[發明專利]一種整流器交流側零序電壓保護及斷線監測裝置

在審

• 申請號: 202010552197.5
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111812544A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 桑梓杰;尹超準;李漢卿;沈菊;劉愛華;吳愛艷;周云鋒;趙洋洋;王艷;李超
• 申請（專利權）人: 天津中鐵電氣化設計研究院有限公司
• 主分類號: G01R31/52
• 分類號: G01R31/52;G01R31/54;G01R31/58;H02H7/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種整流器交流側零序電壓保護及斷線監測裝置，包括電壓變送器，用于測量整流器交流側各相電壓，并輸出模擬電壓信號，其一次側一端通過熔斷器接至相母排，另一端接地，二次側接入保護測控單元輸入端；和保護測控單元，用于將相電壓進行邏輯運算、合成零序電壓，輸出跳閘及報警信號，其輸出端接入保護跳閘回路及報警回路。本發明使用電壓變送器測量各相電壓，保護測控單元采集各相電壓信號，進行內部運算合成零序電壓，再進行邏輯判斷，徹底解決現有整流器保護存在交流側接地故障保護盲區的問題。

技術領域

本發明屬于軌道交通技術領域，特別涉及一種整流器交流側零序電壓保護及斷線監測裝置。

背景技術

城市軌道交通已經成為未來城市交通發展的重要趨勢。國內許多城市在建和規劃的軌道交通供電制式都采用直流牽引供電，整流變壓器安裝數量多，影響范圍大，其安全性日益受到關注。近些年隨著直流制式城市軌道交通運營里程數的快速增長，系統故障率呈上升趨勢，對系統安全要求越來越高。提高整流變壓器可靠和穩定性能對城市軌道交通的運營安全將起到重要的作用。

城市軌道交通主要采用直流供電制式，整流變壓器作為重負載、大功率電能轉換設備(降壓和移相)扮演著極其重要的角色。由于整流變壓器一次側繞組接線組別通常為三角接整流變壓器二次側為中性點不接地系統，當整流變壓器二次側發生單相接地故障時，三相電壓依舊是平衡的，接地故障電流僅為微弱的電纜電容電流，不影響系統的正常運行，但由于非故障相電壓的升高，可能引起設備絕緣薄弱部位被擊穿，擴大事故影響。單相接地時，整流變壓器可正常運行，其一次側三相電壓及三相電流依舊是平衡的，一次側也無法檢測到零序電壓和零序電流，一次側保護裝置無法識別故障。由于整流變壓器正常運行，整流器輸出直流側也無法識別故障。目前整流變壓器至整流器之間也沒有相應的保護裝置，導致這種故障無法識別，這將使系統運行留有安全隱患。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的技術問題，提供一種整流器交流側零序電壓保護及斷線監測裝置，其電壓變送器測量各相電壓，保護測控單元采集各相電壓信號，進行內部運算合成零序電壓，再進行邏輯判斷，徹底解決現有整流器保護存在交流側接地故障保護盲區的問題。

本發明采用的技術方案是：一種整流器交流側零序電壓保護及斷線監測裝置，包括電壓變送器，用于測量整流器交流側各相電壓，并輸出模擬電壓信號，其一次側一端通過熔斷器接至相母排，另一端接地，二次側接入保護測控單元輸入端；

和保護測控單元，用于將相電壓進行邏輯運算、合成零序電壓，輸出跳閘及報警信號，其輸出端接入保護跳閘回路及報警回路。

作為優選，所述保護測控單元利用電壓代數差的絕對值和相電壓值來判斷是否斷線，利用零序電壓值來判斷是否發生接地故障。

作為優選，所述保護測控單元通過零序電壓的大小來判斷是否發生單相接地。

作為優選，三相的零序電壓向量和超過60％的√3倍的額定電壓，判斷為發生單相接地。

作為優選，所述保護測控單元通過各電壓代數差的絕對值是否大于20％的額定相電壓來判斷是否出現一相或兩相斷線。

作為優選，所述保護測控單元通過各相電壓值是否小于20％的額定相電壓來判斷是否出現三相斷線。

作為優選，所述電壓變送器的數量為六個，分別用于測量整流器交流側的兩個三相整流橋相電壓。

作為優選，所述保護測控單元包括電源模塊、中央處理器、存儲器、輸入模塊、輸出模塊和外部接口，所述中央處理器分別與所述存儲器、輸入模塊、輸出模塊和外部接口邏輯，所述電源模塊為所述中央處理器、輸入模塊和輸出模塊供電。

作為優選，所述外部接口用于輸出可視化信號和外部通信。

整流器交流側零序電壓保護原理：