CN113777532A - 一种电力二次设备侧断零断相识别系统、方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电力二次设备侧断零断相识别系统、方法及装置，其系统包括电压采样模块和运算模块；电压采样模块用于将电力二次设备的零线接线端子与任一相线接线端子进行关联，并采集电力二次设备的零线接线端子上的零线电压以及A、B和C三相线接线端子上的三相电压；运算模块用于根据电力二次设备的零线接线端子上的零线电压以及A、B和C三相线接线端子上的三相电压，识别出电力二次设备侧断零断相的情况。本发明将电力二次设备的零线接线端子与A、B和C三相线接线端子中的任一相线接线端子进行关联，在电力二次设备侧断零、断相时形成不同的硬件采样电路，基于不同特征的四路电压，进而准确识别电力二次设备侧断零断相情况。

Description

一种电力二次设备侧断零断相识别系统、方法及装置
技术领域
本发明涉及电力设备技术领域，具体涉及一种电力二次设备侧断零断相识别系统、方法及装置。
背景技术
在三相四线制系统中，零线的存在保证了三相电压的平衡稳定，保证系统末端负载不会因中性点电压漂移导致的过电压、欠电压而烧毁或停机，因此零线断线故障检测对于系统末端负载的正常运行十分重要。目前，已有许多具备零线断线检测功能的电力二次设备应用于现场，常见的断零检测判据主要包括零线电流为零、零线电压漂移（不为零）以及相电压欠过压等。但是，上述断零检测功能有效的必要前提是电力二次设备正确接入了系统电压、电流的测量信号，或者说，上述断零检测功能检测的是电力系统侧的零线断线情况。但是，在实际工业项目现场，由于电力二次设备接入量巨大、工作人员疏忽等原因，时常出现电力二次设备接线端子虚接的情况，尤其是零线接线端子虚接，电力二次设备测量值均显示正常难以发现，一旦发生系统侧零线断线，电力二次设备的电压测量值将无法反映真实电压情况，基于电压特征的断零判据将全部失效。因此，电力二次设备的零线电压端子虚接检测，即电力二次设备侧的零线断线检测，是目前所有基于电压特征的断零检测判据能够正确应用的前提。
另一方面，除电力二次设备侧零线虚接（断线）外，还存在相线虚接（断线）的情况，此时电力二次设备虽然能够测量到该相电压降为零，但却无法区分由于断线导致的零压和实际电压中断、电压暂降导致的零压，在现场应用时可能导致错误的报警、保护动作事故。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电力二次设备侧断零断相识别系统、方法及装置，以保证电力二次设备侧断零与系统侧断零、电力二次设备侧断相与系统侧断相的正确区分，进一步保证后续基于电压特征的系统侧断零检测功能的有效应用。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种电力二次设备侧断零断相识别系统，用于对连接在电力一次设备与电力系统末端负载之间的三相四线制输电线上的电力二次设备进行断零断相识别，包括电压采样模块和运算模块；
所述电压采样模块用于将所述电力二次设备的零线接线端子与A、B和C三相线接线端子中的任一相线接线端子进行关联，并采集所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压以及A、B和C三相线接线端子上的三相电压；
所述运算模块用于根据所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压以及A、B和C三相线接线端子上的三相电压，识别出所述电力二次设备侧断零断相的情况。
基于上述一种电力二次设备侧断零断相识别系统，本发明还提供一种电力二次设备侧断零断相识别方法。
一种电力二次设备侧断零断相识别方法，利用上述所述的电力二次设备侧断零断相识别系统，对连接在电力一次设备与电力系统末端负载之间的三相四线制输电线上的电力二次设备进行断零断相识别，包括以下步骤，
将所述电力二次设备的零线接线端子与A、B和C三相线接线端子中的任一相线接线端子进行关联，并采集所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压以及A、B和C三相线接线端子上的三相电压；
根据所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压以及A、B和C三相线接线端子上的三相电压，识别出所述电力二次设备侧断零断相的情况。
基于上述一种电力二次设备侧断零断相识别方法，本发明还提供一种电力二次设备侧断零断相识别装置。
一种电力二次设备侧断零断相识别装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上述所述的电力二次设备侧断零断相识别方法。
本发明的有益效果是：本发明一种电力二次设备侧断零断相识别系统、方法及装置将所述电力二次设备的零线接线端子与A、B和C三相线接线端子中的任一相线接线端子进行关联，在电力二次设备侧断零、断相时形成不同的硬件采样电路，而在系统侧断零、断相时保持原有硬件采样电路不变；基于不同硬件采样电路能够得到电力二次设备的接线端子上具备不同特征的四路电压，进而准确识别电力二次设备侧断零、断相以及多种组合故障情况；本发明能够实现电力二次设备侧断零、断相的快速准确判定，保证了电力二次设备的可靠接入，为电力二次设备进行后续系统侧零线断线检测功能正确应用提供了重要前提条件，且不与系统侧断零、断相混淆，从而根据不同的断零、断相故障做出正确的反应并报警，保证三相四线制系统的稳定安全运行。
附图说明
图1为系统侧断零断相与电力二次设备侧断零断相的示意图；
图2为本发明一种电力二次设备侧断零断相识别系统的整体结构框图；
图3为本发明一种电力二次设备侧断零断相识别系统的电路结构示意图；
图4为本发明一种电力二次设备侧断零断相识别方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
图1为系统侧断零断相与电力二次设备侧断零断相的示意图；低压配电网中采用三相四线制，其系统末端负载分别接在A、B、C三相上，另一端接在零线上。图1中（a）和（b）所示均为系统侧零线断线相线断线示意图，以电力二次设备安装位置为参考点，存在系统电源侧和负荷侧断零断相两种位置情况，图1（a）具体为系统电源侧断零断相示意图，图1（b）为系统负荷侧断零断相示意图。
当发生系统电源侧断零时，零线电压UN根据三相负载不平衡度发生偏移，同时三相电压UA、UB、UC会相应增大或减小，线电压保持不变，常用的断零检测方案通过检测上述电压变化情况完成断零检测。当发生系统负荷侧断零时，UA、UB、UC、UN与电力一次设备（例如变压器）二次侧相连，保持不变，但零线电流会降为0，此时常用的断零监测方案通过检测零线电流变化情况完成检测。
可见，上述检测方案能够正确识别断零的前提是电力二次设备的电压、电流端子均可靠接入电网，并能够准确测量电网电压、电流值。当电力二次设备的接线端子虚接时，如图1（c）所示的电力二次设备侧断零断相示意图假如为电力二次设备侧零线断线，电力二次设备将无法测量到电网零线电压UN，导致电压相关的断零检测方案失效。
另一方面，当发生系统电源侧断相时，将导致相电压暂降或中断，电力二次设备将测量到对应相电压降低；当发生系统负荷侧断相时，相电压与电力一次设备二次侧相连，保持不变，但零线电流会增大；而电力二次设备侧断相时，尽管系统实际的三相电压正常，但电力一次设备同样会测量到相电压下降，进而触发保护动作事件，造成系统停运等严重后果。
因此，有必要设计一种电力二次设备侧断零断相识别系统、方法及装置，结合相应的判断方法，能够有效识别电力二次设备的接线端子虚接，或者说，电力二次设备侧零线断线、相线断线，以保证电力二次设备侧断零与系统侧断零、电力二次设备侧断相与系统侧断相的正确区分，进一步保证后续基于电压特征的系统侧断零检测功能的有效应用。
如图2所示，一种电力二次设备侧断零断相识别系统，用于对连接在电力一次设备与电力系统末端负载之间的三相四线制输电线上的电力二次设备进行断零断相识别，包括电压采样模块和运算模块；
所述电压采样模块用于将所述电力二次设备的零线接线端子与A、B和C三相线接线端子中的任一相线接线端子进行关联，并采集所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压以及A、B和C三相线接线端子上的三相电压；
所述运算模块用于根据所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压以及A、B和C三相线接线端子上的三相电压，识别出所述电力二次设备侧断零断相的情况。
本发明将所述电力二次设备的零线接线端子与A、B和C三相线接线端子中的任一相线接线端子进行关联，在电力二次设备侧断零、断相时形成不同的硬件采样电路，而在系统侧断零、断相时保持原有硬件采样电路不变；基于不同硬件采样电路能够得到电力二次设备的接线端子上具备不同特征的四路电压，进而准确识别电力二次设备侧断零、断相以及多种组合故障情况。
在本具体实施例中：所述电压采样模块具体用于通过在所述电力二次设备的零线接线端子与A、B和C三相线接线端子中的任一相线接线端子之间串联一电阻R，使得所述电力二次设备的零线接线端子与A、B和C三相线接线端子中的任一相线接线端子进行关联。
如图3所示，本实施例以电阻R串联在电力二次设备的零线接线端子与B相线接线端子之间为例，特别声明：电阻R串联在电力二次设备的零线接线端子与A相线接线端子之间或者电力二次设备的零线接线端子与C相线接线端子之间的情况也应属于本发明保护范围内。
如图3所示，所述电压采样模块包括A相比例差分运算电路、B相比例差分运算电路、C相比例差分运算电路以及零线电压跟随电路；
所述A相比例差分运算电路包括运算放大器OPA，所述运算放大器OPA的负相输入端通过电阻R2A连接在所述电力二次设备的A相线接线端子上，所述运算放大器OPA的正相输入端通过电阻R2N连接在所述电力二次设备的零线接线端子上，所述运算放大器OPA的正相输入端还通过电阻R1N接地，所述运算放大器OPA的负相输入端与输出端之间连接有电阻R1A，所述运算放大器OPA的输出端与所述运算模块连接；
所述B相比例差分运算电路包括运算放大器OPB，所述运算放大器OPB的负相输入端通过电阻R2B连接在所述电力二次设备的B相线接线端子上，所述运算放大器OPB的正相输入端通过电阻R2N连接在所述电力二次设备的零线接线端子上，所述运算放大器OPB的正相输入端还通过电阻R1N接地，所述运算放大器OPB的负相输入端与输出端之间连接有电阻R1B，所述运算放大器OPB的输出端与所述运算模块连接；
所述C相比例差分运算电路包括运算放大器OPC，所述运算放大器OPC的负相输入端通过电阻R2C连接在所述电力二次设备的C相线接线端子上，所述运算放大器OPC的正相输入端通过电阻R2N连接在所述电力二次设备的零线接线端子上，所述运算放大器OPC的正相输入端还通过电阻R1N接地，所述运算放大器OPC的负相输入端与输出端之间连接有电阻R1C，所述运算放大器OPC的输出端与所述运算模块连接；
所述零线电压跟随电路包括运算放大器OPN，所述运算放大器OPN的正相输入端通过电阻R2N连接在所述电力二次设备的零线接线端子上，所述运算放大器OPN的正相输入端还通过电阻R1N接地，所述运算放大器OPN的负相输入端与输出端之间连接有电阻RN，所述运算放大器OPN的输出端与所述运算模块连接。
在如图3所示的电压采样模块中，电力二次设备的X（X分别为A、B和C）相线接线端子上的X相电压UX经电阻R2X接入运算放大器OPX的负相输入端，电力二次设备的零线接线端子上的零线电压UN经电阻R2N和电阻R1N分压
后得到零线分压电压
Figure 501309DEST_PATH_IMAGE001
，且
Figure 949607DEST_PATH_IMAGE002
，
Figure 791662DEST_PATH_IMAGE003
同时接入运算放大器 OPA、
OPB 、OPC 、OPN 的正向输入端，同时运算放大器OPX的负相输入端与输出端之间接有一电阻R1X；可见，运算放大器OPX与电阻R1X和电阻R2X构成差分比例运算电路，运算放大器OPN与电阻RN构成电压跟随电路；运算放大器OPA、OPB 、OPC 、OPN 的输出信号VA、VB、VC、VN均接入所述运算模块。
其中，电阻R1X的阻值远小于电阻R2X的阻值，用于降低输入电压，将强电降为弱电输入电力二次设备；电阻R的阻值小于电阻R2X的阻值，用于零线断线时进行分压；其中，在所述A相比例差分运算电路中，X代表A；在所述B相比例差分运算电路中，X代表B；在所述C相比例差分运算电路中，X代表C。
为了方便计算，将电阻R2A、电阻R2B、电阻R2C、电阻R2N的阻值设为相同，且均设为R2；将电阻R1A、电阻R1B、电阻R1C、电阻R1N、电阻RN的阻值设为相同，且均设为R1。
正常情况下电力二次设备的零线接线端子以及A、B和C三相线接线端子均分别可靠接入电网电压信号UA、UB、UC、UN时，根据差分比例运算电路
特性，可以计算出所述运算放大器OPA、OPB、OPC输出信号
Figure 514767DEST_PATH_IMAGE004
；
其中，X为A、B、C。可见所述运算放大器OPA、OPB、OPC输出信号VA、VB、VC的含义为系统 侧A、B、C线路与零线N线路线之间的电势差，即电网相电压。运算放大器OPN的输出信号
Figure 155570DEST_PATH_IMAGE005
，可见运算放大器OPN输出信号VN的含义为系统侧零线N的电压，在电力系统正常 运行时，零线可靠接地电压VN为零；即如下述公式（1）所示：
Figure 181295DEST_PATH_IMAGE006
（1）
可见运算模块的输入信号VA、VB、VC、VN在正常情况下能够正常测量电网电压信号，且测量值仅与分压电阻R1X、R2X有关，不受电阻R影响，相当于常规的电阻分压采样电路。
在本具体实施例中：令与所述电力二次设备的零线接线端子相关联的相线接线端子称为关联相线接线端子，且令与所述电力二次设备的零线接线端子不相关联的相线接线端子称为非关联相线接线端子；
所述电力二次设备侧断零断相的情况为如下任一种：单独断零线、单独断关联相线、单独断一非关联相线、同时断两非关联相线、同时断关联相线与一非关联相线、同时断零线与一非关联相线、同时断零线与关联相线；
其中，所述零线为将所述电力二次设备的零线接线端子连接在电力一次设备与电力系统末端负载之间的三相四线制输电线上的线路；所述关联相线为将所述关联相线接线端子连接在电力一次设备与电力系统末端负载之间的三相四线制输电线上的线路；所述非关联相线为将所述非关联相线接线端子连接在电力一次设备与电力系统末端负载之间的三相四线制输电线上的相线称为非关联相线。
单独断零线：
当电力二次设备的零线接线端子虚接时，即UN输入端断路，由于电阻R的串联分压作用，4路运算放大器OPA、OPB 、OPC 、OPN 的正向输入电压由
UN变为
Figure 41804DEST_PATH_IMAGE007
，此时运算模块的输入信号VA、VB、VC、VN与所述电阻R、
以及电压输入端UB有关；具体如下述公式（2）所示：
Figure 303021DEST_PATH_IMAGE008
（2）
将R1、R2、R的数值关系代入上述公式（2），即可总结出所述单独断零线的判据，所述单独断零线的判据如下述公式（3）：
Figure 440741DEST_PATH_IMAGE009
（3）
其中，
Figure 762001DEST_PATH_IMAGE010
表示额定线电压。可见，VB、VN以及VB-VN之间构成稳定的大小关系，同时 VA、VC有效值增大到接近额定线电压。所以，所述单独断零线的判据可表述为：所述电力二次 设备的零线接线端子上的零线电压大于所述关联相线接线端子的相电压，且所述电力二次 设备的零线接线端子上的零线电压小于所述关联相线接线端子的相电压与所述电力二次 设备的零线接线端子上的零线电压之差，同时，任一所述非关联相线接线端子的相电压与 额定线电压相匹配。
因此，增加所述电阻R，能够在电力二次设备侧单独断零时，通过VA、VB、VC、VN之间的关系进行识别。
当电力二次设备的A、B和C三相线接线端子中的任一相线接线端子虚接时，同理可以通过VA、VB、VC、VN之间的大小关系进行识别。由于电阻R串联在电力二次设备的零线接线端子与B相线接线端子之间，断B相的特性会区别于断A、C相，称B相为关联相，A、C相为非关联相。
单独断关联相线：
当电力二次设备的B相线接线端子虚接时，即UB输入端断路，由于电阻
R的串联分压作用，运算放大器OPB的负相输入电压由UB变为
Figure 345692DEST_PATH_IMAGE011
，
此时运算模块的输入信号VB与电阻R有关，同时输入信号VA、VC、VN与正常情况一致；如下述公式（4）所示：
Figure 410599DEST_PATH_IMAGE012
（4）
将R1、R2、R的值代入上述公式（4），即可总结出单独断关联相线的判据，单独断关联相线的判据如下述公式（5）：
Figure 137247DEST_PATH_IMAGE013
（5）
从上述公式（5）可以看出，所述单独断关联相线的判据为：所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压大于所述关联相线接线端子的相电压，且所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压大于所述关联相线接线端子的相电压与所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压之差。
同时， VB、VN以及VB-VN之间同样构成稳定的大小关系，且公式（5）表述的大小关系与公式（3）表述的大小关系互斥，能够作为区分两种情况（单独断零线以及单独断关联相线）的可靠判断依据。
因此，增加所述电阻R，能够在电力二次设备侧断单相（关联相）时，通过VA、VB、VC、VN之间的关系进行识别。
单独断一非关联相线：
当电力二次设备的A或C相线接线端子虚接时，即UA或UC输入端断路，运算放大器OPA或OPC的负相输入电压由UA或UC变为悬空，此时运算放大器OPA与电阻R1A、R2A构成电压跟随电路，或运算放大器OPC与电阻R1C、R2C构成电压跟随电路，同时输出信号VB、VN与正常情况一致。
当电力二次设备的A相线接线端子虚接时，VA、VB、VC、VN的表达如下述公式（6）所示：
Figure 894987DEST_PATH_IMAGE014
（6）
将R1、R2、R代入上述公式（6），即可总结出单独断一非关联相线的判据，单独断一非关联相线（A相）的判据如下述公式（7）所示：
Figure 464509DEST_PATH_IMAGE015
（7）
同理，当电力二次设备的C相线接线端子虚接时，单独断一非关联相线（C相）的判据如下述公式（8）所示：
Figure 589501DEST_PATH_IMAGE016
（8）
可见，单独断一非关联相线时：所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压不等于零（发生偏移），且任一所述非关联相线接线端子的相电压与所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压之差与零相匹配。
因此，增加所述电阻R，能够在电力二次设备侧断单相（非关联相）时，通过VA、VB、VC、VN之间的关系进行识别。
综上，单独断零线、单独断关联相线、单独断一非关联相线三种情况相互独立，因此公式（3）、（5）、（7）、（8）之间相互独立；同时公式（3）、（5）互斥，因此将公式（3）、（5）、（7）、（8）两两组合（公式（3）、（5）不组合），即可构成除同时断零线与关联相线以外，任意两处同时断相（断零）的判据。
同时断两非关联相线：
当电力二次设备的A和C相线接线端子同时虚接时，则可以将上述两种单独断一非关联相线的判据进行组合而成，即同时满足公式（7）、（8）时，表示电力二次设备的两非关联相线接线端子（A相、C相）同时虚接，即电力二次设备侧同时断A相和C相。
因此，所述同时断两非关联相线的判据可表述为：所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压不等于零，且两所述非关联相线接线端子的相电压分别与所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压之差均与零相匹配。
同时断关联相线与一非关联相线：
当电力二次设备的B、A相（或B、C相）线接线端子同时虚接时，则可以将上述单独断关联相线的判据和单独断一非关联相线的判据进行组合，即同时满足公式（5）、（7）时，或同时满足公式（5）、（8）时，表示电力二次设备的关联相线接线端子（B相）与任一非关联相线接线端子（A相或C相）同时虚接，即电力二次设备侧断AB相或断BC相。
因此，所述同时断关联相线与一非关联相线的判据可表述为：单独断关联相线的判据以及单独断一非关联相线的判据的组合。
同时断零线与一非关联相线：
当电力二次设备的零线接线端子与A相（或C相）线接线端子同时虚接时，则可以将上述单独断零线的判据和单独断一非关联相线的判据进行组合，即同时满足公式（3）、（7），或者同时满足公式（3）、（8）时，表示电力二次设备的零线接线端子与任一非关联相线接线端子（A相或C相）同时虚接，即电力二次设备侧断AN相或者断CN相。
因此，所述同时断零线与一非关联相线的判据可表述为：单独断零线的判据以及单独断一非关联相线的判据的组合；
同时断零线与关联相线：
当电力二次设备的零线接线端子与B相线接线端子同时虚接时，4路运算放大器正向输入端UN以及运算放大器OPB的负相输入端UB悬空，导致运算放大器OPB输出VB降为零，同时VA、VC与正常情况一致，如下述公式（9）所示：
Figure 701814DEST_PATH_IMAGE017
（9）
将R1、R2、R代入上述公式（9），即可总结出同时断零线与关联相线的判据，同时断零线与关联相线的判据如下述公式（10）所示：
Figure 364876DEST_PATH_IMAGE018
（10）
因此，所述同时断零线与关联相线的判据可表述为：所述关联相线接线端子的相电压与零相匹配，且所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压与零相匹配，同时所述关联相线接线端子的相电压与所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压之差与零相匹配。
需要说明的是：本实施例中的“相匹配”理解为“相等或大致相等”，其中，“大致相等”可以根据不同的电力二次设备设置合理的浮动误差，例如浮动误差可以设置为±0.1或±0.2或±0.3等等。
综上所述，电力二次设备侧断零断相的识别，基于上述公式（3）、（5）、（7）、（8）、（10）中的数据关系即可实现。
本发明一种电力二次设备侧断零断相识别系统，通过在电压采样模块任一相电压输入端与零线电压输入端之间串联电阻R，从而将运算模块测量到的零线电压VN与某相电压VX（X可取A、B、C）关联起来，在电力二次设备侧断零断相时形成不同的内部硬件采样电路，而在系统侧断零断相时保持原有硬件电路不变，从而得到具备不同特征的三相电压和零线（也称中性线）电压，最终实现电力二次设备侧断零断相检测识别功能。
本发明一种电力二次设备侧断零断相识别系统是现有系统侧断零断相检测功能正确应用的前提，能够准确区分系统侧断零断相与装置侧端子虚接，可以准确快速地做出反应并发出正确的报警信号，避免错误的保护动作事件带来的损失。
基于上述一种电力二次设备侧断零断相识别系统，本发明还提供一种电力二次设备侧断零断相识别方法。
如图4所示，一种电力二次设备侧断零断相识别方法，利用上述所述的电力二次设备侧断零断相识别系统，对连接在电力一次设备与电力系统末端负载之间的三相四线制输电线上的电力二次设备进行断零断相识别，包括以下步骤，
将所述电力二次设备的零线接线端子与A、B和C三相线接线端子中的任一相线接线端子进行关联，并采集所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压以及A、B和C三相线接线端子上的三相电压；
根据所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压以及A、B和C三相线接线端子上的三相电压，识别出所述电力二次设备侧断零断相的情况。
在本具体实施例中：令与所述电力二次设备的零线接线端子相关联的相线接线端子称为关联相线接线端子，且令与所述电力二次设备的零线接线端子不相关联的相线接线端子称为非关联相线接线端子；
所述电力二次设备侧断零断相的情况为如下任一种：单独断零线、单独断关联相线、单独断一非关联相线、同时断两非关联相线、同时断关联相线与一非关联相线、同时断零线与一非关联相线、同时断零线与关联相线；
其中，所述零线为将所述电力二次设备的零线接线端子连接在电力一次设备与电力系统末端负载之间的三相四线制输电线上的线路；所述关联相线为将所述关联相线接线端子连接在电力一次设备与电力系统末端负载之间的三相四线制输电线上的线路；所述非关联相线为将所述非关联相线接线端子连接在电力一次设备与电力系统末端负载之间的三相四线制输电线上的相线称为非关联相线。
在本具体实施例中：
所述单独断零线的判据为：所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压大于所述关联相线接线端子的相电压，且所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压小于所述关联相线接线端子的相电压与所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压之差，同时，任一所述非关联相线接线端子的相电压与额定线电压相匹配；
所述单独断关联相线的判据为：所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压大于所述关联相线接线端子的相电压，且所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压大于所述关联相线接线端子的相电压与所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压之差；
所述单独断一非关联相线的判据为：所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压不等于零，且任一所述非关联相线接线端子的相电压与所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压之差与零相匹配；
所述同时断两非关联相线的判据为：所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压不等于零，且两所述非关联相线接线端子的相电压分别与所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压之差均与零相匹配；
所述同时断关联相线与一非关联相线的判据为：单独断关联相线的判据以及单独断一非关联相线的判据的组合；
所述同时断零线与一非关联相线的判据为：单独断零线的判据以及单独断一非关联相线的判据的组合；
所述同时断零线与关联相线的判据为：所述关联相线接线端子的相电压与零相匹配，且所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压与零相匹配，同时所述关联相线接线端子的相电压与所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压之差与零相匹配。
本发明一种电力二次设备侧断零断相识别方法将所述电力二次设备的零线接线端子与A、B和C三相线接线端子中的任一相线接线端子进行关联，在电力二次设备侧断零、断相时形成不同的硬件采样电路，而在系统侧断零、断相时保持原有硬件采样电路不变；基于不同硬件采样电路能够得到电力二次设备的接线端子上具备不同特征的四路电压，进而准确识别电力二次设备侧断零、断相以及多种组合故障情况；本发明能够实现电力二次设备侧断零、断相的快速准确判定，保证了电力二次设备的可靠接入，为电力二次设备进行后续系统侧零线断线检测功能正确应用提供了重要前提条件，且不与系统侧断零、断相混淆，从而根据不同的断零、断相故障做出正确的反应并报警，保证三相四线制系统的稳定安全运行。
基于上述一种电力二次设备侧断零断相识别方法，本发明还提供一种电力二次设备侧断零断相识别装置。
一种电力二次设备侧断零断相识别装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上述所述的电力二次设备侧断零断相识别方法。
本发明一种电力二次设备侧断零断相识别装置将所述电力二次设备的零线接线端子与A、B和C三相线接线端子中的任一相线接线端子进行关联，在电力二次设备侧断零、断相时形成不同的硬件采样电路，而在系统侧断零、断相时保持原有硬件采样电路不变；基于不同硬件采样电路能够得到电力二次设备的接线端子上具备不同特征的四路电压，进而准确识别电力二次设备侧断零、断相以及多种组合故障情况；本发明能够实现电力二次设备侧断零、断相的快速准确判定，保证了电力二次设备的可靠接入，为电力二次设备进行后续系统侧零线断线检测功能正确应用提供了重要前提条件，且不与系统侧断零、断相混淆，从而根据不同的断零、断相故障做出正确的反应并报警，保证三相四线制系统的稳定安全运行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电力二次设备侧断零断相识别系统，其特征在于：用于对连接在电力一次设备与电力系统末端负载之间的三相四线制输电线上的电力二次设备进行断零断相识别，包括电压采样模块和运算模块；
所述电压采样模块用于将所述电力二次设备的零线接线端子与A、B和C三相线接线端子中的任一相线接线端子进行关联，并采集所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压以及A、B和C三相线接线端子上的三相电压；
所述运算模块用于根据所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压以及A、B和C三相线接线端子上的三相电压，识别出所述电力二次设备侧断零断相的情况。
2.根据权利要求1所述的电力二次设备侧断零断相识别系统，其特征在于：所述电压采样模块具体用于通过在所述电力二次设备的零线接线端子与A、B和C三相线接线端子中的任一相线接线端子之间串联一电阻R，使得所述电力二次设备的零线接线端子与A、B和C三相线接线端子中的任一相线接线端子进行关联。
3.根据权利要求2所述的电力二次设备侧断零断相识别系统，其特征在于：令与所述电力二次设备的零线接线端子相关联的相线接线端子称为关联相线接线端子，且令与所述电力二次设备的零线接线端子不相关联的相线接线端子称为非关联相线接线端子；
所述电力二次设备侧断零断相的情况为如下任一种：单独断零线、单独断关联相线、单独断一非关联相线、同时断两非关联相线、同时断关联相线与一非关联相线、同时断零线与一非关联相线、同时断零线与关联相线；
其中，所述零线为将所述电力二次设备的零线接线端子连接在电力一次设备与电力系统末端负载之间的三相四线制输电线上的线路；所述关联相线为将所述关联相线接线端子连接在电力一次设备与电力系统末端负载之间的三相四线制输电线上的线路；所述非关联相线为将所述非关联相线接线端子连接在电力一次设备与电力系统末端负载之间的三相四线制输电线上的相线称为非关联相线。
4.根据权利要求3所述的电力二次设备侧断零断相识别系统，其特征在于：
所述单独断零线的判据为：所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压大于所述关联相线接线端子的相电压，且所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压小于所述关联相线接线端子的相电压与所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压之差，同时，任一所述非关联相线接线端子的相电压与额定线电压相匹配；
所述单独断关联相线的判据为：所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压大于所述关联相线接线端子的相电压，且所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压大于所述关联相线接线端子的相电压与所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压之差；
所述单独断一非关联相线的判据为：所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压不等于零，且任一所述非关联相线接线端子的相电压与所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压之差与零相匹配；
所述同时断两非关联相线的判据为：所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压不等于零，且两所述非关联相线接线端子的相电压分别与所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压之差均与零相匹配；
所述同时断关联相线与一非关联相线的判据为：单独断关联相线的判据以及单独断一非关联相线的判据的组合；
所述同时断零线与一非关联相线的判据为：单独断零线的判据以及单独断一非关联相线的判据的组合；
所述同时断零线与关联相线的判据为：所述关联相线接线端子的相电压与零相匹配，且所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压与零相匹配，同时所述关联相线接线端子的相电压与所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压之差与零相匹配。
5.根据权利要求2至4任一项所述的电力二次设备侧断零断相识别系统，其特征在于：所述电压采样模块包括A相比例差分运算电路、B相比例差分运算电路、C相比例差分运算电路以及零线电压跟随电路；
所述A相比例差分运算电路包括运算放大器OPA，所述运算放大器OPA的负相输入端通过电阻R2A连接在所述电力二次设备的A相线接线端子上，所述运算放大器OPA的正相输入端通过电阻R2N连接在所述电力二次设备的零线接线端子上，所述运算放大器OPA的正相输入端还通过电阻R1N接地，所述运算放大器OPA的负相输入端与输出端之间连接有电阻R1A，所述运算放大器OPA的输出端与所述运算模块连接；
所述B相比例差分运算电路包括运算放大器OPB，所述运算放大器OPB的负相输入端通过电阻R2B连接在所述电力二次设备的B相线接线端子上，所述运算放大器OPB的正相输入端通过电阻R2N连接在所述电力二次设备的零线接线端子上，所述运算放大器OPB的正相输入端还通过电阻R1N接地，所述运算放大器OPB的负相输入端与输出端之间连接有电阻R1B，所述运算放大器OPB的输出端与所述运算模块连接；
所述C相比例差分运算电路包括运算放大器OPC，所述运算放大器OPC的负相输入端通过电阻R2C连接在所述电力二次设备的C相线接线端子上，所述运算放大器OPC的正相输入端通过电阻R2N连接在所述电力二次设备的零线接线端子上，所述运算放大器OPC的正相输入端还通过电阻R1N接地，所述运算放大器OPC的负相输入端与输出端之间连接有电阻R1C，所述运算放大器OPC的输出端与所述运算模块连接；
所述零线电压跟随电路包括运算放大器OPN，所述运算放大器OPN的正相输入端通过电阻R2N连接在所述电力二次设备的零线接线端子上，所述运算放大器OPN的正相输入端还通过电阻R1N接地，所述运算放大器OPN的负相输入端与输出端之间连接有电阻RN，所述运算放大器OPN的输出端与所述运算模块连接。
6.根据权利要求5所述的电力二次设备侧断零断相识别系统，其特征在于：电阻R1X的阻值小于电阻R2X的阻值，电阻R的阻值小于电阻R2X的阻值；其中，在所述A相比例差分运算电路中，X代表A；在所述B相比例差分运算电路中，X代表B；在所述C相比例差分运算电路中，X代表C。
7.一种电力二次设备侧断零断相识别方法，其特征在于，利用上述权利要求1至6任一项所述的电力二次设备侧断零断相识别系统，对连接在电力一次设备与电力系统末端负载之间的三相四线制输电线上的电力二次设备进行断零断相识别，包括以下步骤，
将所述电力二次设备的零线接线端子与A、B和C三相线接线端子中的任一相线接线端子进行关联，并采集所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压以及A、B和C三相线接线端子上的三相电压；
根据所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压以及A、B和C三相线接线端子上的三相电压，识别出所述电力二次设备侧断零断相的情况。
8.根据权利要求7所述的电力二次设备侧断零断相识别方法，其特征在于：
令与所述电力二次设备的零线接线端子相关联的相线接线端子称为关联相线接线端子，且令与所述电力二次设备的零线接线端子不相关联的相线接线端子称为非关联相线接线端子；
所述电力二次设备侧断零断相的情况为如下任一种：单独断零线、单独断关联相线、单独断一非关联相线、同时断两非关联相线、同时断关联相线与一非关联相线、同时断零线与一非关联相线、同时断零线与关联相线；
其中，所述零线为将所述电力二次设备的零线接线端子连接在电力一次设备与电力系统末端负载之间的三相四线制输电线上的线路；所述关联相线为将所述关联相线接线端子连接在电力一次设备与电力系统末端负载之间的三相四线制输电线上的线路；所述非关联相线为将所述非关联相线接线端子连接在电力一次设备与电力系统末端负载之间的三相四线制输电线上的相线称为非关联相线。
9.根据权利要求8所述的电力二次设备侧断零断相识别方法，其特征在于：
所述单独断零线的判据为：所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压大于所述关联相线接线端子的相电压，且所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压小于所述关联相线接线端子的相电压与所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压之差，同时，任一所述非关联相线接线端子的相电压与额定线电压相匹配；
所述单独断关联相线的判据为：所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压大于所述关联相线接线端子的相电压，且所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压大于所述关联相线接线端子的相电压与所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压之差；
所述单独断一非关联相线的判据为：所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压不等于零，且任一所述非关联相线接线端子的相电压与所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压之差与零相匹配；
所述同时断两非关联相线的判据为：所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压不等于零，且两所述非关联相线接线端子的相电压分别与所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压之差均与零相匹配；
所述同时断关联相线与一非关联相线的判据为：单独断关联相线的判据以及单独断一非关联相线的判据的组合；
所述同时断零线与一非关联相线的判据为：单独断零线的判据以及单独断一非关联相线的判据的组合；
所述同时断零线与关联相线的判据为：所述关联相线接线端子的相电压与零相匹配，且所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压与零相匹配，同时所述关联相线接线端子的相电压与所述电力二次设备的零线接线端子上的零线电压之差与零相匹配。
10.一种电力二次设备侧断零断相识别装置，其特征在于：包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上述权利要求7至9任一项所述的电力二次设备侧断零断相识别方法。
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