具体实施方式

如图1所示，本实施例高压开关PT柜过电压智能识别方法包括：

1)检测零序电流I和零序电压U；

2)判断零序电流I大于预设的电流整定值I0或零序电压U大于预设的电压整定值U0是否成立，若不成立，则结束并退出；否则，执行下一步；

3)将零序电压U进行FFT分解，并提取低频分量实测值UL和高频分量实测值UH；

4)若低频分量实测值UL大于预设的低频分量整定值U0L，则判定过电压类型为分频铁磁谐振过电压；若高频分量实测值UH大于预设的高频分量整定值U0H，则判定过电压类型为高频铁磁谐振过电压；否则执行下一步；

5)获取三相电压的幅值和相位参数；若满足条件R1～R4中任意一项，则判定过电压类型为基波铁磁谐振过电压，否则判定过电压类型为非铁磁谐振过电压；条件R1：三相电压均升高；条件R2：某一相电压降低，其余两相电压升高且超过线电压；条件R3：某一相电压降低但不等于0，且与零序电压反相，其余两相电压升高且相等；条件R4：某一相电压升高但不等于额定电压的指定预设倍数，且此相电压与零序电压同相，其余两相电压降低并且相等。

铁磁谐振是电力系统中存在的一种非线性共振现象，电力系统中存在大量的电容，如母线的杂散电容、断路器断口电容、线路分布电容等，它们与电压互感器中的非线性电感所形成的非线性谐振是铁磁谐振发生的实质。一般情况下，电压互感器的电感L大于系统中的对地电容C，但是在某些情况下，如单相接地故障消除的瞬间，非短路的两相对地电容通过PT的接地点进行放电，此时PT流过大电流，PT饱和，因此电感L减小，以至于有机会与系统中的电容匹配，发生铁磁谐振。谐振的频率并不固定，最终稳定的谐振频率一般为整数分之一次(1/2；1/3；1/5)或者整数次(1；3；5)，以方便从非线性元件中吸取能量维持谐振状态。铁磁谐振按照频率可以分为低频谐振，工频谐振和高频谐振三种。其中低频谐振的电压幅值低，但是电流大，所以危害较大；高频谐振电压幅值高，但是出现的概率小。由于现在的微机型装置很容易对零序电压进行频谱分析，通过快速傅里叶变换(FFT)获得频域信息，如低频/高频分量达到某一阈值，则判定为低频/高频谐振。因此通过分析零序电压的频率及数值就可以辨识高频谐振和分频谐振，区分相对容易。本实施例高压开关PT柜过电压智能识别方法能够实现分频铁磁谐振过电压、高频铁磁谐振过电压、基波铁磁谐振过电压以及非铁磁谐振过电压的识别，能提高高压PT柜过电压智能采集及研判识别能力，解决高压PT柜过电压故障频发、过电压识别困难、过电压抑制困难的问题，可以准确、快速的监测并识别系统过电压。基波铁磁谐振过电压的典型波形图如图4所示，基波铁磁谐振在一个量测周期内，三相电压具有幅值差，且符合正弦规律。基波铁磁谐振在程序上的判定逻辑为：

条件R1：三相电压均升高；

条件R2：某一相电压降低，其余两相电压升高且超过线电压；

条件R3：某一相电压降低但不等于0，且与零序电压反相，其余两相电压升高且相等；

条件R4：某一相电压升高但不等于额定电压的指定预设倍数(可根据经验设置，例如本实施例中具体为1.5倍)，且此相电压与零序电压同相，其余两相电压降低并且相等。

此外，基波铁磁谐振过电压还可以采用下述判断逻辑：待接收一个完整周期的三相电压后进行判定，三相电压幅值大于0且之间的绝对误差在30％-100％(程序上可调)之间，且三相电压在前半周期的绝对值与后半周期的绝对值之间的欧式距离在5％以内(程序上可调)，若上述条件均符合，则判定为基波铁磁谐振，反之进行其它故障类型的判定。

本实施例中，若低频分量实测值UL大于预设的低频分量整定值U0L，则判定过电压类型为分频铁磁谐振过电压。分频铁磁谐振过电压的典型波形图如图5所示，相较于基波铁磁谐振和高频铁磁谐振，分频铁磁谐振过电压会明显改变前半周期与后半周期的幅值和波形形状，三相电压幅值整体偏高。此外，分频铁磁谐振过电压也可以采用下述判定逻辑：待主机接收一个完整量测周期的三相电压后进行判定，三相电压幅值大于0且之间的绝对误差在10％以内，且三相电压在前半周期的绝对值与后半周期的绝对值之间的欧式距离大于20％(程序上可调)，且三相电压幅值均在于正常电压最大值30％(程序上可调)，若上述条件均符合，则判定为分频铁磁谐过电压振，反之则为其它故障类型。

本实施例中，若高频分量实测值UH大于预设的高频分量整定值U0H，则判定过电压类型为高频铁磁谐振过电压。高频铁磁谐振过电压的典型波形图如图6所示，高频铁磁谐振过电压在一个量测周期内，三相电压具有幅值差，幅值整体偏高，且不符合正弦规律。此外，高频铁磁谐振过电压也可以采用下述判定逻辑：待接收一个完整周期的三相电压后进行判定，三相电压幅值大于0且之间的绝对误差在10％-100％(程序上可调)之间，且三相电压在前半周期的绝对值与后半周期的绝对值之间的欧式距离大于5％(程序上可调)，且三相电压幅值均在于正常电压最大值30％(程序上可调)，若上述条件均符合，则判定为高频铁磁谐振，反之则为其它故障类型。

由于基频谐振产生的零序电压为工频50Hz，因此仅分析零序电压无法有效辨识基频谐振。工频谐振与单相接地故障的识别一直是难点，目前只能通过分析各种情况，增加不同情况下判据来进行识别，本实施例中在检测零序电压U的同时，将10kV A、B、C母线三相电压及PT零序电流作为辅助判据，可有效提高基波谐振的识别度。

因此，考虑到非铁磁谐振过电压的类型复杂多样，本实施例中还包括针对非铁磁谐振过电压进行进一步的类型识别的步骤：

参见图2，本实施例步骤5)中判定过电压类型为非铁磁谐振过电压之后还包括对判据L1的判断，若判据L1成立，则判定过电压类型为金属性接地过电压；其中判据L1为：三相电压中存在整个周期的最小幅值与最大幅值的比值、0之间的绝对误差小于预设的第一误差整定值。本实施例中，金属性接地过电压的典型波形图如图7所示，金属性接地时，在一个量测周期内，接地相电压约为0，非接地相电压幅值近似相等。本实施例中，第一误差整定值具体取值为5％。接收一个完整周期的三相电压后即可进行判定：三相电压中存在整个周期的最小幅值与最大幅值的比值、0之间的绝对误差小于5％，则判定为金属性接地过电压；否则，判定为非金属性接地(可继续判定其它故障类型)。

参见图2，本实施例对判据L1的判断时，若判据L1不成立则还包括对判据L2的判断，若判据L2成立，则判定过电压类型为弧光接地过电压；其中判据L2为三相电压中存在整个周期的最小幅值与最大幅值的比值、0之间的绝对误差小于预设的第二误差整定值，且所述第二误差整定值比第一误差整定值大，同时存在另外两相电压幅值之间的绝对误差小于第一误差整定值、且在整个周期内存在相邻量测点之间绝对误差大于第三误差整定值，第二误差整定值可根据经验设置，例如本实施例中第二误差整定值取值为20％，第三误差整定值取值100％。弧光接地过电压的典型波形图如图8所示，弧光接地过电压在一个量测周期内，接地相电压较小，但大于0，非接地相电压幅值近似相等，三相电压均存在突变现象。因此，本实施例中针对弧光接地过电压的判定逻辑为：待主机接收一个完整周期的三相电压后进行判定：先判定三相电压中存在整个周期的最小幅值与最大幅值的比值、0之间的绝对误差小于预设的20％是否成立，若成立则还必须满足：同时存在另外两相电压幅值之间的绝对误差小于5％、且在整个周期内存在相邻量测点之间绝对误差大于100％才判定为弧光接地过电压，反之则判定为其它故障类型。

参见图2，本实施例对判据L2的判断时，若判据L2不成立时还包括对判据L3的判断，若判据L3成立，则判定过电压类型为合闸电容器过电压；其中判据L3为：整个周期内存在相邻量测点之间绝对误差大于第三误差整定值，且在其它部分相邻量测点之间绝对误差小于第一误差整定值，且所述第三误差整定值比第二误差整定值大。合闸电容器过电压的典型波形图如图9所示，合闸电容器过电压在一个量测周期内，三相电压波形较为规律，幅值近似相等，三相电压均存在较小的突变现象。合闸电容器过电压的判定逻辑为：待接收一个完整周期的三相电压后进行判定，判定在整个周期内存在相邻量测点之间绝对误差大于100％(程序上可调)，且在其它部分相邻量测点之间绝对误差小于5％(程序上可调)，若均符合则判定为合闸电容器过电压，反之则判定为其它故障类型。

参见图2，本实施例对判据L3的判断时，若判据L3不成立时还包括对判据L4的判断，若判据L4成立，则判定过电压类型为雷电过电压；其中判据L4为：整个周期内存在相邻量测点之间绝对误差大于第四误差整定值，且在其它部分相邻量测点之间绝对误差小于第一误差整定值，且所述第四误差整定值比第三误差整定值大(本实施例中取值为200％)。雷电过电压的典型波形图如图10所示，雷电过电压在一个量测周期内，三相电压波形较为规律，幅值近似相等，三相电压均存在较大的突变现象。本实施例中，雷电过电压的判定逻辑为：待接收一个完整周期的三相电压后进行判定，判定在整个周期内存在相邻量测点之间绝对误差大于200％(程序上可调)，且在其它部分相邻量测点之间绝对误差小于5％(程序上可调)，若均符合则判定为雷电过电压，反之则判定为其它故障类型。

参见图2，本实施例对判据L4的判断时，若判据L4不成立时还包括对判据L5的判断，若判据L5成立，则判定过电压类型为合闸空载线路过电压；其中判据L5为：整个周期内存在相邻量测点之间绝对误差大于第五误差整定值且在多个量测点均出现，所述第五误差整定值比第一误差整定值大，且小于第二误差整定值。合闸空载线路过电压的典型波形图如图11所示，闸空载线路在一个量测周期内，三相电压波形较为规律，幅值近似相等，三相电压均存在振荡现象。本实施例中，合闸空载线路的判定逻辑为：待接收一个完整周期的三相电压后进行判定，判定在整个周期内存在相邻量测点之间绝对误差大于10％(程序上可调)，且在50个量测点均出现，若均符合则判定为合闸空载线路，反之则判定为其它故障类型。

综上所述，本实施例高压开关PT柜过电压智能识别方法能够实现分频铁磁谐振过电压、高频铁磁谐振过电压、基波铁磁谐振过电压以及非铁磁谐振过电压的智能识别，针对非铁磁谐振过电压可锦衣实现金属性接地过电压、弧光接地过电压、合闸电容器过电压、雷电过电压和合闸空载线路过电压等配网系统过电压的智能识别能提高高压PT柜过电压智能采集及研判识别能力，解决高压PT柜过电压故障频发、过电压识别困难、过电压抑制困难的问题，可以准确、快速的监测并识别系统过电压。

此外，本实施例还提供一种高压开关PT柜过电压智能识别装置，包括相互连接的微处理器和存储器，该微处理器被编程或配置以执行前述高压开关PT柜过电压智能识别方法的步骤。此外，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行前述高压开关PT柜过电压智能识别方法的计算机程序。

如图3所示，本实施例还提供一种用于应用前述高压开关PT柜过电压智能识别方法的高压开关PT柜过电压智能识别系统，包括宽频传感支撑绝缘子1、PT全频零序电流监测单元2、PT全频零序电流边缘处理单元3、全波电压转化单元4、实时电压监测模块5、数据远传模块6和过电压识别装置7，宽频传感支撑绝缘子1设于被检测的高压开关PT柜中，宽频传感支撑绝缘子1的输出端依次通过全波电压转化单元4、实时电压监测模块5与数据远传模块6相连，PT全频零序电流监测单元2用于检测被检测的高压开关PT柜中PT全频零序电流，PT全频零序电流监测单元2的输出端通过PT全频零序电流边缘处理单元3与数据远传模块6相连，数据远传模块6的输出端通过网络与过电压识别装置7相连。

本实施例中，宽频传感支撑绝缘子1包含支撑绝缘和宽频过电压监测功能的整合，宽频传感支撑绝缘子1是一种可覆盖测量与保护量程的非传统电压互感器，宽频传感支撑绝缘子1采用薄膜电容或陶瓷电容，可满足10年可靠运行且测量精度不变的要求，能满足其额定一次电压测量级与保护级的全部误差要求，额定一次电压包括额定相电压和额定零序电压，标准值为10kV/；额定二次相电压标准值为3.25V/，额定二次零序电压标准值为6.5V/3；宽频传感支撑绝缘子1安置于高压开关PT柜的后下柜内，高压侧与高压开关PT柜的PT隔离手车下端引出铜排相连，低压侧经全波电压转化单元4输出低电压信，可采集过电压信号用于过电压识别。

本实施例中，PT全频零序电流监测单元2用于监测消谐装置泄放电流，采用穿芯方式采集中性点电流(安装于一次消谐装置尾部)，满足平衡特性、抗干扰性和线性要求，测量范围为50mA-1A，比值差小于等于0.25％，相位差小于等于30分，额定输出0-2V(AC)，可有效测量PT中性点的零序电流，可辅助完成过电压识别。

本实施例中，PT全频零序电流边缘处理单元3用于对PT全频零序电流监测单元采集到的中性点电流进行处理分析，提取其幅值、相位关键信息，并对干扰信号和泄放电流信号进行区分筛选，同时具备256Mb存储功能。工作电压3-3.6V，工作温度0-70度。体积小功耗低，运行稳定，具备低功耗关断功能，在电噪声环境中的数据传输速率可达到6Mbps。

本实施例中，全波电压转化单元4能对1Hz-10kHz范围内的全频域电压信号进行采集，同时通过电压转换，实现对电压幅值的采集，电压转换率参数多档可调。

本实施例中，实时电压监测模块5用于采集全波电压转化单元4的电压信号，根据实际需要，采集分辨率可控，单次采集窗口可调，同时也具备一定存储功能，存储器容量可达256MB，具备内存自动更新功能，在数据存取时更稳定。

本实施例中，数据远传模块6可根据需要采用现有各类数据远传终端，可根据需要采用wifi或lora通信方式将信号传输至过电压识别装置7。

本实施例中，过电压识别装置7包括相互连接的微处理器和存储器，该微处理器被编程或配置以执行前述高压开关PT柜过电压智能识别方法的步骤。过电压识别装置7既可以为普通计算机设备，也可以是监控中心的计算机，或者云端服务器。

本实施例中，过电压识别装置7为监控中心的计算机。如图3所示，过电压识别装置7还连接有人机模块71、物联网模块72和电源模块73。其中：人机模块71用于实现和过电压识别装置7的人机交互，例如设置各类整定值参数等；物联网模块72用于实现过电压识别装置7的物联网结果，电源模块73用于实现过电压识别装置7的供电。由于人机模块71、物联网模块72和电源模块73均为现有功能模块，故其详细的电路结构在此不再展开说明。

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读存储介质(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/的处理器执行的指令产生用于实现在流程图的一个流程或多个流程和/或方框图的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的一个流程或多个流程和/或方框图的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的一个流程或多个流程和/或方框图的一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。