CN113740773A - 变压器断相故障检测方法、系统、计算机设备及存储介质 - Google Patents

变压器断相故障检测方法、系统、计算机设备及存储介质 Download PDF

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CN113740773A
CN113740773A CN202111057778.2A CN202111057778A CN113740773A CN 113740773 A CN113740773 A CN 113740773A CN 202111057778 A CN202111057778 A CN 202111057778A CN 113740773 A CN113740773 A CN 113740773A
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潘传吉
罗定南
王利
李剑波
张伟
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China Nuclear Power Technology Research Institute Co Ltd
CGN Power Co Ltd
China Nuclear Power Institute Co Ltd
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China General Nuclear Power Corp
China Nuclear Power Technology Research Institute Co Ltd
CGN Power Co Ltd
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Abstract

本申请涉及一种变压器断相故障检测方法、系统、计算机设备及存储介质，通过将电压信号注入变压器中性点，获取电压信号注入后的高压侧零序电流及高压侧零序电压，根据电压信号、高压侧零序电流及高压侧零序电压获取变压器零序阻抗，根据零序阻抗分析变压器断相故障，从而实现了变压器断相故障检测，兼顾了变压器带载、低载或者空载状态下的断相检测需求，保障了变压器安全可靠运行，进而提高了电力系统及设备的安全性及可靠性。

Description

变压器断相故障检测方法、系统、计算机设备及存储介质
技术领域
本发明涉及变压器故障检测领域，特别是涉及一种变压器断相故障检测方法、系统、计算机设备及存储介质。
背景技术
随着城市发展水平不断提高以及用电需求持续丰富，对于电力系统可靠性的要求也越来越高。变压器作为电力系统中至关重要的设备，保证其稳定正常运行对于保障电力系统可靠性至关重要。断相故障是指电力系统发生单相或两相断开的非全相运行状态，也是导致变压器无法正常运行的重要因素。对于用电负荷而言，断相故障的出现将导致用电侧三相电压不平衡，电压电流负序分量增加，大型发电机及电机等电力设备发热增加，若未能及时识别并切断该故障，电力设备由于过热损坏，严重影响变压器设备正常运行，同时对电力系统的安全性及可靠性有着极大的危害性。因此，对于断相故障的检测研究对于提高电力系统的可靠性具有重要意义。
现有的电压或电流序分量断相故障检测法，通过检测变压器高低压侧电压电流的序分量从而判断是否发生断相故障，但仅能实现在电力系统带载情况下的断相检测，无法满足电力系统及设备低载或者空载状态下的断相检测需求，进而无法保证电力设备的稳定正常运行及电力系统的可靠性。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种配电网故障定位方法及系统、故障恢复方法及系统。
一种变压器断相故障检测方法，包括：
将电压信号注入变压器中性点；
获取所述电压信号注入后的高压侧零序电流及高压侧零序电压；
根据所述电压信号、所述高压侧零序电流及高压侧零序电压获取变压器零序阻抗；
根据所述变压器零序阻抗分析变压器断相故障。
在其中一个实施例中，所述根据所述电压信号、所述高压侧零序电流及高压侧零序电压获取变压器零序阻抗，包括：
获取所述注入的电压信号、所述高压侧零序电流、所述高压侧零序电压三个变量与所述变压器零序阻抗的映射关系；
根据所述注入的电压信号、所述高压侧零序电流、所述高压侧零序电压及所述映射关系获取变压器零序阻抗。
在其中一个实施例中，所述根据所述变压器零序阻抗分析变压器断相故障，包括：
在所述零序阻抗大于变压器的等值阻抗时，判断所述变压器存在断相故障。
在其中一个实施例中，所述根据所述变压器零序阻抗分析变压器断相故障，还包括：
在所述变压器存在断相故障时，输出变压器断相故障提示信息，所述断相故障提示信息用于提示运维员所述变压器存在断相故障。
在其中一个实施例中，所述变压器中性点与信号注入单元连接；所述将电压信号注入变压器中性点，包括：
控制所述信号注入单元产生频率高于变压器工频的电压信号；
将所述频率高于变压器工频的电压信号注入变压器中性点。
在其中一个实施例中，所述电压信号的幅值小于变压器输入额定电压的幅值；所述控制所述信号注入单元产生频率高于变压器工频的电压信号，包括：
通过信号注入单元产生频率高于变压器工频且幅值小于变压器输入额定电压幅值的电压信号。
在其中一个实施例中，所述获取所述电压信号注入后的高压侧零序电流及零序电压，包括：
获取所述电压信号注入后的高压侧三相电流；
根据所述高压侧三相电流计算高压侧零序电流；
获取所述电压信号注入后的高压侧三相电压；
根据所述高压侧三相电压计算高压侧零序电压。
在其中一个实施例中，所述根据所述高压侧三相电流计算高压侧零序电流，包括：
根据所述高压侧三相电流及三相电流合成方法计算高压侧零序电流；
所述根据所述高压侧三相电压计算高压侧零序电压，包括：
根据所述高压侧三相电压及三相电压合成方法计算高压侧零序电压。
一种变压器断相故障检测系统，包括：
注入模块，用于将电压信号注入变压器中性点；
获取模块，用于获取所述电压信号注入后的高压侧零序电流及高压侧零序电压；
第一计算模块，用于根据所述电压信号、所述高压侧零序电流及高压侧零序电压获取变压器零序阻抗；
第二计算模块，用于根据所述变压器零序阻抗分析变压器断相故障。
一种计算机设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上述的方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的方法的步骤。
上述变压器断相故障检测方法、系统、计算机设备及存储介质，通过将电压信号注入变压器中性点，获取电压信号注入后的高压侧零序电流及高压侧零序电压，根据电压信号、高压侧零序电流及高压侧零序电压获取变压器零序阻抗，根据零序阻抗分析变压器断相故障，从而实现了变压器断相故障检测，兼顾了变压器带载、低载或者空载状态下的断相检测需求，保障了变压器安全可靠运行，进而提高了电力系统及设备的安全性及可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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为一个实施例中变压器断相故障检测方法的流程图；
图2为一个实施例中断相故障发生前零序磁通流通示意图；
图3为一个实施例中断相故障发生后零序磁通流通示意图；
图4为一个实施例中变压器零序阻抗原理图；
图5为一个实施例中执行步骤102至步骤108的具体接线原理图；
图6为一个实施例中步骤106的具体流程图；
图7为一个实施例中步骤108的具体流程图；
图8为一个实施例中步骤102的具体流程图；
图9为一个实施例中步骤104的具体流程图；
图10为一个实施例中变压器断相故障检测系统的结构框图；
图11为一个实施例中第一计算模块1006的具体结构框图；
图12为一个实施例中第二计算模块1008的具体结构框图；
图13为一个实施例中注入模块1002的具体结构框图；
图14为一个实施例中获取模块1004的具体结构框图。
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，此处所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。
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。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一客户端称为第二客户端，且类似地，可将第二客户端称为第一客户端。第一客户端和第二客户端两者都是客户端，但其不是同一客户端。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
参阅图1，为一个实施例中变压器断相故障检测方法的流程图。
在本实施例中，如图1所示，该变压器断相故障检测方法包括步骤102至步骤108。
步骤102，将电压信号注入变压器中性点。
其中，变压器中性点可以是三相或多相交流系统中星形接线的公共点。举例，当电源侧(变压器或发电机)或者负载侧为星型接线(或叫作Y型连接)时，三相线圈的首端(或尾端)连接在一起的共同接点称为中性点。其中，星形接线法是将各相电源或负载的一端都共接在一点上(即中性点)，而它们的另一端作为引出线，分别为三相电的三个相线。对于Y型接法，可以将中性点引出作为中性线，形成三相四线制；也可以不引出，形成三相三线制。当各相负载平衡时，则任何时刻流经三相的电流矢量和等于零。当中性点接地时，该点也称为零点。
其中，电压信号的注入可以通过设置信号注入单元，使电压注入单元与中性点连接，继而通过控制信号注入单元的信号产生即可实现电压信号的注入。举例，假设三相变压器工作频率为60Hz、输入额定电压的幅值为380V，为检测变压器是否存在断相故障，控制信号注入单元在变压器中性点注入电压信号，该电压信号的频率范围可以是120Hz-180Hz，幅值为20V-30V，由于注入电压频率高于变压器工作频率1倍至3倍，幅值小于变压器输入额定电压幅值的十分之一，如此对变压器以及变压器电网侧中性点运行几乎无影响，且易于识别不同频率的电压或电流谐波分量，安全性好、可靠性高，兼顾了变压器带载、低载或者空载状态下的断相检测需求。
步骤104，获取电压信号注入后的高压侧零序电流及高压侧零序电压。
其中，在三相四线制电路发生触电或漏电故障时，回路中有漏电电流经过，这时互感器的三相电流向量和不等于零，所产生的电流即为零序电流。其中，发生触电或漏电故障出现的原因包括不对称运行和单相运行。举例，当变压器某一相发生接地故障时，由于不能构成短路回路，接地故障电流很小，所以称这种系统为小电流接地系统，当该系统中发生单相接地故障时，系统三相电流向量和不再等于零，此时的电流就是零序电流。获取零序电流的方法可以是三相电流合成法，也可以是零序电流互感器检测法。
其中，零序电压可以是三相线路中一相或者两相接地产生的，大小取决于接地的程度。对于理想的电力系统，由于三相对称，因此负序电压和零序电压的数值都为零，也就是说正常状态下只有正序电压。当电网系统出现断相故障时，三相变得不对称，这是就能分解出有幅值的负序电压和/或零序电压。获取零序电压的方法可以是三相电压合成法，也可以是零序电压互感器检测法。
步骤106，根据注入的电压信号、高压侧零序电流及高压侧零序电压获取变压器零序阻抗。
其中，变压器零序阻抗主要包括一次漏抗及零序励磁阻抗，未发生断相故障时零序磁通通过变压器外壳流通，此时零序励磁阻抗较小，如图2所示，其中Ф1、Ф2、Ф3为零序磁通。当发生断相故障时，零序磁通将会在变压器铁芯内部流动，如图3所示，其中Ф4、Ф5、Ф6为零序磁通。相对于断相故障发生前，断相故障发生后零序磁通不经过变压器外壳流通，而经铁芯内部流通，零序励磁阻抗增大，此时零序励磁阻抗处于高阻抗状态，进而引起变压器零序阻抗变大。
其中，变压器零序阻抗的计算方法，可以是根据在变压器中性点注入的电压信号、高压侧零序电流及高压侧零序电压获取变压器零序阻抗。如图4所示，变压器零序阻抗原理图，其中变压器零序阻抗计算公式如下所示：
Z0＝Z1+Zm＝(UZ0-UH0)/Iz0
其中，Z1为一次漏抗；
Zm为零序励磁阻抗；
Uz0为变压器中性点注入的电压信号；
UH0为电压信号注入后的高压侧零序电压；
Iz0为电压信号注入后的高压侧零序电流。
步骤108，根据变压器零序阻抗分析变压器断相故障。
其中，对于中性点直接接地的变压器，当发生断相故障，变压器铁芯磁路，能够重新构建断相磁路，从而在断相感应出电压，此时若变压器处于空载或轻载状态，低压侧断相将感应出与断相前大小、相位完全相同的电压。
其中，根据变压器零序阻抗分析变压器断相故障的方法可以是，通过对比计算出的变压器零序阻抗与等值阻抗的大小关系，分析变压器断相故障是否存在，从而实现了变压器断相故障检测。
参阅图5，为一个实施例中执行步骤102至步骤108的具体接线原理图。如图5所示，电源501产生的三相电经由系统侧502传输，若三相线路503中A相断开、B和C相正常，CT(Current transformer，电流互感器)507耦合至变压器505中性点接地线上，断相保护装置506中的电压信号注入源产生频率为工频1.5倍且电压幅值为20V至30V的电压信号，并经由电流互感器507注入变压器505中性点，通过高压侧电压测量单元及高压侧电流测量单元504检测三相电压及三相电流，并通过断相保护装置506计算出高压侧零序电压、高压侧零序电流，根据所注入的电压信号、所计算出的高压侧零序电压、高压侧零序电流及变压器零序阻抗计算公式得到变压器零序阻抗Z0，通过对比计算出的变压器零序阻抗与等指零序阻抗的大小关系，分析变压器断相故障是否存在。
本实施例中提供的变压器断相故障检测方法，通过将电压信号注入变压器中性点，获取电压信号注入后的高压侧零序电流及高压侧零序电压，根据电压信号、高压侧零序电流及高压侧零序电压获取变压器零序阻抗，根据零序阻抗分析变压器断相故障，从而实现了变压器断相故障检测，保障了变压器安全可靠运行，进而提高了电力系统及设备的安全性及可靠性。
参阅图6，为一个实施例中步骤106的具体流程图。
在本实施例中，如图6所示，该步骤106包括子步骤602至步骤604。
步骤602，获取注入的电压信号、高压侧零序电流、高压侧零序电压三个变量与变压器零序阻抗映射关系。
其中，电压信号可以是在变压器中性点注入的电压信号，高压侧零序电流可以是根据高压侧电流测量单元检测出的三相电流计算得到，高压侧零序电压可以是根据高压侧电压测量单元检测出的三相电压计算得到。变压器零序阻抗映射关系可以是在变压器中性点注入的电压信号、计算出的高压侧零序电流、高压侧零序电压三个变量与变压器零序阻抗之间的对应关系。
步骤604，根据注入的电压信号、高压侧零序电流、高压侧零序电压及映射关系获取变压器零序阻抗。
获取变压器零序阻抗的方法可以是，根据在变压器中性点注入的电压信号、计算得出的高压侧零序电流、高压侧零序电压及变压器零序阻抗映射关系计算出变压器零序阻抗大小。
本实施例中提供的步骤106，通过获取注入的电压信号、高压侧零序电流、高压侧零序电压三个变量与变压器零序阻抗映射关系，根据注入的电压信号、高压侧零序电流、高压侧零序电压及映射关系获取变压器零序阻抗，从而实现了变压器断相故障检测，保障了变压器安全可靠运行，进而提高了电力系统及设备的安全性及可靠性。
参阅图7，为一个实施例中步骤108的具体流程图。
在本实施例中，如图7所示，该步骤108包括步骤702至步骤704。
步骤702，在零序阻抗大于变压器的等值阻抗时，判断变压器存在断相故障。
步骤704，在零序阻抗等于变压器的等值阻抗时，判断变压器不存在断相故障。
其中，变压器的等值阻抗可以是变压器处于无断相故障的运行状态时变压器网络的阻抗。变压器的等值阻抗的大小可以是几百欧姆至几千欧姆。
本实施例中提供的步骤108，通过在零序阻抗大于变压器的等值阻抗时，判断变压器存在断相故障，在零序阻抗等于变压器的等值阻抗时，判断变压器不存在断相故障，从而实现了变压器断相故障检测，保障了变压器安全可靠运行，进而提高了电力系统及设备的安全性及可靠性。
在一个实施例中，步骤108还包括：
在变压器存在断相故障时，输出变压器断相故障提示信息，断相故障提示信息用于提示运维员变压器存在断相故障。
其中，变压器断相故障提示信息可以是文字提示信息、图像提示信息、声音提示信息或振动提示信息中的一种或多种。例如，当变压器断相故障提示信息为文字提示信息时，可以显示“变压器存在断相故障”的黄色提示信息。
在一个实施例中，步骤108还包括：
在变压器不存在断相故障时，输出变压器正常运行提示信息，正常运行提示信息用于提示运维员变压器运行状态正常。
其中，变压器正常运行提示信息可以是文字提示信息、图像提示信息、声音提示信息或振动提示信息中的一种或多种。例如，当变压器正常运行提示信息为文字提示信息时，可以显示“变压器无断相故障，运行正常”的绿色提示信息。
变压器正常运行提示信息与变压器断相故障提示信息的提示内容不同，例如，当变压器断相故障提示信息和变压器正常运行提示信息均为文字信息时，则变压器正常运行提示信息和变压器断相故障提示信息存在文字信息的不同；例如，当变压器断相故障提示信息和变压器正常运行提示信息均为振动提示信息时，则变压器正常运行提示信息和变压器断相故障提示信息存在振动频率、振动幅度和振动时长中的至少一种不同。
本实施例中，通过在变压器存在断相故障时，输出变压器断相故障提示信息，断相故障提示信息用于提示运维员变压器存在断相故障，在变压器不存在断相故障时，输出变压器正常运行提示信息，正常运行提示信息用于提示运维员变压器运行状态正常，从而实现了变压器断相故障检测，保障了变压器安全可靠运行，进而提高了电力系统及设备的安全性及可靠性。
参阅图8，为一个实施例中步骤102的具体流程图。
在本实施例中，如图8所示，该步骤102包括步骤802至步骤804。其中，变压器中性点与信号注入单元连接。
步骤802，控制信号注入单元产生频率高于变压器工频的电压信号。
其中，信号注入单元例如可以是稳定输出电压频率为50Hz、幅值为20V的电压信号发生装置。通过控制信号注入单元产生频率高于工频的电压信号。
步骤804，将频率高于变压器工频的电压信号注入变压器中性点。
其中，电压信号的频率高于变压器工频，对变压器以及变压器电网侧中性点运行几乎无影响，且易于识别不同频率的电压谐波分量。举例，频率高于工频的电压信号可以是频率为工频1.5倍大小的电压信号，将该电压信号注入变压器中性点时，对变压器以及变压器中性点运行几乎无影响，且易于识别不同频率的电压谐波分量或电流谐波分量，有利于提高断相故障检测效率，兼顾了变压器带载、低载或者空载状态下的断相检测需求，进一步保障了变压器安全可靠运行，进而提高了电力系统及设备的安全性及可靠性。
可选地，电压信号的幅值小于变压器输入电压幅值。举例，电压信号幅值为变压器输出电压幅值的十五分之一，将该电压信号注入变压器中性点时，对原变压器以及变压器中性点运行几乎无影响，且易于识别不同频率的电压谐波分量或电流谐波分量，有利于提高断相故障检测效率，兼顾了变压器带载、低载或者空载状态下的断相检测需求，进一步保障了变压器安全可靠运行，进而提高了电力系统及设备的安全性及可靠性。
本实施例中提供的步骤102，通过控制信号注入单元产生频率高于工频的电压信号，将频率高于工频的电压信号注入变压器中性点，从而实现了变压器断相故障检测，保障了变压器安全可靠运行，进而提高了电力系统及设备的安全性及可靠性。
在一个实施例中，电压信号的幅值小于变压器输入额定电压的幅值，控制信号注入单元产生频率高于工频的电压信号，包括：
通过信号注入单元产生频率高于变压器工频且幅值小于变压器输入额定电压幅值的电压信号。
其中，该电压信号可以是频率为变压器工频数倍幅值为几十伏特的电压信号。将该电压信号注入变压器中性点时，对变压器以及变压器电网侧中性点运行几乎无影响，且易于识别不同频率的电压或电流谐波分量，安全性好、可靠性高，满足了变压器低载或者空载状态下的断相检测需求。
参阅图9，为一个实施例中步骤104的具体流程图。
在本实施例中，如图9所示，该步骤104包括步骤902至步骤908。
步骤902，获取电压信号注入后的高压侧三相电流。
其中，高压侧三相电流可以通过安装于变压器高压侧的三相电流测量单元获取。
步骤904，根据高压侧三相电流计算高压侧零序电流。
其中，获取高压侧零序电流的方法可以是根据三相电流测量单元检测的三相电流、高压侧零序电流与三相电流对应关系得出。
步骤906，获取电压信号注入后的高压侧三相电压。
其中，获取高压侧三相电压的方法可以是通过安装于变压器高压侧的三相电压测量单元。
步骤908，根据高压侧三相电流计算高压侧零序电压。
其中，获取高压侧零序电压的方法可以是根据三相电压测量单元检测的三相电压、高压侧零序电压与三相电压对应关系得出。
本实施例中提供的步骤104，通过获取电压信号注入后的高压侧三相电流，根据高压侧三相电流计算高压侧零序电流，获取电压信号注入后的高压侧三相电压，根据高压侧三相电流计算高压侧零序电压，从而实现了变压器断相故障检测，保障了变压器安全可靠运行，进而提高了电力系统及设备的安全性及可靠性。
在一个实施例中，根据高压侧三相电流计算高压侧零序电流，包括：
根据高压侧三相电流及三相电流合成方法计算高压侧零序电流。
其中，获取零序电流的方法可以是三相电流合成法，设K1为A、B、C三相电流互感器的变比，向量Ia为检测到的A相电流，向量Ib为检测到的B相电流，向量Ic为检测到的C相电流，则合成后的零序电流i＝Ia/K1+Ib/K1+Ic/K1。
在一个实施例中，根据高压侧三相电压计算高压侧零序电压，包括：
根据高压侧三相电压及三相电压合成方法计算高压侧零序电压。
其中，获取零序电压的方法可以是三相电压合成法，设K2为A、B、C三相电压互感器的变比，向量Ua为检测到的A相电压，向量Ib为检测到的B相电压，向量Ic为检测到的C相电压，则合成后的零序电压u＝Ua/K2+Ub/K2+Uc/K2。
应该理解的是，虽然图1及图5-图9的流程图中的各个步骤按照箭头的提示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头提示的顺序依次执行。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及图5-图9中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子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，这些子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的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。需要说明的是，上述不同的实施例之间可以进行相互组合。
参阅图10，为一个实施例中变压器断相故障检测系统的结构框图。
在本实施例中各模块用于执行图1中对应的实施例中各步骤，具体参阅图1以及图1对应的实施例中的相关描述，此处不再赘述。
在本实施例中，该变压器断相故障检测系统1000包括注入模块1002、获取模块1004、第一计算模块1006、第二计算模块1008。
注入模块1002，用于将电压信号注入变压器中性点。
获取模块1004，用于获取电压信号注入后的高压侧零序电流及高压侧零序电压。
第一计算模块1006，用于根据注入的电压信号、高压侧零序电流及高压侧零序电压获取变压器零序阻抗。
第二计算模块1008，用于根据变压器零序阻抗分析变压器断相故障。
本实施例中提供的变压器断相故障检测系统1000，通过注入模块1002将电压信号注入变压器中性点，获取模块1004获取电压信号注入后的高压侧零序电流及高压侧零序电压，第一计算模块1006根据注入的电压信号、高压侧零序电流及高压侧零序电压获取变压器零序阻抗，第二计算模块1008根据零序阻抗分析变压器断相故障，从而实现了变压器断相故障检测，保障了变压器安全可靠运行，进而提高了电力系统及设备的安全性及可靠性。
参阅图11，为一个实施例中第一计算模块1006的具体结构框图。
在本实施例中各模块用于执行图6中对应的实施例中各步骤，具体参阅图6以及图6对应的实施例中的相关描述，此处不再赘述。
在本实施例中，该第一计算模块1006包括映射获取单元1102、阻抗计算单元1104。
映射获取单元1102，用于获取注入的电压信号、高压侧零序电流、高压侧零序电压三个变量与变压器零序阻抗映射关系。
阻抗计算单元1104，用于根据注入的电压信号、高压侧零序电流、高压侧零序电压及映射关系获取变压器零序阻抗。
本实施例中提供的第一计算模块1006，通过映射获取单元1102获取注入的电压信号、高压侧零序电流、高压侧零序电压三个变量与变压器零序阻抗映射关系，阻抗计算单元1104根据注入的电压信号、高压侧零序电流、高压侧零序电压及映射关系获取变压器零序阻抗，从而实现了变压器断相故障检测，保障了变压器安全可靠运行，进而提高了电力系统及设备的安全性及可靠性。
参阅图12，为一个实施例中第二计算模块1008的具体结构框图。
在本实施例中各子模块用于执行图7中对应的实施例中各步骤，具体参阅图7以及图7对应的实施例中的相关描述，此处不再赘述。
在本实施例中，第二计算模块1008包括第一判断单元1202及第二判断单元1204。
第一判断单元1202，用于在零序阻抗大于变压器的等值阻抗时，判断变压器存在断相故障。
第二判断单元1204，用于在零序阻抗等于变压器的等值阻抗时，判断变压器不存在断相故障。
本实施例中提供的第二计算模块1008，通过第一判断单元1202在零序阻抗大于变压器的等值阻抗时，判断变压器存在断相故障，第二判断单元1204在零序阻抗等于变压器的等值阻抗时，判断变压器不存在断相故障，从而实现了变压器断相故障检测，保障了变压器安全可靠运行，进而提高了电力系统及设备的安全性及可靠性。
参阅图13，为一个实施例中注入模块1002的具体结构框图。
在本实施例中各模块用于执行图8中对应的实施例中各步骤，具体参阅图8以及图8对应的实施例中的相关描述，此处不再赘述。
在本实施例中，注入模块1002包括信号产生单元1302、信号注入单元1304。
信号产生单元1302，用于控制信号注入单元产生频率高于变压器工频的电压信号。
信号注入单元1304，用于将频率高于变压器工频的电压信号注入变压器中性点。
本实施例中提供的注入模块1002，通过信号产生单元1302控制信号注入单元产生频率高于变压器工频的电压信号，信号注入单元1304将频率高于变压器工频的电压信号注入变压器中性点，从而实现了变压器断相故障检测，保障了变压器安全可靠运行，进而提高了电力系统及设备的安全性及可靠性。
参阅图14，为一个实施例中获取模块1004的具体结构框图。
在本实施例中各模块用于执行图9中对应的实施例中各步骤，具体参阅图9以及图9对应的实施例中的相关描述，此处不再赘述。
在本实施例中，该获取模块1004包括电流获取单元1402、零序电流单元1404、电压获取单元1406、零序电压单元1408。
电流获取单元1402，用于获取电压信号注入后的高压侧三相电流。
零序电流单元1404，用于根据高压侧三相电流计算高压侧零序电流。
电压获取单元1406，用于获取电压信号注入后的高压侧三相电压。
零序电压单元1408，用于根据高压侧三相电流计算高压侧零序电压。
本实施例中提供的获取模块1004，通过电流获取单元1402获取电压信号注入后的高压侧三相电流，零序电流单元1404根据高压侧三相电流计算高压侧零序电流，电压获取单元1406获取电压信号注入后的高压侧三相电压，零序电压单元1408根据高压侧三相电流计算高压侧零序电压，从而实现了变压器断相故障检测，保障了变压器安全可靠运行，进而提高了电力系统及设备的安全性及可靠性。
上述变压器断相故障检测系统中各个模块的划分仅用于举例说明，在其他实施例中，可将变压器断相故障检测系统按照需要划分为不同的模块，以完成上述变压器断相故障检测系统的全部或部分功能。
关于变压器断相故障检测系统的具体限定可以参见上文中对于变压器断相故障检测方法的限定，在此不再赘述。上述变压器断相故障检测系统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。
本申请实施例中还提供了一种计算机设备，包括存储器及处理器，存储器中储存有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行如上述实施例中的方法的步骤。
本申请实施例中还提供了一种计算机可读存储介质。一个或多个包含计算机可执行指令的非易失性计算机可读存储介质，当计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，使得处理器执行变压器断相故障检测方法的步骤。
上述实施例中提供的变压器断相故障检测方法、系统、计算机设备及存储介质在变压器发生断相故障情况下，可以及时进行变压器断相故障检测作业，从而提高了断相故障检测效率，保障了变压器安全可靠运行，进而提高了电力系统及设备的安全性及可靠性，具有重要的经济价值和推广实践价值。
本申请所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)，它用作外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)。
以上所述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发明的几种实施方式，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，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种变压器断相故障检测方法，其特征在于，包括：
将电压信号注入变压器中性点；
获取所述电压信号注入后的高压侧零序电流及高压侧零序电压；
根据所述电压信号、所述高压侧零序电流及高压侧零序电压获取变压器零序阻抗；
根据所述变压器零序阻抗分析变压器断相故障。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电压信号、所述高压侧零序电流及高压侧零序电压获取变压器零序阻抗，包括：
获取所述注入的电压信号、所述高压侧零序电流、所述高压侧零序电压三个变量与所述变压器零序阻抗的映射关系；
根据所述注入的电压信号、所述高压侧零序电流、所述高压侧零序电压及所述映射关系获取变压器零序阻抗。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述变压器零序阻抗分析变压器断相故障，包括：
在所述零序阻抗大于变压器的等值阻抗时，判断所述变压器存在断相故障。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述变压器零序阻抗分析变压器断相故障，还包括：
在所述变压器存在断相故障时，输出变压器断相故障提示信息，所述断相故障提示信息用于提示运维员所述变压器存在断相故障。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变压器中性点与信号注入单元连接；所述将电压信号注入变压器中性点，包括：
控制所述信号注入单元产生频率高于变压器工频的电压信号；
将所述频率高于变压器工频的电压信号注入变压器中性点。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述电压信号的幅值小于变压器输入额定电压的幅值；所述控制所述信号注入单元产生频率高于变压器工频的电压信号，包括：
通过信号注入单元产生频率高于变压器工频且幅值小于变压器输入额定电压幅值的电压信号。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述电压信号注入后的高压侧零序电流及零序电压，包括：
获取所述电压信号注入后的高压侧三相电流；
根据所述高压侧三相电流计算高压侧零序电流；
获取所述电压信号注入后的高压侧三相电压；
根据所述高压侧三相电压计算高压侧零序电压。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述高压侧三相电流计算高压侧零序电流，包括：
根据所述高压侧三相电流及三相电流合成方法计算高压侧零序电流；
所述根据所述高压侧三相电压计算高压侧零序电压，包括：
根据所述高压侧三相电压及三相电压合成方法计算高压侧零序电压。
9.一种变压器断相故障检测系统，其特征在于，包括：
注入模块，用于将电压信号注入变压器中性点；
获取模块，用于获取所述电压信号注入后的高压侧零序电流及高压侧零序电压；
第一计算模块，用于根据所述电压信号、所述高压侧零序电流及高压侧零序电压获取变压器零序阻抗；
第二计算模块，用于根据所述变压器零序阻抗分析变压器断相故障。
10.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
11.一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如权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
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