CN115166596A - 一种Yd11接线变压器单相断线在线监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种Yd11接线变压器单相断线在线监测方法，通过实时监测变压器高压侧和低压侧同一相的实时电流，并根据变压器的变比参数来计算实时电流对应的另一侧的期望电流；然后将同侧的实时电流与期望电流进行比较，当实时电流超出期望电流预定阈值时，则发出单相断线预警信号。本发明简单有效，实用性强，无成本支出，不增加任何监测仪器，仅在调度监控系统增加一组判别公式，就能有效检测变压器是否发生单相断线。为电网安全稳定运行节约大量人力、物力，同时保障用户电力设备的安全稳定运行，此发明可广泛用于35千伏电压等级变压器单相断线故障在线监测。

Description

一种Yd11接线变压器单相断线在线监测方法

技术领域

本发明涉及电力设备监控领域，特别涉及一种Yd11接线变压器单相断线在线监测方法。

背景技术

现有的电力设备在长时间运行后难免会出现各种故障，如三相电路单相断线等，而电力设备在单相断线后形成的非全相运行状态，对电机等用电设备极具破坏性。所以在故障难以彻底杜绝出现的情况下，就需要采取有效措施及时的检测出故障，以避免故障持续时间过长而影响电网安全稳定运行。因此需要采用辅助手段及时检测到电力设备如变压器、输电线路单相断线等异常现象，及时将故障设备停运检修，恢复系统正常三相对称运行，这对于系统稳定运行、保证电力设备的安全至关重要。

由于目前部分老旧变电站采用的一直是两相式电流采集监测装置，即只采集三相电流中的两相电流进行监控，故在发生这两相之外的剩余一相断电故障时，往往难以及时发现并处置。同时变电站在进行人工监控时，显示屏往往只能看到一相电流的数据情况，如果要查看监控的另一相电流，又需要额外进行操作来切换显示，而由于变电站线路繁多，靠纯人工来进行切换显示极为耗时且繁琐，故一旦没有被监控到的单相出现断线时，同样难以被及时发现。虽然目前也存在部分关于单相断线的监测方式，如《中性点不接地系统发生单相断线故障的判据分析及解决措施》中给出了基于电压变化的故障识别附加判据，根据YD11、YY0接线双圈变压器高压侧发生单相断线时的高、低压侧电压的特征，判断单相断线与接地的区别。但在双主变高、低压侧并列运行的情况电压特征消失，不利于故障特征判断。而部分地区电站内的运行方式为双主变并列运行。在这种情况下，当站内两台主变并列运行且一台主变高压侧单相断线时，从主变低压侧母线电压互感器三相电压关系无法判断高压侧发生单相断线。

所以目前在部分老旧变电站Yd11接线变压器只监测两相电流，又出现主变高压侧或者低压侧未被监测的单相断线时，由于主变差动保护及过电流保护均不受影响，无法通过现有的继电保护及时隔离故障，大大增加了调度值班人员的反故障侦查难度，进而威胁到电力设备的安全运行，而如果重新添加剩余一相的电流监测装置，则又需投入资金进行改造升级，且改造时可能还需要长时间断电，导致相关成本过高。

发明内容

为了解决目前变压器单相断线难以检测的技术问题，本发明从电流电气量的变化入手，通过分析变压器两侧的三相电流在断线故障与正常运行时的差异，提出基于电流变化量的Yd11接线变压器单相断线检测方法。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是，

一种Yd11接线变压器单相断线在线监测方法，包括以下步骤：

实时监测变压器高压侧和低压侧其中任意一相的实时电流，并根据变压器的变比参数来计算实时电流在另一侧同相的期望电流；然后将同侧的实时电流与期望电流进行比较，当所监测的实时电流超出期望电流预定阈值时，则发出这一侧单相断线预警信号。

所述的方法，判断实时电流超出期望电流预定阈值，是根据以下公式来进行判断的：

其中I_m为A、B、C三相中其中一相的低压侧电流，I_M为与m同相的高压侧电流，n_T为变压器的变比参数；

当公式成立时，则认为实时电流超出期望电流预定阈值。

所述的方法，

的值还应小于1。

所述的方法，判断实时电流超出期望电流预定阈值，是根据以下公式来进行判断的：

其中I_M为A、B、C三相中其中一相的高压侧电流，I_m为与M同相的低压侧电流，n_T为变压器的变比参数；

当公式成立时，则认为实时电流超出期望电流预定阈值。

所述的方法，

的值还应小于1。

所述的方法，发出这一侧单相断线预警信号，其中单相断线中的单相是指三相中除监测实时电流的一相外的另两相，预警信号是指提示可能发生断线，需进行核实的信号。

一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现前述的方法。

一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现前述的方法。

本发明的技术效果在于，通过识别变压器单相断线时高低压侧的电流差值，提出来对应的识别方法，可解决了困扰电力系统业界关于Yd11接线变压器断线及35千伏线路断线无法准确判别问题，极大地提高了系统运行可靠性。本发明简单有效，实用性强，无成本支出，不增加任何监测仪器，仅在调度监控系统增加一组判别公式，就能有效检测变压器是否发生单相断线。为电网安全稳定运行节约大量人力、物力，同时保障用户电力设备的安全稳定运行，此发明可广泛用于35千伏电压等级变压器单相断线故障在线监测。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明进行Yd11接线变压器单相断线判断的流程图；

图2为本发明实现Yd11接线变压器单相断线故障检测具体流程图。

具体实施方式

参见图1，本实施例所提供的方法不受变电站站内运行方式影响，更为灵活简便。基于目前某些老旧变电站所采用的两相式电流采集方法，本实施例以实时监测A、C两相电流为例来说明本发明所提供的方法，这里需要指出的是，在实际使用本发明所提供的方法时，也可以选择除A、B两相或者B、C两相进行实时监测。

下面提供基于本实施例对A、C两相进行实时监测时，可能出现的三种情况下，Yd11接线变压器的高、低压侧电流的关系，便于推出单相断线判别公式。

(1)当Yd11接线变压器正常运行时，高、低压侧电流关系如下所示：

I_A＝I_C＝I_B (1)

上式1为高压侧三相线电流关系，其中I_A为高压侧A相电流，I_B为高压侧A相电流，I_C为高压侧A相电流。

I_a＝I_An_T

I_b＝I_An_T

I_c＝I_An_T (2)

上式2为低压侧三相线电流关系，其中I_a为低压侧A相电流，I_b为低压侧B相电流，I_c为低压侧C相电流，n_T为变压器变比。

通过上述关系式可知正常情况下Yd11接线变压器高低压侧线电流应满足|I_a-n_TI_A|≈0。(2)当Yd11接线变压器高压侧B相断线时，从高压侧电流以及变压器变比得出低压侧电流的关系如下所示：

I_A＝I_C

I_B＝0 (3)

上式3为高压侧三相线电流关系。

上式4为由高压侧电流结合变压器变比得到的低压侧三相线电流关系。

通过上述关系式可知若Yd11接线变压器高压侧B相或C相单相断线，主变高、低压侧A相电流满足下式5：

(3)当Yd11接线变压器低压侧B相断线时，从低压侧电流以及变压器变比得出高压侧电流关系如下所示：

I_a＝I_c

I_b＝0 (6)

上式6为低压侧三相线电流关系。

上式7为由低压侧电流结合变压器变比得到的高压侧三相线电流。

通过上述关系式可知若Yd11接线变压器低压侧B相或C相单相断线，主变高、低压侧A相电流满足下式8：

故根据上述的单相断线特性分析，可设置高低压侧电流比值作为Yd11接线变压器单相断线判别依据。若主变高、低压侧A、C相其中一相满足下式，则发断线告警信号。

或

而根据上述公式，可以推出的是基于以下公式：

或

也同样可以作为断线告警信号的判别依据。

参见图1，根据本发明的方案，可知只需在SCADA调度数据采集系统中采集变压器两侧的两相电流(A、C相)，以及输入变压器变比参数，便可进行主变断线判断。

进一步来说，采用本实施例的方法，在只对一相进行实时监测的情况下仍可以进行单相断线预警，即只要被监测的一相满足前述的公式，就可认为其余未被监控的两相中可能出现断线情况，并发出断线告警信号，以进行及时的核实。

另外，本实施例针对的是一次断线情况，而如果出现二次断线的话，则公式可能出现左侧的计算结果等于1的情况。而二次断线一般均另有专门的报警提示，故为了将断线情况限制在一次断线告警，可将公式左侧的计算结果加上限制在小于1的情况下进行告警，即举例来说：

则可认为B相或C相发生了单相断线，而以上面这个公式具体以来说，当监测的是A相时，若低压侧A相发生二次断线，则有I_a＝0，那么

等于1，这时仍满足大于等于0.1的判断条件，导致发出单相断线告警。但是这种情况下实际是TA二次断线，而TA二次断线会有专门的警告提醒，比如主变压器保护装置发出“长期有差流”信号。所以如果再同时触发本实施例的单相断线警告，反而会引起工作人员的困扰，故加入小于1的附加条件。类似的，其他公式可依次类推，即均加入计算结果小于1的限制。

参见图2，该流程图根据上述判别基础进行了TA二次断线判断，基于SCADA系统电流数据进行初步逻辑判断。若主变高、低压侧电流符合图2判别式，SCADA系统发“某某变\某某主变，可能出现单相断线”的告警。该告警作为判断Yd11接线变压器单相断线辅助判别依据，提醒值班人员对该信息进行确认，并通知运维人员去现场检查该主变是否发生单相断线。通过采用Yd11接线变压器单相断线智能告警可协助值班人员快速识别断线故障，提高电网故障处置效率，有效避免电网事故进一步扩大。

根据本发明的实施例，本发明还提供了一种电子设备和一种计算机可读介质。

其中电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现前述的方法。

具体使用中，用户能够通过作为终端设备的电子设备并基于网络来与同样作为电子设备的服务器进行交互，实现接收或发送消息等功能。终端设备一般是设有显示装置、基于人机界面来使用的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑和台式电脑等。其中终端设备上根据需要可安装各种具体的应用软件，包括但不限于网页浏览器软件、即时通信软件、社交平台软件、购物软件等。

服务器是用于提供各种服务的网络服务端，如对收到的从终端设备传输过来的两相电流数据提供相应计算服务的后台服务器。以实现对接收到的电流数据进行单线断线故障的判断，并将最终的判断结果返回至终端设备。

本实施例所提供的监测方法一般由服务器执行，在实际运用中，在满足必要条件下，终端设备亦可直接执行销量预测。

类似的，本发明的计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现本发明实施例的单相断线在线监测方法。

Claims (8)

1.一种Yd11接线变压器单相断线在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

实时监测变压器高压侧和低压侧其中一相的实时电流，并根据变压器的变比参数来计算实时电流在另一侧同相的期望电流；然后将同侧的实时电流与期望电流进行比较，当所监测的实时电流超出期望电流预定阈值时，则发出这一侧单相断线预警信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断实时电流超出期望电流预定阈值，是根据以下公式来进行判断的：

其中I_m为A、B、C三相中其中一相的低压侧电流，I_M为与m同相的高压侧电流，n_T为变压器的变比参数；

当公式成立时，则认为实时电流超出期望电流预定阈值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

的值还应小于1。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断实时电流超出期望电流预定阈值，是根据以下公式来进行判断的：

其中I_M为A、B、C三相中其中一相的高压侧电流，I_m为与M同相的低压侧电流，n_T为变压器的变比参数；

当公式成立时，则认为实时电流超出期望电流预定阈值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

的值还应小于1。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发出这一侧单相断线预警信号，其中单相断线中的单相是指三相中除监测实时电流的这一相外的另两相，预警信号是指提示可能发生断线，需进行核实的信号。

7.一种电子设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-6中任一所述的方法。

8.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的方法。

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