CN113253153A - 基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法。所述方法包括：识别各相线中的非故障相，并获取非故障相二次电流中的二次谐波分量占比；当至少一相非故障相二次电流中的二次谐波分量占比大于第一占比值时，获取二次零序电信号；根据二次零序电信号，确定中性线异常类型。采用三相供电系统非故障相对应的二次电流的二次谐波分量占比作为中性线出现异常的判断依据，再进一步获取二次零序电信号并基于二次零序电信号分析出中性线异常类型。因非故障相对应的二次电流中二次谐波分量占比在系统正常运行时很小，但在出现中性线异常时大幅提升，所以基于二次谐波分量占比对中性线异常进行判断不易受到干扰，大大提高判断的准确性。

Description

基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法

技术领域

本申请涉及三相供电系统保护技术领域，特别是涉及一种基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法、装置、计算机可读存储介质以及一种继电保护装置。

背景技术

三相供电系统与人们的日常生活以及社会的正常运转都息息相关，为了保证三相供电系统的在遇到故障时能及时做出反应，继电保护技术应运而生。继电保护技术中主要包括差动保护功能、后备保护功能、零序保护等功能，这些功能在处理三相供电系统中单相接地故障等常见故障时具有很好的效果。但是当三相供电系统的二次回路的中性线出现异常时，容易导致继电保护装置误动或不动作的问题。所以准确判断中性线异常对提高继电保护装置可靠性十分重要。现有技术中存在着无法准确判断中性线异常的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够准确判断中性线异常的基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法、装置、计算机可读存储介质及一种继电保护装置。

一方面，本发明实施例提供一种基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法，应用于三相供电系统，三相供电系统包括电流互感器，电流互感器的一次侧分别与三相供电系统的各相线连接，电流互感器的二次侧用于感应出与各相线上的电信号对应的二次电流，所述方法包括：识别各所述相线中的非故障相，并获取非故障相二次电流中的二次谐波分量占比；当至少一相非故障相二次电流中的二次谐波分量占比大于第一占比值时，获取二次零序电信号；根据二次零序电信号，确定中性线异常类型。

在其中一个实施例中，二次零序电信号包括：二次零序电压、二次零序电流以及二次零序电流二次谐波分量占比。

在其中一个实施例中，根据二次零序电信号，确定中性线异常类型的步骤包括：当二次零序电流二次谐波分量占比超过第二占比值时，确定中性线异常类型为中性线电阻变大异常；当二次零序电流小于阈值零序电流，且二次零序电压大于阈值零序电压时，确定中性线异常类型为中性线断线异常。

在其中一个实施例中，三相供电系统还包括继电保护装置。当中性线的异常类型为中性线电阻变大异常时，还包括如下步骤：闭锁继电保护装置的零序电流差动保护功能；闭锁继电保护装置与非故障相对应的相电流差动保护功能；提高继电保护装置与非故障相对应的后备保护功能的整定值。

在其中一个实施例中，当中性线的异常类型为中性线断线异常时，所述方法还包括如下步骤：识别各相线中非故障相；闭锁继电保护装置的零序电流差动保护功能；闭锁继电保护装置与非故障相对应的相电流差动保护功能；提高继电保护装置与非故障相对应的后备保护功能的整定值；降低继电保护装置与故障相对应的相电流差动保护功能的整定值。

在其中一个实施例中，所述方法还包括步骤：获取各所述相线的相电压与相电流；所述识别所述相线中的非故障相的步骤包括：若所述相线的相电压大于第二阈值相电压，判断所述相线为非故障相；其中，所述第二阈值相电压大于或等于所述第一阈值相电压；所述识别所述相线中的故障相的步骤包括：若所述相线的相电压小于第一阈值相电压，且所述相线的相电流的突变量大于阈值相电流突变量时，判断所述相线为故障相。

在其中一个实施例中，所述方法还包括步骤：获取各所述相线的本侧相电压、本侧相电流以及对侧相电压、对侧相电流；所述识别所述相线中的非故障相的步骤包括：若所述相线的所述本侧相电压大于第二阈值相电压，且所述对侧相电压大于第二阈值相电压、所述对侧相电流的突变量小于第二阈值相电流突变量时，判断所述相线为非故障相；其中，所述第二阈值相电压大于或等于所述第一阈值相电压，所述第二阈值相电流突变量小于或等于所述第一阈值相电流突变量；所述识别所述相线中的故障相的步骤包括：若所述相线的所述本侧相电压小于第一阈值相电压，且所述本侧相电流的突变量大于第一阈值相电流突变量时，判断所述相线为故障相。

另一方面，本发明实施例还提供一种基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断装置，包括：二次谐波分量占比获取模块，用于获取各相线的二次电流中的二次谐波分量占比；二次零序电信号获取模块，用于当至少两条相线的二次电流中的二次谐波分量占比大于第一占比值时，获取二次零序电信号；中性线异常判断模块，根据二次零序电信号，确定中性线异常类型。

又一方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权上述任一实施例所述的基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法的步骤。

再一方面，本发明实施例还提供一种继电保护装置，包括：电信号采集单元，与互感器的二次侧连接，用于采集各相线的二次电流；控制器，包括存储器与处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权上述任一实施例所述的基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法的步骤。

通过本发明基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法实施例，采用三相供电系统各相线对应的二次电流的二次谐波分量占比作为中性线出现异常的判断依据，再进一步获取二次零序电信号并基于二次零序电信号分析出中性线异常类型。因二次谐波分量占比在系统正常运行时很小，但在出现中性线异常时大幅提升，所以基于二次谐波分量占比对中性线异常进行判断不易受到干扰，大大提高判断的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例提供的基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法的使用环境示意图；

图2为一个实施例中基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法的流程示意图；

图3为另一个实施例中基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法的流程示意图；

图4为又一个实施例中基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法的流程示意图；

图5为一个实施例中应对中性线电阻变大异常的流程示意图；

图6为一个实施例中应对中性线电阻断线异常的流程示意图；

图7为一个实施例中识别各相线中的故障相与非故障相的流程示意图；

图8为另一个实施例中识别各相线中的故障相与非故障相的流程示意图；

图9为一个实施例中中性线异常判断装置的功能模块图；

图10为一个实施例中继电保护装置的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

请参阅图1，三相供电系统中包括用于供电的三条相线以及互感器。三条相线分别为A相、B相以及C相。互感器10的一次侧分别与各相线连接，互感器10的二次侧用于感应出与各相线上的电流对应的二次电流。可以理解，三条相线中的电流一般为大电流信号，直接获取大电流信号较为困难，所以采用电流互感器10来降低大电流信号的电流。电流互感器10一次侧流过各相线的电流，在电流互感器10的二次侧就会得到与大电流信号对应的二次电流。当三相供电系统出现故障时，一次测的电流将会出现异常，同时二次电流也会随之发生变化，三相供电系统中的继电保护装置50即可根据二次电流对系统故障进行相应的保护动作。

正如背景技术所述，现有继电保护装置50有容易误判或不动作的问题，出现这种问题的原因在于，二次零序电流会流经中性线30，若中性线30出现异常，二次零序电流将受到影响，则继电保护装置50中的零序电流差动保护功能可能会误动作。可以理解，二次零序电流为电流互感器10二次侧的零序电流。此外，中性线30异常还可能致使继电保护装置50中的各相线的相电流差动保护功能出现误动作。进一步地，针对以上问题，有些技术方案中采用基于二次零序电压或零序电流中三次谐波分量的占比来判断中性线30是否出现异常，三次谐波分量指的是信号频率为三相供电系统基频三倍的信号分量。但是经发明人研究发现，随着越来越多的电力变流设备，如整流器、逆变器等的加入，导致三相供电系统在正常运行中仍会含有较大比重的三次谐波，使得现有技术中中性线异常判断方法的准确性不高。

另外，发明人还研究发现，上述差动保护误动作的原因为：中性线30异常导致三相系统中各相线的二次电流出现异常，以使得出现差流，继电保护装置50检测到差流后误动作。具体而言，中性线30异常包括中性线电阻变大异常与中性线断线异常。若中性线30正常，当三相供电系统发生短路故障，以单相接地故障为例，因此时中性线30电阻相较于非故障相阻抗可忽略不计，故障相对应的电流互感器10二次侧中产生的很大的二次短路电流会全部流经中性线30并最终导向大地，而不会影响非故障相，所以非故障相的二次电流与二次电压不受影响，与非故障相对应的继电保护装置不会误动作。若中性线30异常时，同样发生单相接地故障，此时中性线30的电阻因为异常而增大，无法忽略不计，上述二次短路电流中的部分会倒灌入非故障相对应的电流互感器10二次侧，此时非故障相对应的电流互感器10二次侧出现差流，导致继电保护装置误动作。在出现上述二次短路电流倒灌时，中性线30的大电阻与二次短路电流的分流会使得中性点电压提高，此时中性点的大电压作用在电流互感器10二次侧，此二次电流全部转为励磁电流，此时电流互感器将会发生饱和，故障相与非故障相会出现大量二次谐波分量。其中，二次谐波分量指的是信号频率为三相供电系统基频两倍的信号分量。

基于以上原因，本发明提供了一种基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法，如图2所示，本发明实施例应用于三相供电系统，请一并参阅图1，本实施例所述方法包括：

S100，识别各所述相线中的非故障相，并获取非故障相二次电流中的二次谐波分量占比。

具体而言，二次谐波分量占比用于表征二次电流中二次谐波的含量。可以采用二次电流中二次谐波分量的幅值与二次电流的幅值的比值作为二次谐波分量占比，也可以采用二次电流中二次谐波分量幅值的平方与二次电流幅值的平方的比值作为二次谐波分量占比。其中，二次电流可以通过在电流互感器10二次侧设置传感器来采集。二次谐波分量的幅值可以根据快速傅里叶算法、离散傅里叶算法等傅里叶分析方法对二次电流进行处理，并从处理结果中提取二次谐波分量的幅值。

S300，当至少一相非故障相二次电流中的二次谐波分量占比大于第一占比值时，获取二次零序电信号。

可以理解，当中性线30异常并且三相供电系统出现故障时，三条相线上都将含有较多二次谐波，但是故障相中的二次谐波为三相供电系统故障所引起的，而非故障相中的二次谐波是在中性线30异常的情况下，由上述电流倒灌现象导致电流互感器饱和所引起的，当检测到任意一个非故障相中的二次谐波出现大量二次谐波时，可判断中性线30出现异常。第一占比值可通过结合仿真分析结果与三相供电系统出现中性线30异常时的相关记录文件进行设置。例如，在仿真软件中建立三相供电系统仿真模型，模拟在中性线30异常时出现各种常见故障的情形，并统计各种故障出现时二次谐波分量占比。调取三相供电系统出现中性线30异常时的故障录波器中的相关文件，对故障波形进行分析，提取出实际故障中二次谐波分量占比。结合仿真得到的数据和实际故障中的相关数据，对第一占比值进行设定。

另外，二次零序电信号指的是电流互感器10二次侧的零序回路的电信号，可以采用对称分量法对各相线的二次电流进行分析，从而得到二次零序电信号。

S500，根据二次零序电信号，确定中性线异常类型。

可以理解，本发明中的中性线30指的是电流互感器10二次侧的中性线30，中性线30是二次零序回路的一部分，当中性线30出现异常时，会影响二次零序回路的阻抗，从而影响二次零序电信号，所以可根据二次零序电信号的具体情况，确定中性线异常类型。

通过本发明基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法实施例，采用非故障相二次电流的二次谐波分量占比作为中性线出现异常的判断依据，再进一步获取二次零序电信号并基于二次零序电信号分析出中性线异常类型。因非故障相二次电流的二次谐波分量占比在系统正常运行时很小，但在出现中性线异常时大幅提升，所以基于二次谐波分量占比对中性线异常进行判断不易受到干扰，大大提高判断的准确性。

在一个实施例中，二次零序电信号包括二次零序电流、二次零序电压以及二次零序电流二次谐波分量占比。具体而言，二次零序电流指的是电流互感器10二次侧零序回路中的电流。二次零序电压指的是电流互感器10二次侧零序回路中的电压。

在一个可选实施例中，二次零序电流可根据三条相线对应的二次电流的和计算得出。二次零序电压根据三条相线对应的二次电压的和计算得出。在另一个可选实施例中，在电流互感器10二次侧增加零序电流互感器，采集零序电流互感器中的电流可得到二次零序电流。在电流互感器10二次侧增加辅助绕组，辅助绕组按照三角开口接法接线，采集开口三角出线端的电压得到二次零序电压。

相应地，如图3所示，上述方法步骤S300包括：

S310，当至少一相非故障相二次电流中的二次谐波分量占比大于第一占比值时，获取二次零序电流、二次零序电压以及二次零序电流二次谐波分量占比。

上述方法步骤S500包括：

S510，根据二次零序电压、二次零序电流以及二次零序电流二次谐波分量占比，确定中性线异常类型。

进一步地，在一个实施例中，如图4所示，上述步骤S510可通过如下步骤实现：

S513，当二次零序电流二次谐波分量占比超过第二占比值时，确定中性线异常类型为中性线电阻变大异常。

可以理解，中性线30的大电阻是二次谐波出现的根本原因。当二次电流中有较大二次谐波分量时，说明中性线30出现大电阻，但无法确定异常类型是中性线变大异常还是中性线断线异常。当中性线30断线时，二次零序回路无法导通，所以二次零序电流应十分微弱，二次零序电流的二次谐波分量占比难以被检测。在中性线30电阻变大但还未断线时，二次零序电流中有较大占比的二次谐波分量，所以从二次零序电流中检测到超过第二占比值的二次谐波分量时，即可确定中性线30的电阻变大。实际情况中，中性线虚接等问题有可能引发中性线电阻变大异常，在得知中性线异常类型为中性线电阻变大异常时，可通过排查中性线连接点是否稳固等来发现中性线异常的起因。

S515，当二次零序电流小于阈值零序电流，且二次零序电压大于阈值零序电压时，确定中性线异常类型为中性线断线异常。

可以理解，回路断线时会同时出现回路电压较大(约等于电源电压)，回路电流近乎于零的现象。此现象同样会出现在中性线30断线引发的二次零序回路断线情况中，即出现二次零序电压较大，二次零序电流较小的现象。其中，可根据具体使用场景的三相供电系统的各相线相电压、电流互感器变比等设置阈值零序电压。阈值零序电流可设为接近于零的一个较小值。

在一个实施例中，继电保护装置50所配置的功能包括差动保护功能。差动保护功能是基于基尔霍夫电流定律的一种保护，其将被保护的设备看作一个节点，当该设备正常时，流入该设备与流出该设备的电流应该相等，当流入该设备与流出该设备的电流不相等时，即出现差流时，可判断出现故障，差动保护功能启动。进一步地，差动保护功能包括零序电流差动保护功能，零序电流差动保护功能是根据零序电流的差流启动的。具体而言，根据对称分量法，三相电流的和为三倍的零序电流，当三相供电系统正常时，流入被保护设备与流出被保护设备的零序电流都为零，当被保护设备出现故障时，三相出现不对称，导致零序电流出现差流，零序电流差动保护功能启动。差动保护功能还配置有相电流差动保护功能，相电流差动保护功能是根据相电流的差流启动的。具体而言，当某一相线出现故障时，流入该相线的电流与流出该相线的电流不相等，相电流差动保护功能启动。另外，继电保护装置50还配置有后备保护功能，后备保护功能是当被保护设备出现故障时应当立即动作的主保护因各种原因不动作时，由另一套保护进行动作的一种保护功能。

为了应对中性线30异常带来的影响，还需要对继电保护装置50配置的保护功能做一定调整，以避免继电保护装置50误动作。在本实施例中，如图5所示，当中性线30的异常类型为中性线电阻变大异常时，还包括如下步骤：

S730，闭锁继电保护装置的零序电流差动保护功能。

可以理解，闭锁指的是断开继电保护装置50中一项保护功能的控制回路，以使得这项保护功能在满足条件时不动作。具体而言，可以采用机械闭锁、电气闭锁等成熟闭锁技术手段实现。中性线30电阻变大时，二次零序回路的阻抗已发生变化，二次零序电流也会受到较大影响。因此，继电保护装置50中以二次零序电流为判断依据的零序电流差动保护功能已经不可靠，闭锁零序电流差动保护功能防止出现误动作。

S750，闭锁继电保护装置与非故障相对应的相电流差动保护功能。

可以理解，因为中性线30电阻变大，非故障相对应的电流互感器10二次侧会出现电流倒灌现象，因此非故障相电流互感器10二次侧也会出现差流，但此时非故障相并未出现故障，继电保护装置50不应动作，所以闭锁继电保护装置50与非故障相对应的相电流差动保护功能，防止出现误动作。

S770，提高继电保护装置与非故障相对应的后备保护功能的整定值。

在一个实施例中，如图6所示，当中性线30的异常类型为中性线断线时，还包括如下步骤：

S900，识别各相线中的故障相。

S930，闭锁继电保护装置的零序电流差动保护功能。

S950，闭锁继电保护装置与非故障相对应的相电流差动保护功能。

S970，提高继电保护装置与非故障相对应的后备保护功能的整定值。

S990，降低继电保护装置与故障相对应的相电流差动保护功能的整定值。

可以理解，中性线30完全断线时，二次零序电流还会流入与非故障相对应的电流互感器10二次侧，非故障相对应的电流互感器10二次侧的阻抗也会作用在二次零序电流上，导致二次零序电流的幅值降低。为了保证相电流差动保护功能的灵敏性，也应相应的降低与故障相对应的相电流差动保护功能的整定值。

此外，关于步骤S930、S950以及S970的说明可参见上文实施例中对步骤S730、S750以及S770的说明，在此不再赘述。

在一个实施例中，如图7所示，上述方法还包括步骤：

S910，获取各相线的相电压与相电流。可

以理解，在三相供电系统的各相线出现故障时，各相线对应的相电压与相电流都会受到影响。基于各相线对应的相电压与相电流的情况可判断相线为故障相或非故障相。

步骤S100中识别各相线中的非故障相的步骤可通过如下步骤实现：

S110，若相线的相电压大于第二阈值相电压，判断该相线为非故障相；其中，第二阈值相电压大于或等于第一阈值相电压。

可以理解，第一阈值相电压与第二阈值相电压取值不当会导致既为故障相又为非故障相的情况出现，例如，当选择第一阈值相电压为0.8倍额定相电压，选择第二阈值相电压为0.7倍额定相电压时，若相线的相电压为0.75倍额度相电压，且相电流的突变量也大于阈值相电流突变量，则此相线会被同时判断为故障相与非故障相。因此，第二阈值相电压应大于或等于第一阈值相电压，以避免出现上述例子中的情况。

上述方法步骤S900可通过如下步骤实现：

S930，若相线的相电压小于第一阈值相电压，且相线的相电流的突变量大于阈值相电流突变量时，判断该相线为故障相。

可以理解，相电流突变量指的是相电流突然变化量。具体而言，可以通过比对获得的连续时刻的相电流的幅值，得到相电流突变量，通过控制器实现相电流突变与阈值相电流突变量的比较判断。三相供电系统中最常见的故障为短路故障，在相线发生短路故障时，相电压会下降，且相电流会因为短路而发生突变。所以结合相电压与相电流的突变量来判断相线是否为故障相。可以根据三相供电系统的实际运行状态以及三相供电系统的相关规定等设置第一阈值相电压以及阈值相电流突变量的值。

在一个实施例中，如图8所示，上述方法还包括步骤：

S911，获取各相线的本侧相电压、本侧相电流以及对侧相电压、对侧相电流。

可以理解，靠近本发明实施例实施主体，如继电保护装置，的一端为本侧，远离本发明实施例实施主体的一侧为对侧。当对侧出现故障时，本侧相电压与相电流可能波动很小，需要结合对侧相电压与相电流可进一步判断本相线是否出现故障。

步骤S100中识别各相线中的非故障相的步骤还可通过如下步骤实现：

S111，若相线的本侧相电压大于第二阈值相电压，且对侧相电压大于第二阈值相电压、对侧相电流的突变量小于第二阈值相电流突变量，判断该所述相线为非故障相；其中，所述第二阈值相电压大于或等于所述第一阈值相电压，所述第二阈值相电流突变量小于或等于所述第一阈值相电流突变量。

可以理解，当本侧相电压大于第二阈值相电压时，可判断本侧并未出现故障。当对侧相电压也满足大于第二阈值相电压的条件，且并未出现相电流突然变化的情况，可判断对侧并未出现故障。结合上述条件可判断本侧与对侧都未发生故障，对应的相线为非故障相。

上述方法步骤S900还可通过如下步骤实现：

S931，若相线的本侧相电压小于第一阈值相电压，且本侧相电流的突变量大于第一阈值相电流突变量时，判断该相线为故障相。

关于步骤S931的说明可参照步骤S930的说明。

应该理解的是，虽然图1-图8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-图8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。

本发明实施例还提供一种中性线异常判断装置100，应用于三相供电系统，三相供电系统包括电流互感器10，电流互感器10的一次侧分别与三相供电系统的各相线连接，电流互感器10的二次侧用于感应出与各相线上的电信号对应的二次电流。如图9所示，中性线异常判断装置包括：非故障相识别模块101，用于识别各所述相线中的非故障相；二次谐波分量占比获取模块103，用于获取非故障相二次电流中的二次谐波分量占比。二次零序电信号获取模块105，用于当至少一相非故障相二次电流中的二次谐波分量占比大于第一占比值时，获取二次零序电信号。中性线异常判断模块107，根据所述二次零序电信号，确定中性线异常类型。

在一个实施例中，上述中性线异常判断模块107还用于当二次零序电流二次谐波分量占比超过第二占比值时，确定中性线异常类型为中性线电阻变大异常。中性线异常判断模块107还用于当二次零序电流小于阈值零序电流，且二次零序电压大于阈值零序电压时，确定中性线异常类型为中性线断线异常。

在一个实施例中，上述装置还包括：相线状态识别模块与保护逻辑修改模块。相线状态识别模块用于识别各所述相线中的非故障相。保护逻辑修改模块用于在中性线的异常类型为中性线电阻变大异常时，闭锁继电保护装置50的零序电流差动保护功能、闭锁继电保护装置与非故障相对应的相电流差动保护功能以及提高继电保护装置与非故障相对应的后备保护功能的整定值。

在一个实施例中，相线状态识别模块还用于识别各相线中的故障相与非故障相。保护逻辑修改模块用于在中性线的异常类型为中性线断线异常时，闭锁继电保护装置的零序电流差动保护功能，闭锁继电保护装置与非故障相对应的相电流差动保护功能、提高继电保护装置与非故障相对应的后备保护功能的整定值、以及降低继电保护装置与故障相对应的相电流差动保护功能的整定值。

关于基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断装置的具体限定可以参见上文中对于基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法的限定，在此不再赘述。上述中性线异常判断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。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

在一个实施例中，请参阅图10，本发明还提供了一种继电保护装置50，应用于三相供电系统，三相供电系统包括电流互感器10，电流互感器10的一次侧分别与三相供电系统的各相线连接，电流互感器10的二次侧用于感应出与各所述相线上的电流对应的二次电流。继电保护装置50包括电信号采集单元53与控制器55。其中，电信号采集单元53与电流互感器10的二次侧连接，用于采集各相线的二次电流。控制器55包括存储器与处理器，其中，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法实施例中的步骤。

本发明实施例提供的继电保护装置中的计算机程序被执行时实现的步骤的说明可参照上述基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法实施例中对于各步骤的说明，在此不再赘述。

在一个实施例中，本发明还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上述实施例中基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法的步骤。

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。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

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)

1.一种基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法，应用于三相供电系统，所述三相供电系统包括电流互感器，所述电流互感器的一次侧分别与所述三相供电系统的各相线连接，所述电流互感器的二次侧用于感应出与各所述相线上的电流对应的二次电流，其特征在于，所述方法包括：

识别各所述相线中的非故障相，并获取非故障相二次电流中的二次谐波分量占比；

当至少一相非故障相二次电流中的二次谐波分量占比大于第一占比值时，获取二次零序电信号；

根据所述二次零序电信号，确定中性线异常类型。

2.根据权利要求1所述的基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法，其特征在于，所述二次零序电信号包括：二次零序电压、二次零序电流以及二次零序电流二次谐波分量占比。

3.根据权利要求2所述的基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法，其特征在于，所述根据所述二次零序电信号，确定中性线异常类型的步骤包括：

当所述二次零序电流二次谐波分量占比超过第二占比值时，确定中性线异常类型为中性线电阻变大异常；

当所述二次零序电流小于阈值零序电流，且所述二次零序电压大于阈值零序电压时，确定中性线异常类型为中性线断线异常。

4.根据权利要求3所述的基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法，其特征在于，所述三相供电系统还包括继电保护装置；当所述中性线的异常类型为中性线电阻变大异常时，还包括如下步骤：

闭锁所述继电保护装置的零序电流差动保护功能；

闭锁所述继电保护装置与所述非故障相对应的相电流差动保护功能；

提高所述继电保护装置与所述非故障相对应的后备保护功能的整定值。

5.根据权利要求4所述的基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法，其特征在于，当所述中性线的异常类型为中性线断线异常时，还包括如下步骤：

识别各所述相线中的故障相；

闭锁所述继电保护装置的零序电流差动保护功能；

闭锁所述继电保护装置与所述非故障相对应的相电流差动保护功能；

提高所述继电保护装置与所述非故障相对应的后备保护功能的整定值；

降低所述继电保护装置与所述故障相对应的相电流差动保护功能的整定值。

6.根据权利要求5所述的基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：

获取各所述相线的相电压与相电流；

所述识别所述相线中的非故障相的步骤包括：

若所述相线的相电压大于第二阈值相电压，判断所述相线为非故障相；其中，所述第二阈值相电压大于或等于所述第一阈值相电压；

所述识别所述相线中的故障相的步骤包括：

若所述相线的相电压小于第一阈值相电压，且所述相线的相电流的突变量大于阈值相电流突变量时，判断所述相线为故障相。

7.根据权利要求5所述的基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：

获取各所述相线的本侧相电压、本侧相电流以及对侧相电压、对侧相电流；

所述识别所述相线中的非故障相的步骤包括：

若所述相线的所述本侧相电压大于第二阈值相电压，且所述对侧相电压大于第二阈值相电压、所述对侧相电流的突变量小于第二阈值相电流突变量时，判断所述相线为非故障相；其中，所述第二阈值相电压大于或等于所述第一阈值相电压，所述第二阈值相电流突变量小于或等于所述第一阈值相电流突变量；

所述识别所述相线中的故障相的步骤包括：

若所述相线的所述本侧相电压小于第一阈值相电压，且所述本侧相电流的突变量大于第一阈值相电流突变量时，判断所述相线为故障相。

8.一种基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断装置，应用于三相供电系统，所述三相供电系统包括电流互感器，所述电流互感器的一次侧分别与所述三相供电系统的各相线连接，所述电流互感器的二次侧用于感应出与各所述相线上的电流对应的二次电流，其特征在于，所述装置包括：

非故障相识别模块，用于识别各所述相线中的非故障相；

二次谐波分量占比获取模块，用于获取非故障相二次电流中的二次谐波分量占比；

二次零序电信号获取模块，用于当至少一相非故障相二次电流中的二次谐波分量占比大于第一占比值时，获取二次零序电信号；

中性线异常判断模块，根据所述二次零序电信号，确定中性线异常类型。

9.一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。

10.一种继电保护装置，应用于三相供电系统，所述三相供电系统包括互感器，所述互感器的一次侧分别与所述三相供电系统的各相线连接，所述互感器的二次侧用于感应出与各所述相线上的电流对应的二次电流；其特征在于，所述继电保护装置包括：

电信号采集单元，与所述互感器的二次侧连接，用于采集各所述相线的二次电流；

控制器，包括存储器与处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

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