CN117269843B - 一种二次电流回路中性线运行状态在线监测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二次电流回路中性线运行状态在线监测方法及系统，涉及二次设备监测技术领域，包括通过高精度传感器采集、复合滤波算法处理得到不受谐波及暂态影响的变电站各中性线二次电流基波分量并上送至保护信息主站；调取原配置接入保护信息主站信息得到变电站各间隔三相二次电流回路信息，汇总所有监测范围二次电流信息按变电站、间隔、绕组进行分组、分类标记；利用采集信息进行运算分析，自动识别确认线路的运行状态，再结合运行状态计算得出各间隔每个绕组的离群偏差线性度和连续动态趋势偏差度。本发明解决了二次电流回路中性线时断时续隐蔽不易发现的问题，实现对整个系统的全面监测，迅速精准定位发布具体某个绕组的异常预警。
Description
技术领域
本发明涉及在线监测技术领域，尤其涉及一种二次电流回路中性线运行状态在线监测方法及系统。
背景技术
在电力系统厂站中，二次设备对一次设备的运行状态进行监视、控制和保护，二次电流作为二次设备模拟量输入，其准确性和可靠性至关重要。二次电流回路涉及电流互感器、就地汇控柜、室外电缆、二次设备接线端子及采集回路，具有接线复杂、环节较多、缺陷隐蔽等特点，目前的二次设备没有针对中性线断线的判别逻辑。当电力系统发生接地故障时，电流互感器因二次回路中性线虚接或断线导致励磁电流增大、饱和，进一步造成继电保护设备失去选择性，可能造成区外故障误动或区内故障拒动的严重影响，因此，需要中性线断线情况进行监测及判别，提前揭示二次电流回路中性线断线隐患，确保电网安全稳定运行。
目前，二次电流回路中性线虚接或断线监测方法有一定的的研究和应用，主要有如下几类：
一是谐波分析法，通过二次电流回路中性线断线时，电流回路中谐波分量会发生变化，监测高次谐波特征，可以灵敏的判断中性线断线情况，申请号202211596095.9和202110361366.1的专利分别公开了通过检测中性线电流和线路A、B、C三相二次电流中三次谐波电流的变化特征和二次谐波分量占比进行判据的方法。但是，当大量新能源接入或系统发生故障时，系统内谐波特征将发生变化，容易导致误判，且电流的高次谐波采集对采样频率和精度也有较高的要求。
二是区外故障分析法，通过电力系统接地故障时，分析故障电网区域内，各个故障范围外保护元件启动后波形特征，判别电流回路中性线是否断线，申请号202111317427 .0的专利公布了一种当线路保护区外故障时对比分析两套保护波形特性，判别中性线断线的方法，这种方法判断准确性高，但存在电力系统故障才能检测的限制，无法在系统故障前预警，可能导致事故事件在区外故障或区内故障时伴随发生，中性线断线监测作用有限。
三是信号注入法，通过在二次电流回路中附加外部信号，判别中性线断线情况，申请号200710062678.2的专利公开了一种电流注入式中性线断线检测方法，向运行的二次电流回路注入一个弱电信号，通过监测注入信号可以有效检测系统的中性线断线情况，具备判别准确性和灵敏性，但对继电保护装置运行存在较大干扰，可能导致继电保护装置不正确动作，安全方面存在隐患。
综上所述，从实际应用上并实现二次电流回路中性线虚接或断线监视需解决以下问题：
（1）实时灵敏和准确地判别二次电流回路中性线虚接或断线。系统正常运行时，电流回路中性线上电流对比A、B、C三相负荷电流非常小，判别是否虚接或断线的灵敏性和准确性是必要且重要的。
（2）低电流数据采集要求。系统正常运行时，各个间隔中性线电流较小，在满足精度的要求下实现数据远方传送，高频率采样可能加大数据传输、储存难度及监测元件功能要求提高后安装困难等问题。
（3）避免系统谐波及故障暂态影响，提高抗干扰性。新能源大量接入或系统发生故障时，系统会产生谐波干扰及暂态分量，可能对虚接或断线的判别产生较大干扰，可能在实际应用时频繁误发告警信息。
（4）实现全面监测，精准定位。电网二次电流绕组数量多，不同绕组发生中性线断线后，准确、快速的识别和整改具体对应变电站、间隔、绕组断线情况至关重要。
（5）一、二次设备运行状态识别。中性线的电流与设备的运行状态密切相关，若不考虑一、二次设备状态直接进行断线判别，可能误发虚接或断线预警。
判别二次电流回路不稳定状态，二次电流中性线未完全虚接或断线，可能出现二次线连接处于断开、恢复循环状态，且时间不确定，可能长时间处于正常状态，判别难度大。
发明内容
鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明提供了一种二次电流回路中性线运行状态在线监测方法，可以解决传统技术中被测对象电场强度弱，高精度测量困难的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案，一种二次电流回路中性线运行状态在线监测方法，包括：
通过高精度传感器采集、复合滤波算法处理得到不受谐波及暂态影响的变电站各中性线二次电流基波分量并上送至保护信息主站；调取原配置接入保护信息主站信息得到变电站各间隔三相二次电流回路信息，汇总所有监测范围二次电流信息按变电站、间隔、绕组进行分组、分类标记；利用采集信息进行运算分析，先自动识别确认线路的运行状态，再结合运行状态计算得出各间隔每个绕组的离群偏差线性度和连续动态趋势偏差度。
作为本发明所述的一种二次电流回路中性线运行状态在线监测方法的一种优选方案，其中：所述调取原配置接入保护信息主站信息包括，通过在各个绕组二次电流中性线安装开口式高精度微型电流传感器获取中性线电流信息，中性线电流采样数据精度为毫安级，通过信息采集系统处理后上送至保护信息主站；所述信息采集系统指安装在厂站端负责与接入的中性线电流在线监测模块及综合数据模块通信，并完成相关电流信息的采集监测、数据处理、远方传送的硬件及软件系统；信息采集系统应包含负责采集端子箱二次电流回路中性线电流数据的采集单元，传输数据的服务器、规约转换器、无线接收汇聚单元，通过生产管理区网络，即使用企业综合业务数据网与异地有关的生产管理区互联且各安全区中安全等级次于非控制区的分区，将采集单元采样的数据上送至保护信息主站；所述保护信息主站指在调度机构为厂站端二次设备开展远方相关业务的信息化平台，对信息采集系统上送的二次电流回路中性线电流数据进行分析处理，判断电流回路中性线是否存在虚接或断线，发布异常告警信息；信息采集系统通过复合滤波算法过滤二次电流回路中的直流分量和谐波分量，得到中性线电流基波分量数据进行综合分析计算。
作为本发明所述的一种二次电流回路中性线运行状态在线监测方法的一种优选方案，其中：所述综合分析计算包括，计算公式如下，式中Inc、Inj为基波电流有效值转化至复数平面的实部和虚部，为电流最大幅值，/>为交流电流角频率，T为交流电流周期，N为一个周期采样点数，i为第i采样，IAi为第i个采样值：
；
并计算得出各个间隔中性线电流基波有效幅值：。
作为本发明所述的一种二次电流回路中性线运行状态在线监测方法的一种优选方案，其中：所述调取包括，通过站内原有配置保护信息子站直接采集获取各个间隔继电保护装置、故障滤波装置的A、B、C三相电流数据，传输至保护信息主站处，与中性线电流数据统一汇集处理，对应某变电站某间隔分别标记确认为第一绕组A、B、C三相电流Ia1、Ib1、Ic1和中性线电流I01，第二绕组A、B、C三相电流Ia2、Ib2、Ic2和中性线电流I02直至第i绕组A、B、C三相电流Iai、Ibi、Ici和中性线电流I0i′，在全局监控范围内，任何一个绕组中性线虚接或断线后，通过综合分析计算后，立刻精准发布定位存在问题绕组。
作为本发明所述的一种二次电流回路中性线运行状态在线监测方法的一种优选方案，其中：所述利用采集信息进行运算分析包括，采用保护信息主站标记处理后的电流信息进行分析计算，通过计算三相电流基波分量有效值T1=1分钟内的平均值，Ia有（t）为主站采集相关保护装置A相电流t时刻的有效值，N1为主站本周期内采集遥测信息采样点数，Ib和Ic计算方法同Ia，再根据如下公式计算判断线路、主变一次设备的运行状态，In为该间隔二次电流的额定电流：
；
当线路处于未投运或空载状态时，继电保护装置及故障录波装置零漂采样要求不大于0.01In，此时不对二次电流回路中性线虚接或断线进行判别，默认此时中性线无异常，当线路处于带负荷运行状态，则进入中性线断线判别逻辑。
作为本发明所述的一种二次电流回路中性线运行状态在线监测方法的一种优选方案，其中：所述利用采集信息进行运算分析还包括，通过同一间隔不同绕组中性线电流数据，基于中性线电流采样数据I01、I02……I0n，为提高断线绕组区分度，设各绕组复合离群值Ilq：
；
计算出各绕组中性线电流标准差σ：
；
按照最大离群偏差情况进行计算，核算得出修正系数ε：
；
最终保护信息主站计算存在支路中性线断线情况下各个绕组中性线的电流离群偏差线性度βi：
；
其中，为第i个二次绕组的中性线电流采样基波分量有效值，n为该间隔中性线电流接入保护信息主站的数量，/>为第i个二次绕组中性线电流离群偏差线性度。
通过统计分析计算，非断线相βi值均小于0.9，断线相均大于0.9并有一定的裕度，取可靠系数Krel等于1.1，则制定离群偏差线性度临界值K为1；当离群偏差线性度＜1时，保护信息主站初步判断为该绕组中性线运行正常；当/>≥1时，保护信息主站初步判断为该绕组中性线虚接或断线，继续进行逻辑判别。
作为本发明所述的一种二次电流回路中性线运行状态在线监测方法的一种优选方案，其中：所述离群偏差线性度和连续动态趋势偏差度包括，通过实时采集同一绕组上中性线毫安级电流确数据，基于不同时刻中性线电流采样数据I01、I02……I0n，进行如下运算：
通过对二次交流回路中性线的毫安级电流实时精确监测，收集记录数据，以200毫秒和1分钟为采集周期，分别计算并记录当前200毫秒和1分钟内的中性线电流采样平均值Imn和Idn、前1个统计周期Imn1和Idn1、前2个统计周期Imn2和Idn2、…、前10个统计周期Imn10和Idn10，形成历史数据库，当中性线电流大于最小精工电流2倍，分别使用数据库内每个统计周期电流平均值进行比较得到瞬时动态趋势偏差度和连续动态趋势偏差度，由于该判据在断线时突变响应，待中性线断线后超过统计周期后，将不再响应，所以保护信息主站不单独通过该判据判断中性线虚接或断线，作为逻辑判别辅助判据，公式如下：
；
式中，ρmni和ρdni分别为第n绕组中性线电流对比前i个统计周期的瞬时动态趋势偏差度和连续动态趋势偏差度，要求Imni或Idni大于两倍最小精工电流，当所有对比周期均不满足时退出计算。
本发明的另外一个目的是提供二次电流回路中性线运行状态在线监测系统，其能通过实现一种二次电流回路中性线运行状态在线监测方法，解决现有技术中无法解决的问题。
作为本发明所述的二次直流回路电位非接触式微型智能传感优化系统的一种优选方案，其中：所述系统包括，高精度微型电流传感器，用于采集电流回路中性线电流数据；信息采集系统，用于将中性线电流数据传送至保护信息主站；保护信息主站，用于对指令中或系统程序中的数据进行处理；综合分析模块，用于分析判别断线情况以及发布预警；预警模块，对于判断的异常情况进行预警。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现一种二次电流回路中性线运行状态在线监测方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现一种二次电流回路中性线运行状态在线监测方法的步骤。
本发明的有益效果：本发明方法基于中性线电流数据采集，采用高精度微型电流传感器非接触式接入变电站侧各间隔端子箱中性线，在保证精度的前提下，避免附加信号入侵保护二次电流回路，极大的提高了运行二次设备的安全性。本发明首先调用保护信息主站原有各个间隔A、B、C三相电流数据，对间隔的运行间隔进行判断，避免了误判别检修线路或空载线路二次电流回路断线，再对带负荷运行线路进一步分析判断。利用同源高精度传感器采集的中性线电流信息进行高灵敏度离群偏差线性度算法横向对比各个绕组偏差，计算筛选出离群偏差线性度较大绕组，在通过纵向对比该绕组连续动态趋势偏差度算法，在保证足够灵敏度的前提下进行双确认，同时保证了中性线虚接或断线判别的准确性。同步通过应用瞬时动态趋势偏差度感应灵敏的特点，感知判断中性线连接不稳定状态，解决了二次电流回路中性线时断时续隐蔽不易发现的问题。本发明采集中性线电流数据通过综合滤波算法进行采样处理，仅需要应用电流的基波分量进行分析计算，实现了信息采集系统的监测模块和数据处理模块低电流数据采集及处理要求。且采用稳态基波分量进行分析，避免了系统内新能源大量接入或故障暂态期间产生的谐波干扰，进一步保证了中性线虚接或断线判别的准确性。本发明通过厂站侧信息子站传输到保护信息主站，在保护信息主站进行综合处理分析，统筹调度，对整个调度范围内所有二次电流中性线进行集中监测，并通过对各个绕组进行分组、分类标记，即实现了对整个系统的全面监测，也能迅速精准定位发布具体某个绕组的异常预警。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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它的附图。其中：
图1为本发明一个实施例提供的一种二次电流回路中性线运行状态在线监测方法流程示意图。
图2为本发明一个实施例提供的一种二次电流回路中性线运行状态在线监测系统流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
参照图1，为本发明的第一个实施例，该实施例提供了一种二次电流回路中性线运行状态在线监测方法，包括：
S1：通过高精度传感器采集、复合滤波算法处理得到不受谐波及暂态影响的变电站各中性线二次电流基波分量并上送至保护信息主站。
所述调取原配置接入保护信息主站信息包括，通过在各个绕组二次电流中性线安装开口式高精度微型电流传感器获取中性线电流信息，中性线电流采样数据精度为毫安级，通过信息采集系统处理后上送至保护信息主站。
所述信息采集系统指安装在厂站端负责与接入的中性线电流在线监测模块及综合数据模块通信，并完成相关电流信息的采集监测、数据处理、远方传送的硬件及软件系统；信息采集系统应包含负责采集端子箱二次电流回路中性线电流数据的采集单元，传输数据的服务器、规约转换器、无线接收汇聚单元，通过生产管理区网络，即使用企业综合业务数据网与异地有关的生产管理区互联且各安全区中安全等级次于非控制区的分区，将采集单元采样的数据上送至保护信息主站。
所述保护信息主站指在调度机构为厂站端二次设备开展远方相关业务的信息化平台，对信息采集系统上送的二次电流回路中性线电流数据进行分析处理，判断电流回路中性线是否存在虚接或断线，发布异常告警信息。
信息采集系统通过复合滤波算法过滤二次电流回路中的直流分量和谐波分量，得到中性线电流基波分量数据进行综合分析计算。
所述综合分析计算包括，计算公式如下，式中Inc、Inj为基波电流有效值转化至复数平面的实部和虚部，为电流最大幅值，/>为交流电流角频率，T为交流电流周期，N为一个周期采样点数，i为第i采样，IAi为第i个采样值：
；
并计算得出各个间隔中性线电流基波有效幅值：。
S2：调取原配置接入保护信息主站信息得到变电站各间隔三相二次电流回路信息，汇总所有监测范围二次电流信息按变电站、间隔、绕组进行分组、分类标记。
所述调取包括，通过站内原有配置保护信息子站直接采集获取各个间隔继电保护装置、故障滤波装置的A、B、C三相电流数据，传输至保护信息主站处，与中性线电流数据统一汇集处理，对应某变电站某间隔分别标记确认为第一绕组A、B、C三相电流Ia1、Ib1、Ic1和中性线电流I01，第二绕组A、B、C三相电流Ia2、Ib2、Ic2和中性线电流I02直至第i绕组A、B、C三相电流Iai、Ibi、Ici和中性线电流I0i′，在全局监控范围内，任何一个绕组中性线虚接或断线后，通过综合分析计算后，立刻精准发布定位存在问题绕组。
S3：利用采集信息进行运算分析，先自动识别确认线路的运行状态，再结合运行状态计算得出各间隔每个绕组的离群偏差线性度和连续动态趋势偏差度。
所述利用采集信息进行运算分析包括，采用保护信息主站标记处理后的电流信息进行分析计算，通过计算三相电流基波分量有效值T1=1分钟内的平均值，Ia有（t）为主站采集相关保护装置A相电流t时刻的有效值，N1为主站本周期内采集遥测信息采样点数，Ib和Ic计算方法同Ia，再根据如下公式计算判断线路、主变一次设备的运行状态，In为该间隔二次电流的额定电流：
；
当线路处于未投运或空载状态时，继电保护装置及故障录波装置零漂采样要求不大于0.01In，此时不对二次电流回路中性线虚接或断线进行判别，默认此时中性线无异常，当线路处于带负荷运行状态，则进入中性线断线判别逻辑。3
所述利用采集信息进行运算分析还包括，通过同一间隔不同绕组中性线电流数据，基于中性线电流采样数据I01、I02……I0n，为提高断线绕组区分度，设各绕组复合离群值Ilq：
；
计算出各绕组中性线电流标准差σ：
；
电流互感器的保护绕组在额定电流情况下，电流幅值误差不大于3%，相位误差不大于1°，安装在中性线上的开口式高精度微型电流传感器复合误差不大于5%，根据网内配置接地保护的各个电压等级得知，现场使用的保护绕组数量在3-6个范围内，考虑保护有效采样不小于两倍最小精工电流，即大于2mA的情况下，按照最大离群偏差情况进行计算，核算得出修正系数ε：
；
最终保护信息主站计算存在支路中性线断线情况下各个绕组中性线的电流离群偏差线性度：
；
其中，为第i个二次绕组的中性线电流采样基波分量有效值，n为该间隔中性线电流接入保护信息主站的数量，/>为第i个二次绕组中性线电流离群偏差线性度。
通过统计分析计算，非断线相βi值均小于0.9，断线相均大于0.9并有一定的裕度，取可靠系数Krel等于1.1，则制定离群偏差线性度临界值K为1；当离群偏差线性度＜1时，保护信息主站初步判断为该绕组中性线运行正常；当/>≥1时，保护信息主站初步判断为该绕组中性线虚接或断线，继续进行逻辑判别。
所述离群偏差线性度和连续动态趋势偏差度包括，通过实时采集同一绕组上中性线毫安级电流确数据，基于不同时刻中性线电流采样数据I01、I02……I0n，进行如下运算：
通过对二次交流回路中性线的毫安级电流实时精确监测，收集记录数据，以200毫秒和1分钟为采集周期，分别计算并记录当前200毫秒和1分钟内的中性线电流采样平均值Imn和Idn、前1个统计周期Imn1和Idn1、前2个统计周期Imn2和Idn2、…、前10个统计周期Imn10和Idn10，形成历史数据库，当中性线电流大于最小精工电流2倍，分别使用数据库内每个统计周期电流平均值进行比较得到瞬时动态趋势偏差度和连续动态趋势偏差度，由于该判据在断线时突变响应，待中性线断线后超过统计周期后，将不再响应，所以保护信息主站不单独通过该判据判断中性线虚接或断线，作为逻辑判别辅助判据，公式如下：
；
式中，ρmni和ρdni分别为第n绕组中性线电流对比前i个统计周期的瞬时动态趋势偏差度和连续动态趋势偏差度，要求Imni或Idni大于两倍最小精工电流，当所有对比周期均不满足时退出计算。根据目前电网运行情况，无特殊运行方式下，每日最小负荷率大约在0.6-0.8之间，10分钟内电力负荷变化较小，而中性线断线时，中性线电流瞬间降低至采样零漂值，取可靠系数Krel＇大于1.2，取动态趋势偏差度临界值为40%。
对比某个绕组前十个周期中性点电流数据得到连续动态趋势偏差度数据组ρdn1、ρdn2…、ρdn10，任一绕组中性线电流动态趋势偏差度均满足ρdni＜40%时，辅助判断为该绕组中性线运行正常；当数据组任一个ρdni≥40%时，辅助判断为该绕组中性线虚接或断线。
当初步判断为该绕组中性线虚接或断线时，此时该绕组满足连续动态趋势偏差度判据，立即发布二次电流回路中性线虚接或断线预警。
对比某个绕组前十个周期中性点电流数据得到瞬时动态趋势偏差度数据组ρmn1、ρmn2…、ρmn10，当该间隔绕组ρmni≥40%判别为中性线瞬时异常，当该绕组1天时间内出现3次及以上瞬时异常动作、复归情况，判别为该绕组处于中性线不稳定状态，立即发布二次电流回路中性线异常预警。
实施例2
参考图2，为本发明的第二个实施例，该实施例提供了一种二次直流回路电位非接触式微型智能传感优化系统，其包括高精度微型电流传感器，用于采集电流回路中性线电流数据；信息采集系统，用于将中性线电流数据传送至保护信息主站；保护信息主站，用于对指令中或系统程序中的数据进行处理；综合分析模块，用于分析判别断线情况以及发布预警；预警模块，对于判断的异常情况进行预警。
应说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
实施例3
本发明第三个实施例，其不同于前两个实施例的是：
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
实施例4
试验步骤如下：
选取某变电站220kV运行线路某绕组中性线断线后10分钟内随机抽取5个时刻数据，该间隔所有中性线绕组电流值采样值，记录下测量值形成数据表1。
表1 中性点断线时各个绕组中性点电流数据
（1）计算各个时刻每个绕组的离群线性偏差度，得出离群线性偏差度数据表2。
表2 中性点断线时各个绕组离群线性偏差度数据
（2）选取某变电站运行线路中性线断线和空载线路三相电流及中性线电流断线前后10分钟的采集数据，记录下测量值形成数据表3。
表3 中性线断线前后10min绕组电流试验数据
计算根据A、B、C三相电流，计算线路运行状态，In=1A，则满足：
；
线路处于运行状态，计算各个时刻绕组的连续动态趋势偏差度，得出得出连续动态趋势偏差度数据表4。
表4 中性线断线时绕组连续动态趋势偏差度
（4）选取某变电站运行线路中性线断线和空载线路三相电流及中性线电流断线前后2秒的采集数据，记录下测量值形成数据表5。
表5 中性线断线前后2s绕组电流试验数据
计算各个时刻绕组的动态趋势偏差度，得出得出动态趋势偏差度数据表6。
表6 中性线断线时绕组动态趋势偏差度
/>
根据实验数据及计算结果可以知道，线路先判别是否处于运行状态，根据实验结果可知，线路正常运行，保护主站系统持续对中性点二次电流回路进行判别。
当某变电站220kV线路某保护中性线断线后，该间隔绕组离群线下偏差度β4≥1，其他绕组均小于1，初步判别该绕组二次电流中性线断线。
在中性线断线后进行持续趋势偏差度分析，该统计周期计算电流平均值为1.7mA，对比前10个周期持续趋势偏差度均大于40%，再次确认二次回路中性线断线，保护信息主站发布预警。且后续10个周期均会满足断线判别条件，10个周期后，由于电流小于最小精工电流的两倍，不再进入判别逻辑。
若该保护中性线处于不稳定状态，该计周期计算电流平均值为1.4mA，对比前10个周期动态趋势偏差度均大于40%，在一天时间内同一绕组发生三次及以上满足与不满足判别转换，保护信息主站判别二次回路中性线不稳定状态，保护信息主站发布预警。
Claims (9)
1.一种二次电流回路中性线运行状态在线监测方法，其特征在于：包括，
通过高精度传感器采集、复合滤波算法处理得到不受谐波及暂态影响的变电站各中性线二次电流基波分量并上送至保护信息主站；
调取原配置接入保护信息主站信息得到变电站各间隔三相二次电流回路信息，汇总所有监测范围二次电流信息按变电站、间隔、绕组进行分组、分类标记；
利用采集信息进行运算分析，先自动识别确认线路的运行状态，再结合运行状态计算得出各间隔每个绕组的离群偏差线性度和连续动态趋势偏差度；
所述离群偏差线性度和连续动态趋势偏差度包括，通过实时采集同一绕组上中性线毫安级电流确数据，基于不同时刻中性线电流采样数据I01、I02……I0n，进行如下运算：
通过对二次交流回路中性线的毫安级电流实时精确监测，收集记录数据，以200毫秒和1分钟为采集周期，分别计算并记录当前200毫秒和1分钟内的中性线电流采样平均值Imn和Idn、前1个统计周期Imn1和Idn1、前2个统计周期Imn2和Idn2、…、前10个统计周期Imn10和Idn10，形成历史数据库，当中性线电流大于最小精工电流2倍，分别使用数据库内每个统计周期电流平均值进行比较得到瞬时动态趋势偏差度和连续动态趋势偏差度，由于该判据在断线时突变响应，待中性线断线后超过统计周期后，将不再响应，所以保护信息主站不单独通过该判据判断中性线虚接或断线，作为逻辑判别辅助判据，公式如下：
式中，和/>分别为第n绕组中性线电流对比前i个统计周期的瞬时动态趋势偏差度和连续动态趋势偏差度，要求Imni或Idni大于两倍最小精工电流，当所有对比周期均不满足时退出计算。
2.如权利要求1所述的一种二次电流回路中性线运行状态在线监测方法，其特征在于：所述调取原配置接入保护信息主站信息包括，通过在各个绕组二次电流中性线安装开口式高精度微型电流传感器获取中性线电流信息，中性线电流采样数据精度为毫安级，通过信息采集系统处理后上送至保护信息主站；
所述信息采集系统指安装在厂站端负责与接入的中性线电流在线监测模块及综合数据模块通信，并完成相关电流信息的采集监测、数据处理、远方传送的硬件及软件系统；信息采集系统应包含负责采集端子箱二次电流回路中性线电流数据的采集单元，传输数据的服务器、规约转换器、无线接收汇聚单元，通过生产管理区网络，即使用企业综合业务数据网与异地有关的生产管理区互联且各安全区中安全等级次于非控制区的分区，将采集单元采样的数据上送至保护信息主站；
所述保护信息主站指在调度机构为厂站端二次设备开展远方相关业务的信息化平台，对信息采集系统上送的二次电流回路中性线电流数据进行分析处理，判断电流回路中性线是否存在虚接或断线，发布异常告警信息；
信息采集系统通过复合滤波算法过滤二次电流回路中的直流分量和谐波分量，得到中性线电流基波分量数据进行综合分析计算。
3.如权利要求2所述的一种二次电流回路中性线运行状态在线监测方法，其特征在于：所述综合分析计算包括，计算公式如下，式中Inc、Inj为基波电流有效值转化至复数平面的实部和虚部，为电流最大幅值，ω为交流电流角频率，T为交流电流周期，N为一个周期采样点数，i为第i采样，IAi为第i个采样值：
并计算得出各个间隔中性线电流基波有效幅值：
其中，以数据采集时刻定义为0时刻，t表示电流Inc和lnj表达式的时间变量，θ表示计算得出的初相角常量。
4.如权利要求3所述的一种二次电流回路中性线运行状态在线监测方法，其特征在于：所述调取包括，通过站内原有配置保护信息子站直接采集获取各个间隔继电保护装置、故障滤波装置的A、B、C三相电流数据，传输至保护信息主站处，与中性线电流数据统一汇集处理，对应某变电站某间隔分别标记确认为第一绕组A、B、C三相电流Ia1、Ib1、Ic1和中性线电流I01，第二绕组A、B、C三相电流Ia2、Ib2、Ic2和中性线电流I02直至第i绕组A、B、C三相电流Iai、Ibi、Ici和中性线电流I0i’，在全局监控范围内，任何一个绕组中性线虚接或断线后，通过综合分析计算后，立刻精准发布定位存在问题绕组。
5.如权利要求4所述的一种二次电流回路中性线运行状态在线监测方法，其特征在于：所述利用采集信息进行运算分析包括，采用保护信息主站标记处理后的电流信息进行分析计算，通过计算三相电流基波分量有效值T1＝1分钟内的平均值Ia有(t)为主站采集相关保护装置A相电流t时刻的有效值，N1为主站本周期内采集遥测信息采样点数，Ib和Ic计算方法同Ia，再根据如下公式计算判断线路、主变一次设备的运行状态，In为该间隔二次电流的额定电流：
当线路处于未投运或空载状态时，继电保护装置及故障录波装置零漂采样要求不大于0.01In，此时不对二次电流回路中性线虚接或断线进行判别，默认此时中性线无异常，当线路处于带负荷运行状态，则进入中性线断线判别逻辑。
6.如权利要求5所述的一种二次电流回路中性线运行状态在线监测方法，其特征在于：所述利用采集信息进行运算分析还包括，通过同一间隔不同绕组中性线电流数据，基于中性线电流采样数据I01、I02……I0n，n为该间隔采集绕组数量，为提高断线绕组区分度，设各绕组复合离群值Ilq：
计算出各绕组中性线电流标准差σ：
按照最大离群偏差情况进行计算，核算得出修正系数ε：
最终保护信息主站计算存在支路中性线断线情况下各个绕组中性线的电流离群偏差线性度βi：
其中，I0i为第i个二次绕组的中性线电流采样基波分量有效值，n为该间隔中性线电流接入保护信息主站的数量，βi为第i个二次绕组中性线电流离群偏差线性度；
通过统计分析计算，非断线相βi值均小于0.9，断线相均大于0.9并有一定的裕度，取可靠系数Krel等于1.1，则制定离群偏差线性度临界值K为1；当离群偏差线性度βi＜1时，保护信息主站初步判断为该绕组中性线运行正常；当βi≥1时，保护信息主站初步判断为该绕组中性线虚接或断线，继续进行逻辑判别。
7.一种采用如权利要求1～6任一所述的一种二次电流回路中性线运行状态在线监测方法的系统，其特征在于：所述系统包括，
高精度微型电流传感器，用于采集电流回路中性线电流数据；
信息采集系统，用于将中性线电流数据传送至保护信息主站；
保护信息主站，用于对指令中或系统程序中的数据进行处理；
综合分析模块，用于分析判别断线情况以及发布预警；
预警模块，对于判断的异常情况进行预警。
8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
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6中任一项所述的方法的步骤。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant |