一种零序CT极性在线检测方法、系统及设备

摘要

本发明涉及电路校验技术领域，公开了一种零序CT极性在线检测方法、系统及设备。本发明基于较常见的10kV母线投切电容器组的运行操作获取采样数据，以母线零序电压变化量的极性作为基准，与各待检测支路的零序电流变化量的极性作比较，实现对各零序CT的极性判别，本发明无需借用接地短路时产生的零序电流来对零序CT极性进行判别，能够在电网正常运行时进行零序CT的极性检测，从而更加及时地判断零序CT接线的极性接反错误，有利于电网发生故障时零序保护的正确动作，保障了电网的安全稳定运行，该采样数据基于现场进行采集，并能够在线上实现零序CT极性检测，无需人工抵达现场，节省了大量的人力物力。

权利要求

1.一种零序CT极性在线检测方法，其特征在于，包括：获取变电站10kV母线投入补偿电容器组时的采样数据，所述采样数据包括对应投入时间段的10kV母线的零序电压波形和各待检测支路的零序电流波形；

选取db小波函数对所述零序电压波形进行一层的小波分解，得到对应的小波分解系数；

在所述小波分解系数不恒为0时，对所述零序电压波形的奇异点所在的高频段信号进行分解重构，对重构后的信号波形提取多次小波系数的模极大值，计算各所述模极大值所在采样点处的所述10kV母线的零序电压变化量和各所述待检测支路的零序电流变化量；

根据各所述零序电压变化量确定变化量阈值，将零序电压变化量大于所述变化量阈值的对应模极大值所在采样点作为电容器投入时刻对应的采样点；

对于每一所述电容器投入时刻对应的采样点，以10kV母线的零序电压变化量的极性作为基准极性，将各所述待检测支路的零序电流变化量的极性方向与所述基准极性的方向进行比较；所述待检测支路为馈线时，若其零序电流变化量的极性方向与所述基准极性的方向一致，则判定为零序CT极性正确，若方向相反，则判定为零序CT极性接反；所述待检测支路为母线电容器时，若其零序电流变化量的极性方向与所述基准极性的方向一致，则判定为零序CT极性接反，若方向相反，则判定为零序CT极性正确；

根据得到的各所述电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT极性判断结果，确定对应所述投入时间段的零序CT极性检测结果。

2.根据权利要求1所述的零序CT极性在线检测方法，其特征在于，所述获取变电站10kV母线投入补偿电容器组时的采样数据，包括：检测到变电站10kV母线投入补偿电容器组时，获取所述采样数据。

3.根据权利要求1所述的零序CT极性在线检测方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述小波分解系数恒为0时，输出用于提示此次投入过程中补偿电容器投入瞬间实现同时的信息。

4.根据权利要求3所述的零序CT极性在线检测方法，其特征在于，所述方法包括：若得到的小波分解系数满足下式，则判定所述小波分解系数恒为0：式中， 为第 个小波分解系数， 为得到的小波分解系数数量， 为预置阈值，的取值范围为 。

5.根据权利要求1所述的零序CT极性在线检测方法，其特征在于，所述根据各所述零序电压变化量确定变化量阈值，包括：按照下式计算所述变化量阈值：

式中， 表示变化量阈值， 为预置调节系数， 为第 次提取的模极大值所在采样点处的10kV母线的零序电压变化量，  为小波系数的模极大值的提取次数。

6.根据权利要求1所述的零序CT极性在线检测方法，其特征在于，所述根据得到的各所述电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT极性判断结果，确定对应所述投入时间段的零序CT极性检测结果，包括：

若各所述电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT极性判断结果一致，将任一个电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT极性判断结果作为所述投入时间段的零序CT极性检测结果。

7.根据权利要求6所述的零序CT极性在线检测方法，其特征在于，所述根据得到的各所述电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT极性判断结果，确定对应所述投入时间段的零序CT极性检测结果，还包括：

若各所述电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT极性判断结果不一致，对各零序CT进行所属集合调度，具体为：确定零序CT当前所属的集合，所述集合包括按照等级由高到低的顺序依次排列的集合A、集合B、集合C及集合D，初始时各零序CT属于集合C；将各零序CT极性判断结果均为极性接反的零序CT归入上一等级的集合，将各零序CT极性判断结果不全为极性接反的零序CT保留在原集合，将各零序CT极性判断结果均为极性正确的零序CT归入下一等级的集合；

判断当前集合A是否为空集，若否，将所述当前集合A中的零序CT确定为极性接反的零序CT，并输出告警信号。

8.一种零序CT极性在线检测系统，其特征在于，包括：获取模块，用于获取变电站10kV母线投入补偿电容器组时的采样数据，所述采样数据包括对应投入时间段的10kV母线的零序电压波形和各待检测支路的零序电流波形；

小波分解模块，用于选取db小波函数对所述零序电压波形进行一层的小波分解，得到对应的小波分解系数；

计算模块，用于在所述小波分解系数不恒为0时，对所述零序电压波形的奇异点所在的高频段信号进行分解重构，对重构后的信号波形提取多次小波系数的模极大值，计算各所述模极大值所在采样点处的所述10kV母线的零序电压变化量和各所述待检测支路的零序电流变化量；

筛选模块，用于根据各所述零序电压变化量确定变化量阈值，将零序电压变化量大于所述变化量阈值的对应模极大值所在采样点作为电容器投入时刻对应的采样点；

零序CT极性判断模块，用于对于每一所述电容器投入时刻对应的采样点，以10kV母线的零序电压变化量的极性作为基准极性，将各所述待检测支路的零序电流变化量的极性方向与所述基准极性的方向进行比较；所述待检测支路为馈线时，若其零序电流变化量的极性方向与所述基准极性的方向一致，则判定为零序CT极性正确，若方向相反，则判定为零序CT极性接反；所述待检测支路为母线电容器时，若其零序电流变化量的极性方向与所述基准极性的方向一致，则判定为零序CT极性接反，若方向相反，则判定为零序CT极性正确；

零序CT极性确定模块，用于根据得到的各所述电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT极性判断结果，确定对应所述投入时间段的零序CT极性检测结果。

9.一种零序CT极性在线检测设备，其特征在于，包括：存储器，用于存储指令；其中，所述指令为可实现如权利要求1‑7任意一项所述的零序CT极性在线检测方法的指令；

处理器，用于执行所述存储器中的指令。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质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权利要求1‑7任意一项所述的零序CT极性在线检测方法。

说明书

一种零序CT极性在线检测方法、系统及设备

技术领域

[0001] 本发明涉及电路校验技术领域，尤其涉及一种零序CT极性在线检测方法、系统及设备。

背景技术

[0002] 为减轻电网发生接地故障后对电网的安全稳定运行造成的影响和损失，电网都有零序保护的配置要求，而零序保护的可靠运行与零序CT（电流互感器）的极性准确与否密切
相关。在变电站的10kV侧存在大量的馈线零序CT，如果需要逐一排查，需要耗费大量的人力
物力，不利于发现隐患。

[0003] 现有技术中，进行零序CT极性检测时，通常在变电站停电状态下，利用升流器或继电保护测试仪输出电流，使电流穿过各个零序CT，进而根据电网发生单相接地故障时明显
的稳态零序电流的相位及大小，来判断零序CT极性，或者依靠三相装配的相电流互感器来
检验零序CT的极性。此方法必须在接地故障发生时进行零序CT极性的判别，无法在电网正
常运行时检测零序CT的极性。由于电网发生故障的概率较低，现有的零序CT极性检测方法
不能及时地判断零序CT接线的极性接反错误，这不利于电网发生故障时零序保护的正确动
作。

发明内容

[0004] 本发明提供了一种零序CT极性在线检测方法、系统及设备，解决了现有零序CT极性检测方法必须在接地故障发生时进行零序CT极性的判别，存在判断不及时及需耗费大量
人力物力的缺陷的技术问题。

[0005] 本发明第一方面提供一种零序CT极性在线检测方法，包括：

[0006] 获取变电站10kV母线投入补偿电容器组时的采样数据，所述采样数据包括对应投入时间段的10kV母线的零序电压波形和各待检测支路的零序电流波形；

[0007] 选取db小波函数对所述零序电压波形进行一层的小波分解，得到对应的小波分解系数；

[0008] 在所述小波分解系数不恒为0时，对所述零序电压波形的奇异点所在的高频段信号进行分解重构，对重构后的信号波形提取多次小波系数的模极大值，计算各所述模极大
值所在采样点处的所述10kV母线的零序电压变化量和各所述待检测支路的零序电流变化
量；

[0009] 根据各所述零序电压变化量确定变化量阈值，将零序电压变化量大于所述变化量阈值的对应模极大值所在采样点作为电容器投入时刻对应的采样点；

[0010] 对于每一所述电容器投入时刻对应的采样点，以10kV母线的零序电压变化量的极性作为基准极性，将各所述待检测支路的零序电流变化量的极性方向与所述基准极性的方
向进行比较；所述待检测支路为馈线时，若其零序电流变化量的极性方向与所述基准极性
的方向一致，则判定为零序CT极性正确，若方向相反，则判定为零序CT极性接反；所述待检
测支路为母线电容器时，若其零序电流变化量的极性方向与所述基准极性的方向一致，则
判定为零序CT极性接反，若方向相反，则判定为零序CT极性正确；

[0011] 根据得到的各所述电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT极性判断结果，确定对应所述投入时间段的零序CT极性检测结果。

[0012] 根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述获取变电站10kV母线投入补偿电容器组时的采样数据，包括：

[0013] 检测到变电站10kV母线投入补偿电容器组时，获取所述采样数据。

[0014] 根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述方法还包括：

[0015] 在所述小波分解系数恒为0时，输出用于提示此次投入过程中补偿电容器投入瞬间实现同时的信息。

[0016] 根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述方法包括：

[0017] 若得到的小波分解系数满足下式，则判定所述小波分解系数恒为0：

[0018]

[0019] 式中， 为第 个小波分解系数， 为得到的小波分解系数数量， 为预置阈值， 的取值范围为 。

[0020] 根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述根据各所述零序电压变化量确定变化量阈值，包括：

[0021] 按照下式计算所述变化量阈值：

[0022]

[0023] 式中， 表示变化量阈值， 为预置调节系数， 为第 次提取的模极大值所在采样点处的10kV母线的零序电压变化量， 为小波系数的模极大值的提取次数。

[0024] 根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述根据得到的各所述电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT极性判断结果，确定对应所述投入时间段的零序CT极性检
测结果，包括：

[0025] 若各所述电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT极性判断结果一致，将任一个电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT极性判断结果作为所述投入时间段的零序
CT极性检测结果。

[0026] 根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述根据得到的各所述电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT极性判断结果，确定对应所述投入时间段的零序CT极性检
测结果，还包括：

[0027] 若各所述电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT极性判断结果不一致，对各零序CT进行所属集合调度，具体为：确定零序CT当前所属的集合，所述集合包括按照等级由
高到低的顺序依次排列的集合A、集合B、集合C及集合D，初始时各零序CT属于集合C；将各零
序CT极性判断结果均为极性接反的零序CT归入上一等级的集合，将各零序CT极性判断结果
不全为极性接反的零序CT保留在原集合，将各零序CT极性判断结果均为极性正确的零序CT
归入下一等级的集合；

[0028] 判断当前集合A是否为空集，若否，将所述当前集合A中的零序CT确定为极性接反的零序CT，并输出告警信号。

[0029] 本发明第二方面提供一种零序CT极性在线检测系统，包括：

[0030] 获取模块，用于获取变电站10kV母线投入补偿电容器组时的采样数据，所述采样数据包括对应投入时间段的10kV母线的零序电压波形和各待检测支路的零序电流波形；

[0031] 小波分解模块，用于选取db小波函数对所述零序电压波形进行一层的小波分解，得到对应的小波分解系数；

[0032] 计算模块，用于在所述小波分解系数不恒为0时，对所述零序电压波形的奇异点所在的高频段信号进行分解重构，对重构后的信号波形提取多次小波系数的模极大值，计算
各所述模极大值所在采样点处的所述10kV母线的零序电压变化量和各所述待检测支路的
零序电流变化量；

[0033] 筛选模块，用于根据各所述零序电压变化量确定变化量阈值，将零序电压变化量大于所述变化量阈值的对应模极大值所在采样点作为电容器投入时刻对应的采样点；

[0034] 零序CT极性判断模块，用于对于每一所述电容器投入时刻对应的采样点，以10kV母线的零序电压变化量的极性作为基准极性，将各所述待检测支路的零序电流变化量的极
性方向与所述基准极性的方向进行比较；所述待检测支路为馈线时，若其零序电流变化量
的极性方向与所述基准极性的方向一致，则判定为零序CT极性正确，若方向相反，则判定为
零序CT极性接反；所述待检测支路为母线电容器时，若其零序电流变化量的极性方向与所
述基准极性的方向一致，则判定为零序CT极性接反，若方向相反，则判定为零序CT极性正
确；

[0035] 零序CT极性确定模块，用于根据得到的各所述电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT极性判断结果，确定对应所述投入时间段的零序CT极性检测结果。

[0036] 根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述获取模块具体用于：

[0037] 检测到变电站10kV母线投入补偿电容器组时，获取所述采样数据。

[0038] 根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述系统还包括：

[0039] 输出模块，用于在所述小波分解系数恒为0时，输出用于提示此次投入过程中补偿电容器投入瞬间实现同时的信息。

[0040] 根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述计算模块具体用于：

[0041] 在得到的小波分解系数满足下式时，判定所述小波分解系数恒为0：

[0042]

[0043] 式中， 为第 个小波分解系数， 为得到的小波分解系数数量， 为预置阈值， 的取值范围为 。

[0044] 根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述筛选模块根据各所述零序电压变化量确定变化量阈值时，具体用于：

[0045] 按照下式计算所述变化量阈值：

[0046]

[0047] 式中， 表示变化量阈值， 为预置调节系数， 为第 次提取的模极大值所在采样点处的10kV母线的零序电压变化量， 为小波系数的模极大值的提取次数。

[0048] 根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述零序CT极性确定模块具体用于：

[0049] 若各所述电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT极性判断结果一致，将任一个电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT极性判断结果作为所述投入时间段的零序
CT极性检测结果。

[0050] 根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述零序CT极性确定模块还具体用于：

[0051] 若各所述电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT极性判断结果不一致，对各零序CT进行所属集合调度，具体为：确定零序CT当前所属的集合，所述集合包括按照等级由
高到低的顺序依次排列的集合A、集合B、集合C及集合D，初始时各零序CT属于集合C；将各零
序CT极性判断结果均为极性接反的零序CT归入上一等级的集合，将各零序CT极性判断结果
不全为极性接反的零序CT保留在原集合，将各零序CT极性判断结果均为极性正确的零序CT
归入下一等级的集合；

[0052] 判断当前集合A是否为空集，若否，将所述当前集合A中的零序CT确定为极性接反的零序CT，并输出告警信号。

[0053] 本发明第三方面提供了一种零序CT极性在线检测设备，包括：

[0054] 存储器，用于存储指令；其中，所述指令为可实现如上任意一项能够实现的方式所述的零序CT极性在线检测方法的指令；

[0055] 处理器，用于执行所述存储器中的指令。

[0056] 本发明第四方面一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质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任意一项能够实现的方式所述的零序
CT极性在线检测方法。

[0057] 从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

[0058] 本发明在变电站10kV母线投入补偿电容器组时获取10kV母线的零序电压波形和各待检测支路的零序电流波形，并通过小波分解和信号重构对零序电压波形进行处理，从
得到的信号波形中多次提取模极大值，对提取的模极大值所在采样点处的10kV母线的零序
电压变化量和各所述待检测支路的零序电流变化量进行计算，根据计算数据确定电容器投
入时刻对应的采样点，进而以零序电压变化量的极性作为基准极性，将每一电容器投入时
刻对应的采样点对应的零序电流变化量的极性方向与对应的基准极性的方向进行一致判
断，以确定对应零序CT极性是否接反，最后根据各所述电容器投入时刻对应的采样点对应
的零序CT极性判断结果，确定当次投入时间段的零序CT极性检测结果；本发明基于较常见
的10kV母线投切电容器组的运行操作获取采样数据，以母线零序电压极性作为基准，与各
待检测支路的零序电流极性作比较，实现对各零序CT 的极性判别，本发明无需借用接地短
路时产生的零序电流来对零序CT极性进行判别，能够在电网正常运行时进行零序CT的极性
检测，从而更加及时地判断零序CT接线的极性接反错误，有利于电网发生故障时零序保护
的正确动作，保障了电网的安全稳定运行，该采样数据基于现场进行采集，并能够在线上实
现零序CT极性检测，无需人工抵达现场，节省了大量的人力物力。

附图说明

[0059] 为了更清楚地说明本发明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
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性的前提下，还可
以根据这些附图获得其它的附图。

[0060] 图1为本发明一个可选实施例提供的一种零序CT极性在线检测方法的流程图；

[0061] 图2为本发明一个可选实施例提供的10kV小电阻接地系统的原理图；

[0062] 图3为本发明一个可选实施例提供的小波分解结果示意图；

[0063] 图4为本发明一个可选实施例提供的一种零序CT极性在线检测系统的结构连接框图。

[0064] 附图标记：

[0065] 1‑获取模块；2‑小波分解模块；3‑计算模块；4‑筛选模块；5‑零序CT极性判断模块；6‑零序CT极性确定模块。

具体实施方式

[0066] 本发明实施例提供了一种零序CT极性在线检测方法、系统及设备，用于解决现有零序CT极性检测方法必须在接地故障发生时进行零序CT极性的判别，存在判断不及时及需
耗费大量人力物力的缺陷的技术问题的技术问题。

[0067] 为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述
的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域
普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护
的范围。

[0068] 本发明提供了一种零序CT极性在线检测方法。

[0069] 请参阅图1，图1示出了本发明实施例提供的一种零序CT极性在线检测方法的流程图。

[0070] 本发明实施例提供的一种零序CT极性在线检测方法，包括步骤S1‑S6。

[0071] 步骤S1，获取变电站10kV母线投入补偿电容器组时的采样数据，所述采样数据包括对应投入时间段的10kV母线的零序电压波形和各待检测支路的零序电流波形。

[0072] 其中，在检测到变电站10kV母线投入补偿电容器组时，获取所述采样数据。本发明实施例，在变电站10kV母线投入补偿电容器组时，即启动各待检测支路零序CT的接线极性
判别功能，能够保障零序CT极性检测的及时性。

[0073] 其中，可以根据实际情况设置投入时间段的时间跨度。为使后续小波分解以及模极大值提取操作能够顺利进行，该投入时间段至少包括投入补偿电容器组前0.002s至投入
补偿电容器组后0.004s。

[0074] 步骤S2，选取db小波函数对所述零序电压波形进行一层的小波分解，得到对应的小波分解系数。

[0075] 其中，该db小波函数可以是db5小波函数、db6小波函数或者db7小波函数。本实施例，通过小波函数来分解零序电压波形，不但具有小波分析的优点，而且还扩展了小波分析
的优点。

[0076] 步骤S3，在所述小波分解系数不恒为0时，对所述零序电压波形的奇异点所在的高频段信号进行分解重构，对重构后的信号波形提取多次小波系数的模极大值，计算各所述
模极大值所在采样点k处的所述10kV母线的零序电压变化量和各所述待检测支路的零序电
流变化量。

[0077] 其中，每次提取模极大值后，将该模极大值及该模极大值对应采样点及其前后一个采样点的重构零序电压数值均置为0，以消除其对下次模极大值提取的影响。

[0078] 其中，电压变化量和电流变化量的计算公式分别如下：

[0079]

[0080]

[0081] 式中， 表示模极大值所对应的采样点 处的10kV母线的零序电压变化量， 为采样点 处的10kV母线的零序电压， 为采样点
处的10kV母线的零序电压， 表示模极大值所在采样点 处的待检测支路的零
序电流变化量， 为采样点 处的待检测支路的零序电流变化量，
为采样点 处的待检测支路的零序电流变化量。

[0082] 其中，可以设置小波分解系数是否恒为0的判据为：

[0083]

[0084] 式中， 为第 个小波分解系数， 为得到的小波分解系数数量， 为预置阈值， 的取值范围为 。

[0085] 即， 满足时，则判定得到的小波分解系数恒为0，否则，判定得到的小波分解系数不恒为0。

[0086] 作为优选， 取值为 。

[0087] 若得到的小波分解系数不恒为0，说明母线三相补偿电容器存在不同时投入，此时，在补偿电容器投入瞬间会产生零序电压和零序电流的波动，且各馈线以及变压器10kV
侧的零序电流变化量的极性将与母线零序电压变化量的极性相同，而与母线电容器的零序
电流变化量的极性相反。

[0088] 在一种能够实现的方式中，所述方法还包括：

[0089] 在所述小波分解系数恒为0时，输出用于提示此次投入过程中补偿电容器投入瞬间实现同时的信息。

[0090] 若得到的小波分解系数恒为0，则说明此次母线三相补偿电容器实现同时投入，此时没有因母线三相电容器不同时投入而产生的短时零序电流冲击，因而此次投入补偿电容
器组的过程无法检测零序CT极性是否接反。本发明实施例，在小波分解系数恒为0时，结束
本次对零序CT接线极性的判别，输出相应的提示信息，能够提醒相关变电站维护人员，并为
变电站运行稳定性的评估等奠定数据基础。

[0091] 步骤S4，根据各所述零序电压变化量确定变化量阈值，将零序电压变化量大于所述变化量阈值的对应模极大值所在采样点作为电容器投入时刻对应的采样点。

[0092] 其中，可以按照下式计算所述变化量阈值：

[0093]

[0094] 式中， 表示变化量阈值， 为预置调节系数， 为第 次提取的模极大值所在采样点处的10kV母线的零序电压变化量， 为小波系数的模极大值的提取次数。

[0095] 步骤S5，对于每一所述电容器投入时刻对应的采样点，以10kV母线的零序电压变化量的极性作为基准极性，将各所述待检测支路的零序电流变化量的极性方向与所述基准
极性的方向进行比较；所述待检测支路为馈线时，若其零序电流变化量的极性方向与所述
基准极性的方向一致，则判定为零序CT极性正确，若方向相反，则判定为零序CT极性接反；
所述待检测支路为母线电容器时，若其零序电流变化量的极性方向与所述基准极性的方向
一致，则判定为零序CT极性接反，若方向相反，则判定为零序CT极性正确。

[0096] 在一次母线投入三相补偿电容器时，由于三相电容器投入瞬间并不完全相同，因而会产生多次零序冲击。本发明实施例，在一次母线投入三相补偿电容器过程提取多个补
偿电容充电暂态时间所对应的采样点，进行多次零序CT极性判断，增大了判断结果的准确
性。

[0097] 步骤S5中，对零序CT极性进行判定的原理为：

[0098] 对在原本三相对称稳定运行的变电站10kV母线A相中先投入电容器的暂态过程进行分析，可以得到，在A相补偿电容投入瞬间，馈线（输电线路）、变压器10kV侧的零序电流变
化量的极性将与母线零序电压 变化量的极性相同，而与母线电容器的零序电流变化量的
极性相反；

[0099] 在变电站10kV母线A相已投入电容器且已稳定时，对在B相投入电容器的暂态过程进行分析，可以得到，在B相补偿电容投入瞬间，馈线（输电线路）、变压器10kV侧的零序电流
变化量的极性将与母线零序电压变化量的极性相同，而与母线电容器的零序电流变化量的
极性相反；

[0100] 综上所述，无论电网母线补偿电容原先是否处于参数对称状态，只要母线三相补偿电容没有同时瞬间投入，则在补偿电容投入瞬间会产生零序电压和零序电流的波动，且
各馈线以及变压器10kV侧的零序电流变化量的极性将与母线零序电压变化量的极性相同，
而与母线电容器的零序电流变化量的极性相反，因此，可以以此来判断各待检测支路的零
序CT接线极性是否接反。

[0101] 步骤S6，根据得到的各所述电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT极性判断结果，确定对应所述投入时间段的零序CT极性检测结果。

[0102] 执行步骤S6时，需要对各所述电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT极性判断结果是否一致进行判断。若各所述电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT极性判断
结果一致，将任一个电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT极性判断结果作为所述投
入时间段的零序CT极性检测结果，直接输出该零序CT极性检测结果。

[0103] 若各所述电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT极性判断结果不一致，需要根据各零序CT极性判断结果进一步确定每个零序CT的极性检测结果，以提高极性判别的精
度。

[0104] 具体实现时，可以预先设置4个集合，该4个集合按照等级由高到低的顺序依次排列为集合A、集合B、集合C及集合D，其中，该集合A为极性接反的零序CT集合，集合B为大概率
接反的零序CT集合，集合C为可能接反的零序CT集合，集合D为极性正确的零序CT集合。初始
时，各零序CT属于集合C。

[0105] 对于一零序CT，若各零序CT极性判断结果中，该零序CT的极性均被判定为极性接反，则将该零序CT归入上一等级的集合；若各零序CT极性判断结果中，该零序CT的极性不全
被判定为极性接反，则将该零序CT保留在原集合；若各零序CT极性判断结果中，该零序CT的
极性均被判定为极性正确，则将该零序CT归入下一等级的集合。

[0106] 例如，一零序CT当前属于集合C；若各零序CT极性判断结果中，该零序CT的极性均被判定为极性接反，则将该零序CT归入集合B；若各零序CT极性判断结果中，该零序CT的极
性不全被判定为极性接反，则将该零序CT保留在集合C；若各零序CT极性判断结果中，该零
序CT的极性均被判定为极性正确，则将该零序CT归入集合D。

[0107] 又例如，一零序CT当前属于集合B；若各零序CT极性判断结果中，该零序CT的极性均被判定为极性接反，则将该零序CT归入集合A；若各零序CT极性判断结果中，该零序CT的
极性不全被判定为极性接反，则将该零序CT保留在集合B；若各零序CT极性判断结果中，该
零序CT的极性均被判定为极性正确，则将该零序CT归入集合C。

[0108] 需要说明的时，若一零序CT当前属于集合D，若各零序CT极性判断结果中，该零序CT的极性均被判定为极性正确，则不对其进行降级处理，仍将其保留在集合D。若一零序CT
当前属于集合A，若各零序CT极性判断结果中，该零序CT的极性均被判定为极性接反，则不
对其进行升级处理，仍将其保留在集合A。

[0109] 进一步地，判断当前集合A是否为空集，若否，将所述当前集合A中的零序CT确定为极性接反的零序CT，并输出告警信号，否则结合下次母线投入三相补偿电容器时的零序CT
极性判断结果来确定零序CT极性。

[0110] 由于零序保护采样频率的限制，可能导致一次母线投入三相补偿电容器过程中，某个电容投入瞬间的馈线零序电流没有被正确地采集到，从而导致某个投入瞬间的判断结
果出错，本发明上述实施例，通过将多次判断结果相比较，能够排除错误的结论，提高判断
的可靠性。

[0111] 为更清晰地阐述本发明上述实施例的方法，下面以一具体实施方式进行阐述。

[0112] 图2示出了本发明实施方式的10kV小电阻接地系统的原理图。图2中，10kV小电阻接地系统包括六条馈线，分别为Line1、Line2 、Line3 、Line4 、Line5和Line6，其中馈线
Line2 、Line3和Line5的零序CT极性接反。其中I1、I2 、I3 、I4 、I5和I6下方的箭头分别表
示对应馈线的极性方向，Tline‑5km表示架空线路5km，Tline‑8km表示架空线路8km，Dline‑
8km表示电缆线路8km。

[0113] 对该10kV小电阻接地系统进行零序CT检测时，检测方法包括下述步骤：

[0114] 步骤一，在图2所示的10kV小电阻接地系统中母线预准备投入补偿电容器时，启动各待检测支路零序CT的接线极性判别功能，投入电容器组的预定时间为0.203s，由于投入
开关等误差导致三相电容器投入的实际时间分别为0.202763s、0.203846s、0.202653s，采
集一定时间（应至少包含投入前0.002s至投入后0.004s）的10kV母线的零序电压波形和各
待检测支路的零序电流波形，采集频率为4kHz；

[0115] 步骤二，选取db5小波函数对采集到的10kV母线的零序电压进行一层的小波分解，小波分解结果如图3所示；

[0116] 其中，图3中标题为“低频系数”以及“高频系数”的图中的横坐标为采样点数（无量纲），纵坐标为小波系数（无量纲）；

[0117] 步骤三，执行判据得：

[0118]

[0119] 说明得到的小波分解系数不恒为0，则母线三相补偿电容器存在不同时投入，执行步骤四；

[0120] 步骤四，对零序电压波形奇异点所在的高频段信号进行分解重构，对重构后的信号波形提取三次小波系数的模极大值，每次提取模极大值后，将该模极大值对应采样点及
其前后一个采样点的重构零序电压数值均置为0，以消除其对下次模极大值提取的影响；

[0121] 步骤五，计算提取到的模极大值所在的采样点处的10kV母线零序电压变化量和各待检测支路零序电流变化量，筛除错误提取的三相电容器的不同投入时刻点，其判据如下：

[0122]

[0123] 式中， 为第 次提取的提取模极大值所在的采样点处的10kV母线零序电压变化量；

[0124] 经筛除后识别出的三相电容器投入时刻对应的采样点有0.202750s、0.203750s对应的采样点；

[0125] 步骤六，在确定的三相电容器的不同投入时刻点处，以10kV母线零序电压变化量极性为基准极性，将各待检测支路零序电流变化量的极性与基准极性方向作比较：若馈线
极性与基准极性方向一致，则判定为零序CT极性正确，若相反，则判定为零序CT极性接反；
若母线电容器极性与基准极性方向相反，则判定为零序CT极性正确，若一致，则判定为零序
CT极性接反。

[0126] 本实施例结果如表1所示：

[0127] 表1

[0128]

[0129] 根据表1可知，两三相电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT判断结果一致，此时，直接输出零序CT判断结果。

[0130] 本发明还提供了一种零序CT极性在线检测系统。

[0131] 请参阅图4，图4示出了本发明实施例提供的一种零序CT极性在线检测系统的结构连接框图。

[0132] 本发明实施例提供的一种零序CT极性在线检测系统，包括：

[0133] 获取模块1，用于获取变电站10kV母线投入补偿电容器组时的采样数据，所述采样数据包括对应投入时间段的10kV母线的零序电压波形和各待检测支路的零序电流波形；

[0134] 小波分解模块2，用于选取db小波函数对所述零序电压波形进行一层的小波分解，得到对应的小波分解系数；

[0135] 计算模块3，用于在所述小波分解系数不恒为0时，对所述零序电压波形的奇异点所在的高频段信号进行分解重构，对重构后的信号波形提取多次小波系数的模极大值，计
算各所述模极大值所在采样点处的所述10kV母线的零序电压变化量和各所述待检测支路
的零序电流变化量；

[0136] 筛选模块4，用于根据各所述零序电压变化量确定变化量阈值，将零序电压变化量大于所述变化量阈值的对应模极大值所在采样点作为电容器投入时刻对应的采样点；

[0137] 零序CT极性判断模块5，用于对于每一所述电容器投入时刻对应的采样点，以10kV母线的零序电压变化量的极性作为基准极性，将各所述待检测支路的零序电流变化量的极
性方向与所述基准极性的方向进行比较；所述待检测支路为馈线时，若其零序电流变化量
的极性方向与所述基准极性的方向一致，则判定为零序CT极性正确，若方向相反，则判定为
零序CT极性接反；所述待检测支路为母线电容器时，若其零序电流变化量的极性方向与所
述基准极性的方向一致，则判定为零序CT极性接反，若方向相反，则判定为零序CT极性正
确；

[0138] 零序CT极性确定模块6，用于根据得到的各所述电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT极性判断结果，确定对应所述投入时间段的零序CT极性检测结果。

[0139] 在一种能够实现的方式中，所述获取模块1具体用于：

[0140] 检测到变电站10kV母线投入补偿电容器组时，获取所述采样数据。

[0141] 在一种能够实现的方式中，所述系统还包括：

[0142] 输出模块，用于在所述小波分解系数恒为0时，输出用于提示此次投入过程中补偿电容器投入瞬间实现同时的信息。

[0143] 在一种能够实现的方式中，所述计算模块3具体用于：

[0144] 在得到的小波分解系数满足下式时，判定所述小波分解系数恒为0：

[0145]

[0146] 式中， 为第 个小波分解系数， 为得到的小波分解系数数量， 为预置阈值， 的取值范围为 。

[0147] 在一种能够实现的方式中，所述筛选模块4根据各所述零序电压变化量确定变化量阈值时，具体用于：

[0148] 按照下式计算所述变化量阈值：

[0149]

[0150] 式中， 表示变化量阈值， 为预置调节系数， 为第 次提取的模极大值所在采样点处的10kV母线的零序电压变化量， 为小波系数的模极大值的提取次数。

[0151] 在一种能够实现的方式中，所述零序CT极性确定模块6具体用于：

[0152] 若各所述电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT极性判断结果一致，将任一个电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT极性判断结果作为所述投入时间段的零序
CT极性检测结果。

[0153] 在一种能够实现的方式中，所述零序CT极性确定模块6还具体用于：

[0154] 若各所述电容器投入时刻对应的采样点对应的零序CT极性判断结果不一致，对各零序CT进行所属集合调度，具体为：确定零序CT当前所属的集合，所述集合包括按照等级由
高到低的顺序依次排列的集合A、集合B、集合C及集合D，初始时各零序CT属于集合C；将各零
序CT极性判断结果均为极性接反的零序CT归入上一等级的集合，将各零序CT极性判断结果
不全为极性接反的零序CT保留在原集合，将各零序CT极性判断结果均为极性正确的零序CT
归入下一等级的集合；

[0155] 判断当前集合A是否为空集，若否，将所述当前集合A中的零序CT确定为极性接反的零序CT，并输出告警信号。

[0156] 本发明还提供了一种零序CT极性在线检测设备，包括：

[0157] 存储器，用于存储指令；其中，所述指令为可实现如上任意一项实施例所述的零序CT极性在线检测方法的指令；

[0158] 处理器，用于执行所述存储器中的指令。

[0159] 本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质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任意一项实施例所述的零序CT极性在
线检测方法。

[0160] 本发明上述实施例，由于利用的情况是10kV母线投切电容器组属于较常见的运行操作，并非借用接地短路时产生零序电流来对零序CT极性进行判别，能够更加及时地判断
零序CT接线的极性接反错误，有利于电网发生故障时零序保护的正确动作，保障电网的安
全稳定运行。

[0161] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述地方便和简洁，上述描述的系统、设备和模块的具体工作过程及效果，可以参考前述方法实施例中的对应过程及效果，在此
不再赘述。

[0162] 在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划
分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可
以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨
论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合
或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

[0163] 所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个
网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目
的。

[0164] 另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模
块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

[0165] 所述集成的模块如果以软件功能模块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全部或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。

[0166] 以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前
述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些
修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。