[發明專利]一種基于三相電壓不平衡度的中性線斷線判定方法

在審

• 申請號: 202011365019.8
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112379218A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 姬魁前;杞姝;李佳粵;郭皓;張躍;周浩然;陳治廷
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司昆明供電局
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/54;G01R31/58
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 金耀生;亢能

本發明公開了一種基于三相電壓不平衡度的中性線斷線判定方法，按以下進行：（1）式中，、分別表示用電負荷側的負序電壓不平衡度與零序電壓不平衡度，、分別表示負序電壓不平衡度的啟動閾值和零序電壓不平衡度的啟動閾值；若滿足式（1），則判定低壓配電系統中性線斷線；若不滿足，則判定中性線未斷線。本發明可用于供電回路首端，易于安裝與維護，能夠無死角的判定中性線斷線故障。

技術領域

本發明涉及低壓電力系統繼電保護領域，具體涉及一種基于三相電壓不平衡度的中性線斷線判定方法。

背景技術

國內低壓電網主要采用三相四線制的混合供電方式，即三相動力和單相負荷共用變壓器供電。這種供電系統必然產生不平衡負荷問題，若中性線斷線，斷線位置后的負載會出現不同程度的過電壓，導致用電設備的大面積損壞。中性線斷線故障時有發生，由此帶來的安全隱患和經濟損失非常嚴重，因此研究實用有效的中性線斷線判定方法具有重要的意義。

在三相四線制供電系統中，中性線維持負荷相電壓的平衡，但其斷線后負荷中性點產生位移并導致各相負荷電壓變化，造成負荷電壓的三相不平衡。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明針對三相四線制供電系統中性線斷線故障，提出低壓配電系統中性線是否斷線的準確判據，提出一種基于三相電壓不平衡度的中性線斷線判定方法，基于三相電壓不平衡度的低壓配電系統中性線斷線判定方法，在用電負荷側檢測出中性線斷線故障。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案具體如下：

一種基于三相電壓不平衡度的中性線斷線判定方法，按以下進行：

式中，ε_U2、ε_U0分別表示用電負荷側的負序電壓不平衡度與零序電壓不平衡度，D₂、D₀分別表示負序電壓不平衡度的啟動閾值和零序電壓不平衡度的啟動閾值；若滿足式(1)，則判定低壓配電系統中性線斷線；若不滿足，則判定中性線未斷線。

進一步地，ε_U2、ε_U0的計算包括以下步驟：

步驟(1)定義負荷側三相電壓的相量為采集三相電壓，通過傅里葉變換得到工頻分量和三次諧波分量

步驟(2)計算工頻分量的負序電壓幅值與正序電壓幅值

式中α是旋轉因子，α＝e^-j120°；

式中是負荷側三相電壓的工頻分量相量值；

步驟(3)計算工頻分量的零序電壓幅值和三次諧波分量零序電壓幅值

式中，是負荷側三相電壓的工頻分量相量值，是負荷側三相電壓的三次諧波分量相量值。

步驟(4)計算負序電壓不平衡度ε_U2與零序電壓不平衡度ε_U0：

式中，分別表示負荷側的工頻分量負序電壓幅值、工頻分量正序電壓幅值、工頻分量零序電壓幅值和三次諧波分量零序電壓幅值。

進一步地，斷線前，負荷側的負序電壓不平衡度ε_U2＝0，零序電壓不平衡度ε_U0＝0；斷線后，負序電壓不平衡度和零序ε_U2＞0，或零序電壓不平衡度ε_U0＞0。

進一步地，D₂＝D₀＝7％。

進一步地，零序電壓三相不平衡度數學模型如下：