CN112014772A - 断零故障检测方法、装置、存储介质和配电网关 - Google Patents

断零故障检测方法、装置、存储介质和配电网关 Download PDF

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CN112014772A CN202010939298.8A CN202010939298A CN112014772A CN 112014772 A CN112014772 A CN 112014772A CN 202010939298 A CN202010939298 A CN 202010939298A CN 112014772 A CN112014772 A CN 112014772A
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Abstract

本申请涉及一种断零故障检测方法、装置、存储介质和配电网关。方法包括：获取三相负载电压的电压平均值，在电压平均值的绝对值大于或等于启动整定值的情况下，获取配电网的三相电流，并将三相电流两两相加得到各第一矢量和，以及将三相电流依次相加得到第二矢量和；分别确认三相电流与差动整定值的单相比较结果，各第一矢量和与差动整定值的两相比较结果，以及第二矢量和与差动整定值的三相比较结果；根据单相比较结果、两相比较结果和三相比较结果，输出断零保护信号；断零保护信号用于启动断零保护装置。本申请可准确识别配电网中的各类断零故障并及时进行断零故障保护，进而提高配电网的安全性。

Description

断零故障检测方法、装置、存储介质和配电网关
技术领域
本申请涉及配电网技术领域，特别是涉及一种断零故障检测方法、装置、存储介质和配电网关。
背景技术
目前在配电网中，断零故障频繁导致电器设备的损坏事故，造成严重的经济损失。在正常的运行过程中，低压三相多线制需要避免零线断开，当零线断开，尤其是在开关的出线端处断开时，即发生断零故障。
发生断零故障的主要原因包括：(1)三相负载严重不平衡，导致零线电流大于允许值，例如变频设备数量较多时，零线上的3次和奇数次谐波与三相不对称基波电流迭加，导致零线被烧断；(2)零线的机械强度不足，易被张力拉断；(3)当零线带有开关触头时，触头接触不良或者断开，也会导致断零故障的发生；(4)零线的自然损坏或人为盗窃。
当发生断零故障时，三相负载越不平衡，产生的后果越严重，而平衡的三相负载(如电动机)则可不受断零的影响。目前，断零故障引发的主要危害包括：断零导致负载电压出现过电压、欠电压、中性点位移等情况，容易损坏单相负载；加剧了三相不对称的情况，中性点位移严重，在无等电位联结作用的TN系统中，该电压有可能引发电机事故；在断零故障中，电器设备负载容易发生“热延时”而烧毁。
由于断零故障的事故点具有不确定性，在零线各处都有可能断开，因此在配电网中对于断零故障的保护问题，应有一个整体的解决方案。然而，传统技术却无法识别配电网的断零故障，存在安全性低的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高安全性的断零故障检测方法、装置、存储介质和配电网关。
一种断零故障检测方法，包括以下步骤：
获取三相负载电压的电压平均值，在电压平均值的绝对值大于或等于启动整定值的情况下，获取配电网的三相电流，并将三相电流两两相加得到各第一矢量和，以及将三相电流依次相加得到第二矢量和；
分别确认三相电流与差动整定值的单相比较结果，各第一矢量和与差动整定值的两相比较结果，以及第二矢量和与差动整定值的三相比较结果；
根据单相比较结果、两相比较结果和三相比较结果，输出断零保护信号；断零保护信号用于启动断零保护装置。
在其中一个实施例中，根据单相比较结果、两相比较结果和三相比较结果，输出断零保护信号的步骤，包括：
在单相比较结果为任一三相电流的绝对值小于差动整定值，两相比较结果为任一第一矢量和的绝对值小于差动整定值，或者三相比较结果为第二矢量和的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相并输出断零保护信号。
在其中一个实施例中，三相电流包括A相电流、B相电流和C相电流；确定故障相的步骤，包括：
在A相电流的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为A相；在B相电流的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为B相；在C相电流的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为C相。
在其中一个实施例中，三相电流包括A相电流、B相电流和C相电流；确定故障相的步骤，包括：
在A相电流和B相电流的第一矢量和的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为A相和B相；
在B相电流和C相电流的第一矢量和的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为B相和C相；
在C相电流和A相电流的第一矢量和的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为C相和A相。
在其中一个实施例中，确定故障相的步骤，包括：
在所述第二矢量和的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为A相、B相和C相。
在其中一个实施例中，还包括步骤：
获取配电网的零线电流、三相负载功率和三相电源电压；
根据零线电流、三相负载功率和三相电源电压，得到中性点位移电压，并将三相电源电压的平均值与中性点位移电压之间的差值，确认为电压平均值。
在其中一个实施例中，根据零线电流、三相负载功率和三相电源电压，得到中性点位移电压的步骤，包括：
基于以下公式，得到中性点位移电压：
Figure BDA0002673076180000031
其中，U0为中性点位移电压；UA为A相电源电压；UB为B相电源电压；UC为C相电源电压；SA为A相负载功率；SB为B相负载功率；SC为C相负载功率；I0为零线电流。
一种断零故障检测装置，装置包括：
电流获取模块，用于获取三相负载电压的电压平均值，在电压平均值的绝对值大于或等于启动整定值的情况下，获取配电网的三相电流，并将三相电流两两相加得到各第一矢量和，以及将三相电流依次相加得到第二矢量和；
比较结果确认模块，用于分别确认三相电流与差动整定值的单相比较结果，各第一矢量和与差动整定值的两相比较结果，以及第二矢量和与差动整定值的三相比较结果；
断零保护信号输出模块，用于根据单相比较结果、两相比较结果和三相比较结果，输出断零保护信号；断零保护信号用于启动断零保护装置。
一种配电网关，配电网关执行计算机程序时实现上述的方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
上述断零故障检测方法、装置、存储介质和配电网关中，基于边缘计算进行实现，以三相负载电压的电压平均值作为断零故障保护的主启动判据，在电压平均值的绝对值大于或等于启动整定值的情况下，获取配电网的三相电流、第一矢量和以及第二矢量和，通过以三相电流与差动整定值之间的单相比较结果、第一矢量和与差动整定值之间的两相比较结果，以及第二矢量和与差动整定值之间的三相比较结果作为故障类别确定判据，从而可准确识别配电网中的各类断零故障并及时进行断零故障保护，进而提高配电网的安全性。
附图说明
图1为一个实施例中断零故障检测方法的应用环境图；
图2为一个实施例中断零故障检测方法的第一流程示意图；
图3为一个断零故障前配电网的示意图；
图4为一个断零故障后配电网的示意图；
图5为一个实施例中断零故障检测方法的第二流程示意图；
图6为一个实施例中断零故障检测方法的逻辑图；
图7为一个实施例中断零故障检测装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的断零故障检测方法，可应用于配电网台区监测架构中，请参阅图1，配电网台区监测架构可包括台区物理网架、配电网关、配变低压侧开关CBO、低压分支监测单元、无功补偿装置和保护开关等一二次设备，各部分之间的连接关系可如图1所示。在配电网台区监测架构中，配电房或者台架变台区的物理结构可如实线所示，以配电网关为中心的二次连接可如虚线所示。
其中，台区物理网架可包括配电变压器、避雷器LA和低压侧互感器组，低压侧互感器组包括电压互感器PT和电流互感器CT。配变低压侧开关CBO下含多个低压分支，每个低压分支的首端都装设有低压分支监测单元。低压分支监测单元可类似于智能塑壳断路器，具备实时监测分支电压、电流、有功、无功的功能，还具备过载长延时保护、短路短延时保护和短路瞬时保护等功能，能够通过如RS485等方式与配电网关进行通信交互，并支持DL/T645-2007通信规约。
配电网关可以安装在智能配电房或台架变智能台区的本地监控设备，实现终端传感、计量等装置数据的汇集、处理、远传功能，以及台区设备的智能联动等功能，同时将处理后的状态信息通过标准规约上传物联网平台，执行本地指令控制，实现与风机控制器、摄像头、无功补偿装置等智能联动，对相关的检测数据、告警数据和文件数据进行本地存储。
作为配电台区的边缘终端，配电网关采用了基于“容器”技术的边缘技术软件架构，具备配置和扩展基于“微服务”的各类继电保护元件应用功能，实现配电网关软件应用服务独立开发、独立部署、横向独立扩展的定制化需求。本申请中，配电网关可具备扩展配置配电断零保护等各类继电保护的能力。
具体而言，配电网关可用于实现：(1)采集配电变压器低压侧电压、电流和配电房、台架变智能台区低压出线分支电流、电压、设备状态、环境等信息，可采集基本交流模拟量，如三相电压、三相电流、相角、分相有功功率和无功功率、三相有功功率和无功功率、分相有功电能和无功电能、三相有功电能和无功电能、功率因数、频率等；(2)接收多种类型控制目标，包括电压限值、功率因素限值，或直接接收对无功补偿装置的遥控指令，实现台区电能质量治理；(3)可通过光纤或无线公网的通讯方式将数据上送至全域物联网平台。
无功补偿装置可包括电容器，可通过Y型接线或三角接线进行连接。其中，电容器可只具备投或切两种状态。配电网关通过边缘计算或者主站应用向投切开关F1下达投切指令，从而可调节台区电压。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种断零故障检测方法，可用于检测TN系统的配电网(如低压配电网)中零线是否断开，并在检测到发生断零故障时启动断零保护装置。以该方法应用于图1中的边缘计算终端，如配电网关为例进行说明，包括以下步骤：
步骤210，获取三相负载电压的电压平均值，在电压平均值的绝对值大于或等于启动整定值的情况下，获取配电网的三相电流，并将三相电流两两相加得到各第一矢量和，以及将三相电流依次相加得到第二矢量和。
其中，三相负载电压可以为配电网中负载侧的三相电压；电压平均值为A相负载电压、B相负载电压和C相负载电压的平均值。
具体地，请参阅图3和图4，以TN系统为例，图3示出了断零故障前配电网的示意图，图4示出了断零故障后配电网的示意图。在配电网中，断零故障可基于断零点的位置分为三类，分别是a类断零、b类断零和c类断零。如图4所示，当发生a类断零时，发生断零的故障相为A相、B相和C相；当发生b类断零时，发生断零的故障相可以为AB相、BC相或者CA相；当发生c类断零时，发生断零的故障相可以为A相、B相或者C相。
本申请以电压平均值的绝对值是否大于或等于启动整定值作为主启动判据，当满足主启动判据，即电压平均值的绝对值大于或等于启动整定值时，可以初步确定发生断零故障，配电网关根据三相电流分别计算第一矢量和以及第二矢量和。通过将A相电流、B相电流和C相电流逐一相加，从而可得到三者的矢量和，即第二矢量和。通过对三相电流中的任意两个进行相加，从而可得到多个第一矢量和，所得的各个第一矢量和可以包括A相电流与B相电流的矢量和、B相电流与C相电流的矢量和以及C相电流与A相电流的矢量和。
需要说明的是，当发生断零故障且三相负载未发生不平衡时，比较少见电路自然引发的三相断零故障，由于该极端情况不会对配电网造成危害，也无法通过其他电气测量手段侦测，因此在发生该极端情况时主启动判据可不成立，此时电压平均值的绝对值可以小于启动整定值，无需启动断零故障保护。
启动整定值可以预先设定，其具体数值可以根据配电网的连接结构、用电设备的数量等因素进行确定，本申请对此不作具体限制，只需其可较为准确地反映三相断零且三相负载发生不平衡的情况即可。
步骤220，分别确认三相电流与差动整定值的单相比较结果，各第一矢量和与差动整定值的两相比较结果，以及第二矢量和与差动整定值的三相比较结果。
具体地，在发生各类断零故障时，故障相的相电流矢量和小于差动整定值。本申请在满足主启动判据后，将三相电流逐一与差动电流进行比较，得到单相比较结果，将各个第一矢量和逐一与差动电流进行比较，得到两相比较结果，以及将第二矢量和与差动电流进行比较，得到三相比较结果。
需要说明的是，差动整定值可以为一个极小的实数，本申请对具体数值不作限制，只需差动整定值可较为准确地反映三相电流、各第一矢量和以及第二矢量和是否等于零或接近零值的情况即可。
步骤230，根据单相比较结果、两相比较结果和三相比较结果，输出断零保护信号；断零保护信号用于启动断零保护装置。
具体地，可根据单相比较结果、两相比较结果和三相比较结果，判断三相电流、各第一矢量和以及第二矢量和与差动电流之间的关系是否满足故障类别确定判据，并在满足故障类别确定判据时，延时或无延时地输出断零保护信号。进一步地，若各相电流、各第一矢量和以及第二矢量和中，存在预设数量的数据满足故障类别确定判据，则输出断零保护信号。
上述断零故障检测方法中，基于边缘计算进行实现，以三相负载电压的电压平均值作为断零故障保护的主启动判据，在电压平均值的绝对值大于或等于启动整定值的情况下，获取配电网的三相电流、第一矢量和以及第二矢量和，通过以三相电流与差动整定值之间的单相比较结果、第一矢量和与差动整定值之间的两相比较结果，以及第二矢量和与差动整定值之间的三相比较结果作为故障类别确定判据，从而可准确识别配电网中的各类断零故障并及时进行断零故障保护，进而提高配电网的安全性。
在一个实施例中，根据单相比较结果、两相比较结果和三相比较结果，输出断零保护信号的步骤，包括：
在单相比较结果为任一三相电流的绝对值小于差动整定值，两相比较结果为任一第一矢量和的绝对值小于差动整定值，或者三相比较结果为第二矢量和的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相并输出断零保护信号。
其中，故障相为发生断零故障的相。
具体地，本申请以是否小于差动整定值作为故障类别确定判据，根据三相电流的绝对值、各个第一矢量和的绝对值以及第二矢量和的绝对值形成7个故障类别确定判据，当任一故障类别确定判据成立时，延时输出断零保护信号，并根据成立的故障类别确定判据确定故障类型和故障相。
具体而言，请参阅图4，当发生a类断零时，A相电流、B相电流和C相电流均不为0，且满足下述边界条件：
I0＝0
IA+IB+IC＝0
U0′＝0
Figure BDA0002673076180000091
其中，I0为零线电流；IA为A相电流；IB为B相电流；IC为C相电流；U0′为断零点前的中性点位移电压；U0″为断零点后的中性点位移电压；UA为A相电源电压；UB为B相电源电压；UC为C相电源电压；SA为A相负载功率；SB为B相负载功率；SC为C相负载功率。
基于此，本申请根据第二矢量和组成故障类别确定判据|IA+IB+IC|<Id.set，其中，||为取绝对值，Id.set为差动整定值，从而可确定A相电流、B相电流和C相电流相加得到的第二矢量和是否等于零或接近零，进而可确定是否发生a类断零。
请继续参阅图4，当发生b类断零时，故障相的数量为两个，且各故障相的相电流矢量和(即第一矢量和)的幅值小于差动整定值。以BC相为例进行说明，在B相和C相发生断零故障时，满足以下边界条件：
IA+I0＝0
IB+IC＝0
Figure BDA0002673076180000101
Figure BDA0002673076180000102
类似地，当故障相为AB相或者CA相时，可按照上式确定该故障情况所满足的边界条件。
基于此，本申请根据第一矢量和组成故障类别确定判据|IA+IB|<Id.set、|IB+IC|<Id.set和|IC+IA|<Id.set，从而可确定三相电流中，是否存在两相的相电流之和等于零或接近零，进而可确定是否发生b类断零。
当发生c类断零时，故障相的数量为一个，且故障相相电流的幅值小于差动整定值。以C相为例进行说明，在C相发生断零故障时，满足以下边界条件：
IA+IB+I0＝0
IC＝0
Figure BDA0002673076180000103
U0″＝UC
类似地，当故障相为A相或者B相时，可按照上式确定该故障情况所满足的边界条件。
基于此，本申请根据各个相电流组成故障类别确定判据|IA|<Id.set、|IB|<Id.set和|IC|<Id.set，从而可确定是否存在单相电流等于零或接近零，进而可确定是否发生c类断零。
进一步地，在确定故障类型和故障相后，可将故障类型和/或故障相传输至主站，以进行断零故障提醒和方便运维的进行。
上述断零故障检测方法中，在任一三相电流的绝对值小于差动整定值、任一第一矢量和的绝对值小于差动整定值或者第二矢量和的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相并输出断零保护信号，从而可准确识别相应的故障类型和故障相，便于运维的进行。
在一个实施例中，三相电流包括A相电流、B相电流和C相电流；确定故障相的步骤，包括：
在A相电流的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为A相；在B相电流的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为B相；在C相电流的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为C相。
具体地，若满足|IA|<Id.set，则可确定发生c类断零且故障相为A相；若满足|IB|<Id.set，则可确定发生c类断零且故障相为B相；若满足|IC|<Id.set，则可确定发生c类断零且故障相为C相。
在一个实施例中，三相电流包括A相电流、B相电流和C相电流；确定故障相的步骤，包括：
在A相电流和B相电流的第一矢量和的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为A相和B相；
在B相电流和C相电流的第一矢量和的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为B相和C相；
在C相电流和A相电流的第一矢量和的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为C相和A相。
具体地，若满足|IA+IB|<Id.set，则可确定发生b类断零，且故障相为A相和B相；若满足|IB+IC|<Id.set，则可确定发生b类断零，且故障相为B相和C相；若满足|IC+IA|<Id.set，则可确定发生b类断零，且故障相为C相和A相。
在一个实施例中，确定故障相的步骤，包括：
在第二矢量和的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为A相、B相和C相。
具体地，第二矢量和为A相电流、B相电流和C相电流之间的矢量和。若满足第二矢量和的绝对值小于差动整定值，也即|IA+IB+IC|<Id.set，则可确定发生a类断零，且故障相为A相、B相和C相。
在一个实施例中，还包括步骤：
获取配电网的零线电流、三相负载功率和三相电源电压；
根据零线电流、三相负载功率和三相电源电压，得到中性点位移电压，并将三相电源电压的平均值与中性点位移电压之间的差值，确认为电压平均值。
其中，三相负载功率包括A相负载功率、B相负载功率和C相负载功率，三相电源电压可包括A相电源电压、B相电源电压和C相电源电压，且三相负载功率和三相电源电压均为矢量。三相电源电压可以为配电网中电源侧的三相电压，电源侧包括但不局限于变压器高压侧、变压器低压侧或者开关进线端等。
具体地，配电网关可采集配电网的零线电流、三相电源电压和三相负载功率，并根据零线电流、三相负载功率和三相电源电压计算中性点位移电压。具体而言，在配电网中，三相电源电压分别为：
UA＝U∠0°
UB＝U∠-120°
UC＝U∠120°
其中，UA为A相电源电压；UB为B相电源电压；UC为C相电源电压；U为幅值。而三相负载功率分别为：
Figure BDA0002673076180000131
Figure BDA0002673076180000132
Figure BDA0002673076180000133
其中，SA为A相负载功率；SB为B相负载功率；SC为C相负载功率；ZA为A相负载阻抗；ZB为B相负载阻抗；ZC为C相负载阻抗。
根据电路原理，中性点位移电压可为：
Figure BDA0002673076180000134
其中，U0为中性点位移电压；Z0为零线阻抗。
此外，根据中性线测量电流可推得中性点位移电压也可为：
U0＝-I0·Z0
设定C相为基准相且C相负载阻抗ZC与零线阻抗Z0的关系如下所示：
Z0＝x·ZC
其中，x为零线阻抗Z0与负载阻抗ZC的比值，可为复数或者实数。
基于上述内容，可得：
Figure BDA0002673076180000135
Figure BDA0002673076180000136
可见，当零线电流为零时，x为无穷大，即零线电流为零时，零线接近断开，符合实际的电路情况。换言之，通过上式可准确得到中性点位移电压。
需要说明的是，本申请采用现有技术中的任意方式来实现基于零线电流、三相负载功率和三相电源电压得到中性点位移电压，上述示例仅为实现的一个具体示例，并不对本申请做出限制。
在得到中性点位移电压后，将三相电源电压的平均值与中性点位移电压之间的差值，确认为三相负载电压的平均值，也即主启动判据可为下式所示：
|ΔU0|＝|(Ua+Ub+Uc)/3|＝|(UA+UB+UC)/3-U0|≥Uset
其中，ΔU0为电压平均值；Ua为A相负载电压；Ub为B相负载电压；Uc为C相负载电压；Uset为启动整定值。
为便于理解本申请的方案，下面通过一个具体的示例进行说明，如图5和图6所示，提供了一种断零故障检测方法，包括以下步骤：
步骤510，配电网关测量三相电流、零线电流、三相电源电压和三相负载功率。
步骤520，计算中性点位移电压。本申请可通过
Figure BDA0002673076180000141
根据零线电流、三相电源电压和三相负载功率得到中性点位移电压。
步骤530，启动主启动判据。获取三相负载电压的电压平均值，即三相电源电压矢量和的平均值与中性点位移电压的差值，若该差值的绝对值大于或等于启动整定值，则启动断零故障保护。反之，断零故障保护功能退出。
步骤540，启动故障类别确定判据。在主启动判据启动后，当故障相的相电流矢量和幅值小于差动整定值时，即可确定故障类型和故障相。其中，故障类型包括a类断零(即三相断零)、b类断零(即两相断零)和c类断零(即单相断零)，可通过7个故障类别确定判据进行判别。如图6所示，7个故障类别确定判据可以或门出口，即满足其中任意一个故障类别确定判据时，即可根据成立的故障类别确定判据确定故障类型和故障相。在故障类别确定判据启动后，断零保护信号可进入延时出口元件，以将断零保护信号延时输出至断零保护装置。反之，若上述7个故障类别确定判据均不成立，断零故障保护功能退出。
步骤550，断零保护信号延时输出。对断零保护信号进行一定的延时后，断零保护完成出口。
本申请基于边缘计算的断零故障检测方法，系统分析了低压配电网正常运行和零线断线时中性点位移电压、零线电流和负载的特征关系，详细说明了各类断线故障的故障特征，提出了判别各类断线故障的零线断线识别判据和故障研判逻辑，进而达到低压配电网断零故障研判的目标。
应该理解的是，虽然图1-6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1-6中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图7所示，提供了一种断零故障检测装置，包括：
电流获取模块，用于获取三相负载电压的电压平均值，在电压平均值的绝对值大于或等于启动整定值的情况下，获取配电网的三相电流，并将三相电流两两相加得到各第一矢量和，以及将三相电流依次相加得到第二矢量和；
比较结果确认模块，用于分别确认三相电流与差动整定值的单相比较结果，各第一矢量和与差动整定值的两相比较结果，以及第二矢量和与差动整定值的三相比较结果；
断零保护信号输出模块，用于根据单相比较结果、两相比较结果和三相比较结果，输出断零保护信号；断零保护信号用于启动断零保护装置。
在一个实施例中，断零保护信号输出模块，还用于在单相比较结果为任一三相电流的绝对值小于差动整定值，两相比较结果为任一第一矢量和的绝对值小于差动整定值，或者三相比较结果为第二矢量和的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相并输出断零保护信号。
在一个实施例中，三相电流包括A相电流、B相电流和C相电流；断零保护信号输出模块还包括：第一确定单元，用于在A相电流的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为A相；在B相电流的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为B相；在C相电流的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为C相。
在一个实施例中，三相电流包括A相电流、B相电流和C相电流；断零保护信号输出模块还包括：第二确定单元，用于在A相电流和B相电流的第一矢量和的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为A相和B相；在B相电流和C相电流的第一矢量和的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为B相和C相；在C相电流和A相电流的第一矢量和的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为C相和A相。
在一个实施例中，断零保护信号输出模块还包括：第三确定单元，用于在第二矢量和的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为A相、B相和C相。
在一个实施例中，断零故障检测装置，还包括：平均值获取模块，用于获取配电网的零线电流、三相负载功率和三相电源电压；根据零线电流、三相负载功率和三相电源电压，得到中性点位移电压，并将三相电源电压的平均值与中性点位移电压之间的差值，确认为电压平均值。
在一个实施例中，平均值获取模块，还用于基于以下公式，得到中性点位移电压：
Figure BDA0002673076180000171
其中，U0为中性点位移电压；UA为A相电源电压；UB为B相电源电压；UC为C相电源电压；SA为A相负载功率；SB为B相负载功率；SC为C相负载功率；I0为零线电流。
关于断零故障检测装置的具体限定可以参见上文中对于断零故障检测方法的限定，在此不再赘述。上述断零故障检测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种配电网关，配电网关执行计算机程序时实现以下步骤：
获取三相负载电压的电压平均值，在电压平均值的绝对值大于或等于启动整定值的情况下，获取配电网的三相电流，并将三相电流两两相加得到各第一矢量和，以及将三相电流依次相加得到第二矢量和；
分别确认三相电流与差动整定值的单相比较结果，各第一矢量和与差动整定值的两相比较结果，以及第二矢量和与差动整定值的三相比较结果；
根据单相比较结果、两相比较结果和三相比较结果，输出断零保护信号；断零保护信号用于启动断零保护装置。
在一个实施例中，配电网关执行计算机程序时还实现以下步骤：在单相比较结果为任一三相电流的绝对值小于差动整定值，两相比较结果为任一第一矢量和的绝对值小于差动整定值，或者三相比较结果为第二矢量和的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相并输出断零保护信号。
在一个实施例中，三相电流包括A相电流、B相电流和C相电流；配电网关执行计算机程序时还实现以下步骤：在A相电流的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为A相；在B相电流的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为B相；在C相电流的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为C相。
在一个实施例中，三相电流包括A相电流、B相电流和C相电流；配电网关执行计算机程序时还实现以下步骤：在A相电流和B相电流的第一矢量和的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为A相和B相；在B相电流和C相电流的第一矢量和的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为B相和C相；在C相电流和A相电流的第一矢量和的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为C相和A相。
在一个实施例中，配电网关执行计算机程序时还实现以下步骤：在第二矢量和的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为A相、B相和C相。
在一个实施例中，配电网关执行计算机程序时还实现以下步骤：获取配电网的零线电流、三相负载功率和三相电源电压；根据零线电流、三相负载功率和三相电源电压，得到中性点位移电压，并将三相电源电压的平均值与中性点位移电压之间的差值，确认为电压平均值。
在一个实施例中，配电网关执行计算机程序时还实现以下步骤：基于以下公式，得到中性点位移电压：
Figure BDA0002673076180000181
其中，U0为中性点位移电压；UA为A相电源电压；UB为B相电源电压；UC为C相电源电压；SA为A相负载功率；SB为B相负载功率；SC为C相负载功率；I0为零线电流。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取三相负载电压的电压平均值，在电压平均值的绝对值大于或等于启动整定值的情况下，获取配电网的三相电流，并将三相电流两两相加得到各第一矢量和，以及将三相电流依次相加得到第二矢量和；
分别确认三相电流与差动整定值的单相比较结果，各第一矢量和与差动整定值的两相比较结果，以及第二矢量和与差动整定值的三相比较结果；
根据单相比较结果、两相比较结果和三相比较结果，输出断零保护信号；断零保护信号用于启动断零保护装置。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：在单相比较结果为任一三相电流的绝对值小于差动整定值，两相比较结果为任一第一矢量和的绝对值小于差动整定值，或者三相比较结果为第二矢量和的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相并输出断零保护信号。
在一个实施例中，三相电流包括A相电流、B相电流和C相电流；计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：在A相电流的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为A相；在B相电流的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为B相；在C相电流的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为C相。
在一个实施例中，三相电流包括A相电流、B相电流和C相电流；计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：在A相电流和B相电流的第一矢量和的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为A相和B相；在B相电流和C相电流的第一矢量和的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为B相和C相；在C相电流和A相电流的第一矢量和的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为C相和A相。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：在第二矢量和的绝对值小于差动整定值的情况下，确定故障相为A相、B相和C相。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取配电网的零线电流、三相负载功率和三相电源电压；根据零线电流、三相负载功率和三相电源电压，得到中性点位移电压，并将三相电源电压的平均值与中性点位移电压之间的差值，确认为电压平均值。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：基于以下公式，得到中性点位移电压：
Figure BDA0002673076180000201
其中，U0为中性点位移电压；UA为A相电源电压；UB为B相电源电压；UC为C相电源电压；SA为A相负载功率；SB为B相负载功率；SC为C相负载功率；I0为零线电流。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种断零故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取三相负载电压的电压平均值，在所述电压平均值的绝对值大于或等于启动整定值的情况下，获取配电网的三相电流，并将所述三相电流两两相加得到各第一矢量和，以及将所述三相电流依次相加得到第二矢量和；
分别确认所述三相电流与差动整定值的单相比较结果，各所述第一矢量和与所述差动整定值的两相比较结果，以及所述第二矢量和与所述差动整定值的三相比较结果；
根据所述单相比较结果、所述两相比较结果和所述三相比较结果，输出断零保护信号；所述断零保护信号用于启动断零保护装置。
2.根据权利要求1所述的断零故障检测方法，其特征在于，根据所述单相比较结果、所述两相比较结果和所述三相比较结果，输出断零保护信号的步骤，包括：
在所述单相比较结果为任一所述三相电流的绝对值小于所述差动整定值，所述两相比较结果为任一所述第一矢量和的绝对值小于所述差动整定值，或者所述三相比较结果为所述第二矢量和的绝对值小于所述差动整定值的情况下，确定故障相并输出所述断零保护信号。
3.根据权利要求2所述的断零故障检测方法，其特征在于，所述三相电流包括A相电流、B相电流和C相电流；确定故障相的步骤，包括：
在所述A相电流的绝对值小于所述差动整定值的情况下，确定所述故障相为A相；在所述B相电流的绝对值小于所述差动整定值的情况下，确定所述故障相为B相；在所述C相电流的绝对值小于所述差动整定值的情况下，确定所述故障相为C相。
4.根据权利要求2所述的断零故障检测方法，其特征在于，所述三相电流包括A相电流、B相电流和C相电流；确定故障相的步骤，包括：
在所述A相电流和所述B相电流的第一矢量和的绝对值小于所述差动整定值的情况下，确定所述故障相为A相和B相；
在所述B相电流和所述C相电流的第一矢量和的绝对值小于所述差动整定值的情况下，确定所述故障相为B相和C相；
在所述C相电流和所述A相电流的第一矢量和的绝对值小于所述差动整定值的情况下，确定所述故障相为C相和A相。
5.根据权利要求2所述的断零故障检测方法，其特征在于，确定故障相的步骤，包括：
在所述第二矢量和的绝对值小于所述差动整定值的情况下，确定所述故障相为A相、B相和C相。
6.根据权利要求1至5任一项所述的断零故障检测方法，其特征在于，还包括步骤：
获取所述配电网的零线电流、三相负载功率和三相电源电压；
根据所述零线电流、所述三相负载功率和所述三相电源电压，得到中性点位移电压，并将所述三相电源电压的平均值与所述中性点位移电压之间的差值，确认为所述电压平均值。
7.根据权利要求6所述的断零故障检测方法，其特征在于，根据所述零线电流、所述三相负载功率和所述三相电源电压，得到中性点位移电压的步骤，包括：
基于以下公式，得到所述中性点位移电压：
Figure FDA0002673076170000021
其中，U0为所述中性点位移电压；UA为A相电源电压；UB为B相电源电压；UC为C相电源电压；SA为A相负载功率；SB为B相负载功率；SC为C相负载功率；I0为所述零线电流。
8.一种断零故障检测装置，其特征在于，所述装置包括：
电流获取模块，用于获取三相负载电压的电压平均值，在所述电压平均值的绝对值大于或等于启动整定值的情况下，获取配电网的三相电流，并将所述三相电流两两相加得到各第一矢量和，以及将所述三相电流依次相加得到第二矢量和；
比较结果确认模块，用于分别确认所述三相电流与差动整定值的单相比较结果，各所述第一矢量和与所述差动整定值的两相比较结果，以及所述第二矢量和与所述差动整定值的三相比较结果；
断零保护信号输出模块，用于根据所述单相比较结果、所述两相比较结果和所述三相比较结果，输出断零保护信号；所述断零保护信号用于启动断零保护装置。
9.一种配电网关，其特征在于，所述配电网关执行计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
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