。当有两相断线时，如a1，a2，各线电压关系如下所示：Ua1＝0；Ub1＝0；Uc1＝Ur/√3；Uab1＝0；Ubc1＝Ur/√3；Uca1＝Ur/√3；|Uab1-Ubc1|＝Ur/√3；|Ubc1-Uca1|＝0；|Uca1-Uab1|＝Ur/√3。当三相均断线时，各线电压关系如下所示：Ua1＝0；Ub1＝0；Uc1＝0；Uab1＝0；Ubc1＝0；Uca1＝0；|Uab1-Ubcl|＝0；|Ubc1-Ucal|＝0；|Uca1-Uab1|＝0。综合考虑正常运行工况，单相接地故障工况，和断线工况，可以获得如下结论：当一相或两相断线时，|Uab1-Ubc1|，|Ubc1-Uca1|和|Uca1-Uab1|至少两式出线非零值情况，因此可通过|Uab1-Ubc1|，|Ubc1-Uca1|和|Uca1-Uab1|的值来判断一相或两相断线。当三相均断线时，Ua1，Ubc1，Uca1均为零值，因此可通过Ua1，Ubc1，Uca1的值全部为零来判断三相断线。整流器2号整流桥交流侧断线时同理。与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果是：1.本专利技术采集电压信号，通过逻辑运算判断零序电压，彻底解决现有整流器保护存在交流侧接地故障保护盲区的问题，具有保护的可靠性、速动性和灵敏性；2.本专利技术为确保可靠性，在逻辑判断回路中加入了断线报警功能，可明显提高系统运行的安全性和可靠性；3.本专利技术的接口设计和既有供电设备兼容匹配，产品互换性好，安装便捷，易于施工；4.本专利技术的电压整定值可设置的范围很大，保护灵敏度很高；5.本专利技术完全独立于其它保护，简单可靠。附图说明图1为本专利技术的一次接线示意图；图2为本专利技术的二次接线示意图；图3为本专利技术的逻辑图。图中1-电压变送器，2-熔断器，3-保护测控单元。具体实施方式为使本领域技术人员更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作详细说明。本专利技术的实施例公开了一种整流器交流侧零序电压保护及断线监测装本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种整流器交流侧零序电压保护及断线监测装置，其特征在于：包括/n电压变送器，用于测量整流器交流侧各相电压，并输出模拟电压信号，其一次侧一端通过熔断器接至相母排，另一端接地，二次侧接入保护测控单元输入端；/n和保护测控单元，用于将相电压进行逻辑运算、合成零序电压，输出跳闸及报警信号，其输出端接入保护跳闸回路及报警回路。/n
【技术特征摘要】
1.一种整流器交流侧零序电压保护及断线监测装置，其特征在于：包括
电压变送器，用于测量整流器交流侧各相电压，并输出模拟电压信号，其一次侧一端通过熔断器接至相母排，另一端接地，二次侧接入保护测控单元输入端；
和保护测控单元，用于将相电压进行逻辑运算、合成零序电压，输出跳闸及报警信号，其输出端接入保护跳闸回路及报警回路。
2.如权利要求1所述的整流器交流侧零序电压保护及断线监测装置，其特征在于：所述保护测控单元利用零序电压值来判断是否发生接地故障，利用电压代数差的绝对值和相电压值来判断是否断线。
3.如权利要求2所述的整流器交流侧零序电压保护及断线监测装置，其特征在于：所述保护测控单元通过零序电压的大小来判断是否发生单相接地。
4.如权利要求3所述的整流器交流侧零序电压保护及断线监测装置，其特征在于：三相的零序电压向量和超过60％的倍的额定电压，判断为发生单相接地。
5.如权利要求2所述的整流器交流侧零序电压...
【专利技术属性】
技术研发人员：桑梓杰，尹超准，李汉卿，沈菊，刘爱华，吴爱艳，周云锋，赵洋洋，王艳，李超，
申请(专利权)人：天津中铁电气化设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12
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