一种三相配电系统的故障检测方法及装置制造方法及图纸

本申请提供一种三相配电系统的故障检测方法及装置，在三相配电系统中包含三条相线，以及中性线；其中，三条相线与中性线相交于中性点，三条相线包含：第一相线、第二相线、第三相线；三条相线中存在至少一条相线与中性线连接；该方法包括：获取每两条相线之间的电压；根据每两条相线之间的电压，分别确定每条相线与中性点之间的电压；根据每条相线与中性线之间的电压，以及每条相线与中性点之间的电压，确定中性线与中性点之间的电压；根据中性线与中性点之间的电压，判断中性线是否发生断线故障。本申请提供的方案，用以提高对中性线断线故障进行检测的准确度。故障进行检测的准确度。故障进行检测的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种三相配电系统的故障检测方法及装置


[0001]本申请涉及电路
，尤其涉及一种三相配电系统的故障检测方法及装置。

技术介绍

[0002]在三相四线制或三相五线制低压配电系统中，中性线能够很好维持中性点零电位。但 是，当中性线发生断线故障时，中性点电位会发生偏移，断线位置后的负载会出现不同程 度的过电压，对逆变器的正常工作和控制性能造成较大影响，因此准确判别中性线是否发 生断线故障是非常必要的。
[0003]目前通常采用三相电压共模分量方案进行中性线断线故障的检测，但是该方法的电网 适应性较差，在一些特殊场景下存在误检测情况，因此存在故障检测准确度低的问题。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种故障检测方法及装置，用以提高对三相配电系统中的中性线断线故障 进行检测的准确度。
[0005]第一方面，本申请提供一种三相配电系统的故障检测方法，在所述三相配电系统中包 含三条相线，以及中性线；其中，所述三条相线与所述中性线相交于中性点，所述三条相 线包含：第一相线、第二相线、第三相线；所述三条相线中存在至少一条相线与中性线连 接；
[0006]该方法包括：获取每两条相线之间的电压；根据每两条相线之间的电压，分别确定每 条相线与所述中性点之间的电压；根据每条相线与所述中性线之间的电压，以及每条相线 与所述中性点之间的电压，确定所述中性线与所述中性点之间的电压；根据所述中性线与 所述中性点之间的电压，判断所述中性线是否发生断线故障。
[0007]在该方法中，通过在三相配电系统中连接中性线与部分或全部相线，使得三相配电系 统中三条相线上电压相对中性线电压与三条相线上电压相对真实中性线电压的偏差增大， 根据每条相线与中性线之间的电压，以及每条相线与所述中性点之间的电压，来计算中性 线与所述中性点之间的电压，能够计算得到准确度高的电压，进而提高根据该电压判断是 否发生中性线断线故障的准确度，在PE线未接、三相电网不平衡、有谐波等场景下的检测 准确度都较高，因此该方法的电网适应性良好，能够减少误检测问题，提高检测准确度。
[0008]在一种可能的设计中，与所述中性线连接的任一条相线通过电阻元件与所述中性线连 接。
[0009]在该方法中，三相配电系统中通过电阻元件连接相线与中性线，实现成本很低，且操 作简单，容易实施。
[0010]在一种可能的设计中，获取每两条相线之间的电压，包括：获取每条相线与所述中性 线之间的电压；根据每条相线与所述中性线之间的电压，确定每两条相线之间的电压。
[0011]在该方法中，在获取每条相线与所述中性线之间的电压后，结合电压的矢量性特征， 可以简单快速的计算出每两条相线之间的电压，因此，在提高检测准确度的基础上，能保 证计算过程的复杂度很低，便于后续确定每条相线与中性点之间的电压。
[0012]在一种可能的设计中，获取每两条相线之间的电压，包括：获取所述第一相线与所述 中性线之间的电压、所述第二相线与所述中性线之间的电压以及所述第一相线与所述第三 相线之间的电压；根据所述第一相线与所述中性线之间的电压和所述第二相线与所述中性 线之间的电压，确定所述第一相线与所述第二相线之间的电压；根据所述第一相线与所述 中性线之间的电压和所述第一相线与所述第三相线之间的电压，确定所述第三相线与所述 中性线之间的电压；根据所述第二相线与所述中性线之间的电压和所述第三相线与所述中 性线之间的电压，确定所述第二相线与所述第三相线之间的电压。
[0013]在该方法中，在三条相线中，获取任意两条相线与所述中性线之间的电压，以及所述 任意两条相线中任一相线与除所述任意两条相线之外的一条相线之间的电压后，结合电压 的矢量性特征，可以简单快速的计算出每两条相线之间的电压以及任意相线与中性线之间 的电压，因此，在提高检测准确度的基础上，能保证计算过程的复杂度很低，便于后续确 定每条相线与中性点之间的电压。
[0014]在一种可能的设计中，所述第一相线与所述第二相线之间的电压符合以下公式：
[0015][0016]其中，V1为所述第一相线与所述第二相线之间的电压，V2为所述第一相线与所述中性 线之间的电压，V3为所述第二相线与所述中性线之间的电压，θ为所述V2与所述V3之间的相 位差。
[0017]在该方法中，根据每条相线与所述中性线之间电压的矢量图，可以得到三角形模型， 结合三角线的特性，可以简单快速的确定每两条相线之间的电压。
[0018]在一种可能的设计中，所述第三相线与所述中性线之间的电压符合以下公式：
[0019][0020]其中，V4为所述第三相线与所述中性线之间的电压，V5为所述第一相线与所述中性线 之间的电压，V6为所述第一相线与所述第三相线之间的电压，σ为所述V5与所述V6之间的相 位差。
[0021]在该方法中，根据第一相线与中性线之间的电压、第一相线与第三相线之间的电压以 及第三相线与中性线之间的电压，建立三角形模型后，可以结合三角线模型的余弦定理， 根据其中任意两个电压，简单快速的确定第三个电压。
[0022]在一种可能的设计中，根据每两条相线之间的电压，分别确定每条相线与所述中性点 之间的电压，包括：根据每两条相线之间的电压，在设定坐标系中构建目标三角形模型， 其中，所述目标三角形模型的三个边长分别为每两条相线之间的电压；在所述设定坐标系 中，确定所述目标三角形模型对应的目标点，其中，所述目标点与所述目标三角形模型的 任意两个端点之间的连线相交后能够形成120
°
的夹角；确定所述目标点到所述目标三角形 模型中每个端点的距离；将所述目标点到每个端点的距离分别作为每条相线与所述中性点 之间的电压值。
[0023]在该方法中，通过根据每两条相线之间的电压数据，构建目标三角形模型，根据目标 三角形模型来确定用于代表中性点的目标点，能够保证确定的中性点的参数的准确性，大 大降低直接检测中性点电压的误差，进而提高根据中性点和中性线之间的电压检测断线故 障的准确度，减少误检测问题。
[0024]在一种可能的设计中，若所述目标三角形模型的三个内角均小于120
°
，则所述目标点 为所述目标三角形模型的费马点；或者所述目标点为所述目标三角形模型的正等角中心点。
[0025]在该方法中，三角形的正等角中心点或者三个内角均小于120
°
的三角形的费马点，均 三等分该点所在的周角，其特性与三相配电系统中的中性点的特性相同，因此，通过计算 目标三角形模型的正等角中心点或费马点能够准确的确定中性点的电压。
[0026]在一种可能的设计中，所述目标三角形模型的三个边长为第一边长、第二边长和第三 边长；在所述设定坐标系中，确定所述目标三角形模型对应的目标点，包括：在所述设定 坐标系中，构建第一边长对应的第一目标圆模型和第二边长对应的第二目标圆模型，其中， 所述第一目标圆模型包含所述第一边长的两个端点及所述目标点，所述第二目标圆模型包 含所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三相配电系统的故障检测方法，其特征在于，在所述三相配电系统中包含三条相线，以及中性线；其中，所述三条相线与所述中性线相交于中性点，所述三条相线包含：第一相线、第二相线、第三相线；所述三条相线中存在至少一条相线与中性线连接；所述方法包括：获取每两条相线之间的电压；根据每两条相线之间的电压，分别确定每条相线与所述中性点之间的电压；根据每条相线与所述中性线之间的电压，以及每条相线与所述中性点之间的电压，确定所述中性线与所述中性点之间的电压；根据所述中性线与所述中性点之间的电压，判断所述中性线是否发生断线故障。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，与所述中性线连接的任一条相线通过电阻元件与所述中性线连接。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，获取每两条相线之间的电压，包括：获取每条相线与所述中性线之间的电压；根据每条相线与所述中性线之间的电压，确定每两条相线之间的电压。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，获取每两条相线之间的电压，包括：获取所述第一相线与所述中性线之间的电压、所述第二相线与所述中性线之间的电压以及所述第一相线与所述第三相线之间的电压；根据所述第一相线与所述中性线之间的电压和所述第二相线与所述中性线之间的电压，确定所述第一相线与所述第二相线之间的电压；根据所述第一相线与所述中性线之间的电压和所述第一相线与所述第三相线之间的电压，确定所述第三相线与所述中性线之间的电压；根据所述第二相线与所述中性线之间的电压和所述第三相线与所述中性线之间的电压，确定所述第二相线与所述第三相线之间的电压。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述第一相线与所述第二相线之间的电压符合以下公式：其中，V1为所述第一相线与所述第二相线之间的电压，V2为所述第一相线与所述中性线之间的电压，V3为所述第二相线与所述中性线之间的电压，θ为所述V2与所述V3之间的相位差。6.根据权利要求1～5任一所述的方法，其特征在于，根据每两条相线之间的电压，分别确定每条相线与所述中性点之间的电压，包括：根据每两条相线之间的电压，在设定坐标系中构建目标三角形模型，其中，所述目标三角形模型的三个边长分别为每两条相线之间的电压；在所述设定坐标系中，确定所述目标三角形模型对应的目标点，其中，所述目标点与所述目标三角形模型的任意两个端点之间的连线相交后能够形成120
°
的夹角；确定所述目标点到所述目标三角形模型中每个端点的距离；将所述目标点到每个端点的距离分别作为每条相线与所述中性点之间的电压值。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，若所述目标三角形模型的三个内角均小于
120
°
，则所述目标点为所述目标三角形模型的费马点；或者所述目标点为所述目标三角形模型的正等角中心点。8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述目标三角形模型的三个边长为第一边长、第二边长和第三边长；在所述设定坐标系中，确定所述目标三角形模型对应的目标点，包括：在所述设定坐标系中，构建第一边长对应的第一目标圆模型和第二边长对应的第二目标圆模型，其中，所述第一目标圆模型包含所述第一边长的两个端点及所述目标点，所述第二目标圆模型包含所述第二边长的两个端点及所述目标点；根据所述第一边长的两个端点的坐标，确定所述第一目标圆模型的圆心的坐标；以及根据所述第二边长的两个端点的坐标，确定所述第二目标圆模型的圆心的坐标；根据所述第一目标圆模型的圆心的坐标和所述第二目标圆模型的圆心的坐标，确定所述目标点的坐标。9.根据权利要求1～8任一所述的方法，其特征在于，所述设定坐标系的坐标原点为所述目标三角形模型的任一个端点，所述设定坐标系中的一个坐标轴与所述坐标原点在所述目标三角形模型的一个边长重合。10.根据权利要求1～9任一所述的方法，其特征在于，根据每条相线与所述中性线之间的电压，以及每条相线与所述中性点之间的电压，确定所述中性线与所述中性点之间的电压，包括：确定每条相线对应的目标差值，其中，目标相线对应的目标差值为以下二者之间差值：所述目标相线与所述中性线之间的电压、所述目标相线与所述中性点之间的电压；将所述三条相线对应的目标差值中的最大值，作为所述中性线与所述中性点之间的电压。11.根据权利要求1～10任一所述的方法，其特征在于，根据所述中性线与所述中性点之间的电压，判断所述中性线是否发生断线故障，包括：判断所述中性线与所述中性点之间的电压是否大于设定阈值；若确定所述中性线与所述中性点之间的电压大于所述设定阈值，则确定所述中性线发生断线故障；否则，确定所述中性线未发生断线故障。12.一种三相配电系统的故障检测装置，其特征在于，在所述三相配电系统中包含三条相线，以及中性线；其中，所述三条相线与所述中性线相交于中性点，所述三条相线包含：第一相线、第二相线、第三相线；所述三条相线中存在至少一条相线与中性线连接；所述故障检测装置包括收发模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖刚，吴志清，钟少辉，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：