CN114578121B - 高压电压测量方法、系统和装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种高压电压测量方法、系统、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。所述方法包括：控制可控电压源向被测电压的测试回路注入频率为第一频率，幅值为预设幅值的校准信号，第一频率与电容式电压互感器的工作频率不同；获取电压测量设备在测试回路被注入校准信号后，检测的测试回路在第一频率下的第一电压值，以及在工作频率下的第二电压值；根据第一电压值、第二电压值和预设幅值，得到被测电压的电压值。采用本方法能够有效避免了由于分压比产生较大变化后，对电容式电压互感器的测量精度形成较大影响的问题，大大降低了被测电压的测量成本。
Description
技术领域
本申请涉及电力系统计量技术领域，特别是涉及一种高压电压测量方法、系统、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。
背景技术
近年来，随着电力系统不断朝着智能化、信息化、自动化方向发展，对电力设备提出了更高的要求，传统电力设备亟待进一步改进与更新。因此，对电力系统进行监测以实现电网智能化是目前电网领域的关键技术，其中电压互感器作为电压测量的关键电力设备，在电力系统状态评估、调度控制、继电保护、等各方面发挥着重要作用。
电网系统中对高电压等级使用的电压互感器主要类型为电容式电压互感器，传统使用电容式电压互感器对电压进行测量的原理是精密电容分压器的分压原理，核心参数是电容分压器的分压比。然而，由于电网复杂的运行环境往往会使电容分压器不可避免的出现温漂问题，导致分压比产生较大变化，对电容式电压互感器的测量精度会有较大影响，而现有技术中对分压比进行校准的方式也有着成本较高的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够降低测量成本，同时提高电容式电压互感器的测量精度的高压电压测量方法、系统、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
第一方面，本申请提供了一种高压电压测量方法，所述方法包括：
控制可控电压源向被测电压的测试回路注入频率为第一频率，幅值为预设幅值的校准信号，所述第一频率与所述电容式电压互感器的工作频率不同；
获取电压测量设备在所述测试回路被注入所述校准信号后，检测的所述测试回路在所述第一频率下的第一电压值，以及在所述工作频率下的第二电压值；
根据所述第一电压值、第二电压值和所述预设幅值，得到所述被测电压的电压值。
在其中一个实施例中，所述获取电压测量设备在所述测试回路被注入所述校准信号后，检测的所述测试回路在所述第一频率下的第一电压值，以及在所述工作频率下的第二电压值，包括：
获取电压测量设备在所述测试回路被注入所述校准信号后，在所述第一频率与所述工作频率作用下检测的叠加测量数据；
对所述叠加测量数据进行过滤处理，区分所述第一频率下的第一电压值，以及在所述工作频率下的第二电压值。
在其中一个实施例中，所述根据所述第一电压值、第二电压值和所述预设幅值，得到所述被测电压的电压值，包括：
所述被测电压的电压值与所述第一电压值成反比，与所述第二电压值和所述预设幅值成正比。
在其中一个实施例中，所述被测电压的测试回路中的电容分压器的分压比与变压器的变比以及所述第一电压值呈正相关，与所述预设幅值呈负相关。
在其中一个实施例中，所述叠加测量数据为叠加波形数据；
所述对所述叠加测量数据进行过滤处理，区分所述第一频率下的第一电压值，以及在所述工作频率下的第二电压值，包括：
对所述叠加波形数据进行傅里叶变换处理，区分得到第一频率下的第一波形数据以及在所述工作频率下的第二波形数据；
根据所述第一波形数据以及所述第二波形数据得到所述第一频率下的第一电压值，以及在所述工作频率下的第二电压值。
第二方面，本申请还提供了一种高压电压测量系统，所述系统包括：可控电压源和单片机；
所述可控电压源与被测电压的测试回路中的电容分压器第一电容连接，所述单片机与所述可控电压源以及所述测试回路中的电压测量设备连接；所述测试回路中电容分压器的第二电容与所述被测电压连接；所述电压测量设备通过变压器与所述电容分压器的第二电容连接；
所述单片机控制所述可控电压源向所述被测电压的测试回路注入频率为第一频率，幅值为预设幅值的校准信号，所述第一频率与电容式电压互感器的工作频率不同；获取所述电压测量设备在所述测试回路被注入所述校准信号后，检测的所述测试回路在所述第一频率下的第一电压值，以及在所述工作频率下的第二电压值；根据所述第一电压值、第二电压值和所述预设幅值，得到所述被测电压的电压值。
第三方面，本申请还提供了一种高压电压测量装置，所述装置包括：
校准信号注入模块，用于控制可控电压源向被测电压的测试回路注入频率为第一频率，幅值为预设幅值的校准信号，所述第一频率与所述电容式电压互感器的工作频率不同；
电压测量设备检测模块，用于获取电压测量设备在所述测试回路被注入所述校准信号后，检测的所述测试回路在所述第一频率下的第一电压值，以及在所述工作频率下的第二电压值；
被测电压值获取模块，用于根据所述第一电压值、第二电压值和所述预设幅值，得到所述被测电压的电压值。
第四方面，本申请还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法的步骤。
第五方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其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上述的方法的步骤。
第六方面，本申请还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
上述高压电压测量方法、系统、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，可控电压源受到单片机控制向被测电压的测试回路中注入频率为第一频率，幅值为预设幅值的校准信号，获取电压测量设备在测试回路被注入校准信号后，检测得到的测试回路在第一频率下的第一电压值以及在工作频率下的第二电压值，由于注入的校准信号的幅值已知，因此可以直接根据第一电压值、第二电压值和预设幅值，得到被测电压的电压值，无需再使用传统技术中的分压比进行测量，在仅引入一个可控电压源的条件下即可有效避免了由于分压比产生较大变化后，对电容式电压互感器的测量精度形成较大影响的问题，大大降低了被测电压的测量成本。
附图说明
图1为一个实施例中传统的电容式电压互感器测试原理图；
图2为一个实施例中高压电压测量系统的结构框图；
图3为一个实施例中高压电压测量方法的流程示意图；
图4为一个实施例中对叠加测量数据进行过滤处理，区分第一频率下的第一电压值，以及在工作频率下的第二电压值步骤的流程示意图；
图5为另一个实施例中高压电压测量方法的流程示意图；
图6为一个实施例中高压电压测量装置的结构框图；
图7为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
传统的电容式电压互感器测试原理图如图1所示，传统的电容式电压互感器包括有电容分压器、变压器、以及电压测量设备。其中，电容分压器的第一电容为低压电容C1，低压电容C1一端与电容分压器的第二电容C2，即高压电容连接，为被测电压Us进行初次分压操作，同时还通过变压器与电压测量设备连接，为被测电压Us进行第二次分压操作，另一端直接接地。电容分压器的第二电容C2与被测电压Us连接，以此形成整个测量回路。
在对被测电压Us进行测量时，由于被测电压Us的电压等级一般在10kV到500kV之间，而电压测量设备无法检测如此高级别的高压电压，因此被测电压Us需要输入至由电容分压器中的第一电容C1进行分压，再经过变压器进行降压，即可得到可通过电压测量设备进行检测的测量电压V。再通过测量电压V反推出被测电压Us的电压值，其中，测量电压V的反推过程离不开电容式电压互感器的分压比。
具体计算过程如下：
低压电容的等效阻抗为：
其中，fs为被测电压的工作频率。
高压电容的等效阻抗为：
因此，被测电压在低压电容上的分压为：
由上述三个公式可以简化得到低压电容上的分压为：
其中，分压比m可以写为：
不难看出，分压比m是电容分压器的固有属性，取决于组成电容分压器的电子元器件性质。假设变压器的变比是k，那么不难得出测量电压V1和被测电压之间的关系为：
进一步，有
对于电容分压器，随着运行时间的变化，高压电容C2和低压电容C1会由于电子元器件的老化，导致电容容值发生变化，进而导致分压比产生变化。也可能因为温度的升高，而高压电容C2和低压电容C1的温度特性往往存在差异，因此在同一个温升下，电容容值的变化量也不一致，最后也会导致分压比产生变化。因此在实际运行中，往往需要人工进行周期性的检定，重新校准分压比。这种人工干预的校准方法需要投入较大的人力资源，且开展试验的时候需要停电操作，不利于供电的可靠性。
本申请实施例提供的高压电压测量方法，可以应用于如图2所示的高压电压测量系统100中。该系统对原电容式电压互感器进行改进，在原电容式电压互感器的基础上引入一个可控电压源101以及单片机102，可控电压源101与单片机102进行通信连接，接收单片机的控制。其中，可控电压源101与被测电压103的测试回路中的电容分压器104中的第一电容1041连接测试回路中电容分压器104的第二电容1042与被测电压103连接，电压测量设备106通过变压器105与电容分压器104的第二电容1042连接。
其中，单片机102还与电压测量设备106进行通信连接，用于获取电压测量设备106在测试回路被注入校准信号后，返回的测量电压值。数据存储系统可以存储单片机102需要处理的数据。数据存储系统可以集成在单片机102上，也可以放在云上或其他网络服务器上。
在一个实施例中，如图3所示，提供了一种高压电压测量方法，以该方法应用于图2中的单片机为例进行说明，包括以下步骤：
步骤302，控制可控电压源向被测电压的测试回路注入频率为第一频率，幅值为预设幅值的校准信号，第一频率与电容式电压互感器的工作频率不同。
其中，可控电压源是可以根据实际需要控制输出电压的电压源，可以为测试回路提供稳定的测试电压。
其中，第一频率为可控电压源在单片机的控制下向测试回路中注入的校准信号的频率，第一频率与电容式电压互感器的工作频率为不同频率值。例如，常见的电容式电压互感器的工作频率一般为50Hz，则第一频率的频率值可以取1kHz，或其他与50Hz不同的值即可。可以理解的，第一频率的取值根据实际情况设定。
其中，校准信号为可控电压源输出的频率为第一频率，幅值为预设幅值的精准方波信号。幅值为校准信号波形幅度的最大值。
具体地，在需要检测被测电压的电压值时，单片机控制可控电压源向被测电压的测试回路注入频率为第一频率，幅值为预设幅值的校准信号，其中，第一频率的频率值与电容式电压互感器的工作频率的频率值不同。
步骤304，获取电压测量设备在测试回路被注入校准信号后，检测的测试回路在第一频率下的第一电压值，以及在工作频率下的第二电压值。
其中，电压测量设备是可以对电路中的电压进行检测，得出电压值的设备。如电压传感器等。
具体地，在进行被测电压检测时，系统一直处于工作状态，因此，当测试回路被可控电压源注入校准信号后，测试回路中将存在有两个不同的频率对应的电压值，因此电压测量设备会检测到与之前不同的检测结果，电压测量设备将检测到的检测结果返回给单片机，单片机接收到检测结果后，根据检测结果得到第一频率下的第一电压值以及工作频率下的第二电压值。
步骤306，根据第一电压值、第二电压值和预设幅值，得到被测电压的电压值。
具体地，由于第一电压值是将第一频率输入至测试回路后经过层层降压得到的测量电压值，根据第一电压值与第一频率对应的预设幅值的关系，即可通过将工作频率输入至测试回路后得到的第二电压值，计算得到工作频率对应的被测电压的电压值。
上述高压电压测量方法中，可控电压源受到单片机控制向被测电压的测试回路中注入频率为第一频率，幅值为预设幅值的校准信号，获取电压测量设备在测试回路被注入校准信号后，检测得到的测试回路在第一频率下的第一电压值以及在工作频率下的第二电压值，由于注入的校准信号的幅值已知，因此可以直接根据第一电压值、第二电压值和预设幅值，得到被测电压的电压值，无需再使用传统技术中的分压比进行测量，在仅引入一个可控电压源的条件下即可有效避免了由于分压比产生较大变化后，对电容式电压互感器的测量精度形成较大影响的问题，大大降低了被测电压的测量成本。
在一个实施例中，获取电压测量设备在测试回路被注入校准信号后，检测的测试回路在第一频率下的第一电压值，以及在工作频率下的第二电压值，包括：获取电压测量设备在测试回路被注入校准信号后，在第一频率与工作频率作用下检测的叠加测量数据；对叠加测量数据进行过滤处理，区分第一频率下的第一电压值，以及在工作频率下的第二电压值。
具体地，在测试回路被注入校准信号后，测试回路中将存在两个频率的信号，一个是被测电压的工作频率，一个是校准信号的第一频率。因此，电压测量设备在对测试回路中的电压进行测量时，接收到的测量数据为两个频率叠加后的信号产生的叠加测量数据。单片机在接收到电压测量设备返回的叠加测量数据后，需要对叠加测量数据进行过滤处理，以区分得到第一频率下的第一电压值以及工作频率下的第二电压值。其中，滤波处理可以通过使用各种滤波函数或滤波器完成。
本实施例中，单片机通过对电压测量设备发送的叠加测量数据进行滤波处理，从而区分得到第一频率对应的第一电压值以及工作频率对应的第二电压值，能够达到为后续单片机计算得到被测电压的电压值提供了数据基础。
在一个实施例中，如图4所示，叠加测量数据为叠加波形数据，对叠加测量数据进行过滤处理，区分第一频率下的第一电压值，以及在工作频率下的第二电压值，包括以下步骤：
步骤402，对叠加波形数据进行傅里叶变换处理，区分得到第一频率下的第一波形数据以及在工作频率下的第二波形数据。
其中，由于第一频率的频率值与工作频率的频率值不同，因此电压测量设备测量得到的测量数据为叠加波形数据。
其中，傅里叶变换使用频率域滤波的方法可以将叠加波形数据分解为各个频率对应的波形数据。
具体地，单片机在接收到电压测量设备发送的叠加波形数据后，将叠加波形数据进行傅里叶变换，区分得到第一频率对应的第一波形数据以及工作频率对应的第二波形数据。
步骤404，根据第一波形数据以及第二波形数据得到第一频率下的第一电压值，以及在工作频率下的第二电压值。
具体地，单片机根据波形数据的幅值可以确定第一波形数据对应的第一电压值以及第二波形数据对应的第二电压值。
在本实施例中，通过使用傅里叶变换将叠加的波形数据进行拆分，得到第一频率对应的第一波形数据与工作频率对应的第二波形数据，再根据第一波形数据与第二波形数据确定第一频率对应的第一电压值与工作频率对应的第二电压值，能够达到为后续单片机计算得到被测电压的电压值提供了数据基础。
在一个实施例中，根据第一电压值、第二电压值和预设幅值，得到被测电压的电压值，包括：被测电压的电压值与第一电压值成反比，与第二电压值和预设幅值成正比。
具体地，由图2可以看出，若可控电压源不工作，则整个测试回路中只有一个被测电压，电压测量设备测量得到的电压值，是由经过第一电容分压后的分压电压经过变压器降压得到的，因此，电压测量设备测量得到的测量电压，与分压电压呈正比，与变压器的变比呈反比。即根据电压测量设备得到的测量电压，可以反推得到分压电压。
分压电压是由测试回路中的被测电压经过第一电容分压后得到的，即分压电压与被测电压也存在一定的对应关系，这一关系即为电容式电压互感器的分压比。电容式电压互感器在出厂时会测试每个器件的分压比，通过分压比以及测量电压可以很容易的计算得出被测电压。然而分压比会由于环境或电容式电压互感器的使用年限的变化而产生变化，因此直接使用电容式电压互感器自带的分压比进行计算，得到的被测电压值会存在较大误差。
而引入一个可控电压源就可以解决这一问题。由于可控电压源的幅值已知，第一频率对应的测量电压，即第一电压已知，则可以根据第一电压反推得到第一电压分压。其中，第一电压分压即幅值经过第一电容分压后得到的分压电压。单片机根据第一电压分压与幅值之间的对应关系，就可以通过第二电压值确定被测电压的电压值。即，被测电压的电压值与第一电压成反比，与第二电压值和预设幅值成正比。
以第一电压值为V1，第二电压值为V2，被测电压值为Us，预设幅值为Uc，第一电压分压值为VC1，第二电压分压值为VC2为例，进行说明：
当变压器的变比为k时，若单片机根据接收到的电压测量设备返回的测量数据得到第一频率对应的第一电压值为V1，工作频率对应的第二电压值为V2，则根据测试电压与分压电压之间的关系可知：
而VC1与VC2分别是由Uc与Us经过第一电容分压后得到的，因此，VC1、VC2与Uc、Us的关系为：
进一步可以得出，被测电压Us与VC1、VC2以及Uc的关系如下：
将其中的VC2与VC1根据测试电压与分压电压的关系，用V1与V2替代，得到被测电压Us与V1、V2以及Uc的关系如下：
即，被测电压与第二电压值与预设幅值成正比，与第一电压值成反比。
本实施例中，被测电压与第一电压值成反比，与第二电压值以及预设幅值成正比，因此在计算被测电压时，不需要考虑电容器的分压比，即被测电压的测量不再受到电容容值变化的影响，可大幅度提升被测电压测量的精确性。
在一个实施例中，被测电压的测试回路中的电容分压器的分压比，与变压器的变比以及第一电压值呈正相关，与预设幅值呈负相关。
其中，变比是在变压器空载条件下，高压绕组电压和低压绕组电压之比，根据变压器的工作原理分析可知变比也就是变压器各相高压绕组匝数与低压绕组匝数之比，其大小只与变压器各绕组的匝数有关，在高精度的变压器中，变比为一个固定值。
具体地，由原电容式电压互感器的测量原理可知，测量电压与分压比以及被测电压呈正相关，与变压器的变比呈负相关。因此，分压比与测量电压以及变压器的变比呈正相关，与被测电压呈负相关。当单片机根据电压测量设备返回的测量数据得到第一频率对应的第一电压值时，由于预设幅值以及变压器的变比是已知的，此时的预设幅值即可相当于被测电压，第一电压值可相当于测量电压，则电容分压器的分压比可以通过预设幅值、第一电压值以及变比计算得到，分压比与变压器的变比以及第一电压值呈正相关，与预设幅值呈负相关。
以分压比为m、第一电压值为V1、变比为k以及预设幅值为Uc为例，分压比与V1、k以及Uc之间的关系为：
即m与k以及V1呈正相关，与Uc呈负相关。
在本实施例中，通过分析得到分压比与第一电压值、变压器的变比以及预设幅值的关系，可以通过第一电压值、变压器的变比以及预设幅值这三个固定值对电容分压器的分压比进行校准，确定电容分压器的真实分压比，避免使用存在误差的分压比进行计算导致的被测电压测量精度较低的问题。使用本实施例中的方法，单片机可以间隔预设时长即对电容式电压互感器的分压比进行校准，工作人员可以根据新校准的分压比继续测量被测电压，在测量成本更低的情况下得到同样精确的测量结果。
在一个实施例中，如图5所示，提供了一种高压电压测量方法，应用在图2的系统中，该方法包括以下步骤：
首先，单片机控制可控电压源向被测电压Us的测试回路注入频率为第一频率fc，幅值为预设幅值Uc的校准信号，第一频率fc与电容式电压互感器的工作频率fs不同。例如fc为1kHz，fs为50Hz。
电容式电压互感器中的电压检测设备在测试回路被注入校准信号后，检测测试回路的电压，得到叠加波形数据，并将叠加波形数据返回至单片机。
单片机使用傅里叶变换将接收到的叠加波形数据进行拆分，分别得到fc对应的第一波形数据，以及fs对应的第二波形数据。根据第一波形数据得到fc对应的第一电压值V1以及fs对应的第二电压值V2。
由于V1、V2以及Uc均已知，单片机根据以下公式即可计算得到Us的电压值：
同时，电容式电压互感器的分压比m单片机也可以通过变压器的变比k、V1以及Uc得到，公式如下：
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的高压电压测量方法的高压电压测量装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个高压电压测量装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于高压电压测量方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图6所示，提供了一种高压电压测量装置600，包括：校准信号注入模块601、电压测量设备检测模块602和被测电压值获取模块603，其中：
校准信号注入模块601，用于控制可控电压源向被测电压的测试回路注入频率为第一频率，幅值为预设幅值的校准信号，第一频率与电容式电压互感器的工作频率不同。
电压测量设备检测模块602，用于获取电压测量设备在测试回路被注入校准信号后，检测的测试回路在第一频率下的第一电压值，以及在工作频率下的第二电压值。
被测电压值获取模块603，用于根据第一电压值、第二电压值和预设幅值，得到被测电压的电压值。
上述高压电压测量装置，可控电压源受到单片机控制向被测电压的测试回路中注入频率为第一频率，幅值为预设幅值的校准信号，获取电压测量设备在测试回路被注入校准信号后，检测得到的测试回路在第一频率下的第一电压值以及在工作频率下的第二电压值，由于注入的校准信号的幅值已知，因此可以直接根据第一电压值、第二电压值和预设幅值，得到被测电压的电压值，无需再使用传统技术中的分压比进行测量，在仅引入一个可控电压源的条件下即可有效避免了由于分压比产生较大变化后，对电容式电压互感器的测量精度形成较大影响的问题，大大降低了被测电压的测量成本。
在一个实施例中，电压测量设备检测模块还包括：获取电压测量设备在测试回路被注入校准信号后，在第一频率与工作频率作用下检测的叠加测量数据；对叠加测量数据进行过滤处理，区分第一频率下的第一电压值，以及在工作频率下的第二电压值。
在一个实施例中，被测电压值获取模块还包括：被测电压的电压值与第一电压值成反比，与第二电压值和预设幅值成正比。
在一个实施例中，被测电压值获取模块还包括：用于被测电压的测试回路中的电容分压器的分压比与变压器的变比以及第一电压值呈正相关，与预设幅值呈负相关。
在一个实施例中，电压测量设备检测模块还包括：对叠加波形数据进行傅里叶变换处理，区分得到第一频率下的第一波形数据以及在工作频率下的第二波形数据；根据第一波形数据以及第二波形数据得到第一频率下的第一电压值，以及在工作频率下的第二电压值。
上述高压电压测量装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储可控电压源的第一频率以及预设幅值数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种高压电压测量方法。
本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，计算机设备可以为本申请中的单片机，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
控制可控电压源向被测电压的测试回路注入频率为第一频率，幅值为预设幅值的校准信号，第一频率与电容式电压互感器的工作频率不同；
获取电压测量设备在测试回路被注入校准信号后，检测的测试回路在第一频率下的第一电压值，以及在工作频率下的第二电压值；
根据第一电压值、第二电压值和预设幅值，得到被测电压的电压值。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
获取电压测量设备在测试回路被注入校准信号后，在第一频率与工作频率作用下检测的叠加测量数据；
对叠加测量数据进行过滤处理，区分第一频率下的第一电压值，以及在工作频率下的第二电压值。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
被测电压的电压值与第一电压值成反比，与第二电压值和预设幅值成正比。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
被测电压的测试回路中的电容分压器的分压比与变压器的变比以及第一电压值呈正相关，与预设幅值呈负相关。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
对叠加波形数据进行傅里叶变换处理，区分得到第一频率下的第一波形数据以及在工作频率下的第二波形数据；
根据第一波形数据以及第二波形数据得到第一频率下的第一电压值，以及在工作频率下的第二电压值。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
控制可控电压源向被测电压的测试回路注入频率为第一频率，幅值为预设幅值的校准信号，第一频率与电容式电压互感器的工作频率不同；
获取电压测量设备在测试回路被注入校准信号后，检测的测试回路在第一频率下的第一电压值，以及在工作频率下的第二电压值；
根据第一电压值、第二电压值和预设幅值，得到被测电压的电压值。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
获取电压测量设备在测试回路被注入校准信号后，在第一频率与工作频率作用下检测的叠加测量数据；
对叠加测量数据进行过滤处理，区分第一频率下的第一电压值，以及在工作频率下的第二电压值。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
被测电压的电压值与第一电压值成反比，与第二电压值和预设幅值成正比。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
被测电压的测试回路中的电容分压器的分压比与变压器的变比以及第一电压值呈正相关，与预设幅值呈负相关。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
对叠加波形数据进行傅里叶变换处理，区分得到第一频率下的第一波形数据以及在工作频率下的第二波形数据；
根据第一波形数据以及第二波形数据得到第一频率下的第一电压值，以及在工作频率下的第二电压值。
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
控制可控电压源向被测电压的测试回路注入频率为第一频率，幅值为预设幅值的校准信号，第一频率与电容式电压互感器的工作频率不同；
获取电压测量设备在测试回路被注入校准信号后，检测的测试回路在第一频率下的第一电压值，以及在工作频率下的第二电压值；
根据第一电压值、第二电压值和预设幅值，得到被测电压的电压值。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
获取电压测量设备在测试回路被注入校准信号后，在第一频率与工作频率作用下检测的叠加测量数据；
对叠加测量数据进行过滤处理，区分第一频率下的第一电压值，以及在工作频率下的第二电压值。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
被测电压的电压值与第一电压值成反比，与第二电压值和预设幅值成正比。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
被测电压的测试回路中的电容分压器的分压比与变压器的变比以及第一电压值呈正相关，与预设幅值呈负相关。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
对叠加波形数据进行傅里叶变换处理，区分得到第一频率下的第一波形数据以及在工作频率下的第二波形数据；
根据第一波形数据以及第二波形数据得到第一频率下的第一电压值，以及在工作频率下的第二电压值。
需要说明的是，本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种高压电压测量方法，其特征在于，所述方法包括：
控制可控电压源向被测电压的测试回路注入频率为第一频率，幅值为预设幅值的校准信号，所述第一频率与电容式电压互感器的工作频率不同；所述可控电压源与所述测试回路中的电容分压器的第一电容连接，所述电容分压器的第二电容与所述被测电压连接，所述第二电容与电压测量设备通过变压器连接；
获取电压测量设备在所述测试回路被注入所述校准信号后，检测的所述测试回路在所述第一频率下的第一电压值，以及在所述工作频率下的第二电压值；所述第一电压值是将所述第一频率输入至所述测试回路后经过所述电容分压器以及所述变压器降压后得到的测量电压值；
根据所述第一电压值、第二电压值和所述预设幅值，得到所述被测电压的电压值；所述被测电压的电压值Us计算公式如下：
；
其中，上述公式中的V1为所述第一频率下的第一电压值，V2为所述工作频率下的第二电压值，Uc为所述预设幅值，所述被测电压的电压值与所述第一电压值成反比，与所述第二电压值和所述预设幅值成正比；
所述被测电压的测试回路中的电容分压器的分压比与变压器的变比，以及所述第一电压值呈正相关，与所述预设幅值呈负相关，所述变压器的变比为所述变压器在空载条件下，高压绕组电压和低压绕组电压之比。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取电压测量设备在所述测试回路被注入所述校准信号后，检测的所述测试回路在所述第一频率下的第一电压值，以及在所述工作频率下的第二电压值，包括：
获取电压测量设备在所述测试回路被注入所述校准信号后，在所述第一频率与所述工作频率作用下检测的叠加测量数据；
对所述叠加测量数据进行过滤处理，区分所述第一频率下的第一电压值，以及在所述工作频率下的第二电压值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述叠加测量数据为叠加波形数据；
所述对所述叠加测量数据进行过滤处理，区分所述第一频率下的第一电压值，以及在所述工作频率下的第二电压值，包括：
对所述叠加波形数据进行傅里叶变换处理，区分得到第一频率下的第一波形数据以及在所述工作频率下的第二波形数据；
根据所述第一波形数据以及所述第二波形数据得到所述第一频率下的第一电压值，以及在所述工作频率下的第二电压值。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在对所述被测电压进行检测时，所述测试回路所属的高压电压测量系统处于工作状态。
5.一种高压电压测量系统，其特征在于，所述系统包括：可控电压源和单片机；
所述可控电压源与被测电压的测试回路中的电容分压器第一电容连接，所述单片机与所述可控电压源以及所述测试回路中的电压测量设备连接；所述测试回路中电容分压器的第二电容与所述被测电压连接；所述电压测量设备通过变压器与所述电容分压器的第二电容连接；
所述单片机控制所述可控电压源向所述被测电压的测试回路注入频率为第一频率，幅值为预设幅值的校准信号，所述第一频率与电容式电压互感器的工作频率不同；获取所述电压测量设备在所述测试回路被注入所述校准信号后，检测的所述测试回路在所述第一频率下的第一电压值，以及在所述工作频率下的第二电压值；所述第一电压值是将所述第一频率输入至所述测试回路后经过所述电容分压器以及所述变压器降压后得到的测量电压值；根据所述第一电压值、第二电压值和所述预设幅值，得到所述被测电压的电压值；所述被测电压的电压值Us计算公式如下：
；
其中，上述公式中的V1为所述第一频率下的第一电压值，V2为所述工作频率下的第二电压值，Uc为所述预设幅值，所述被测电压的电压值与所述第一电压值成反比，与所述第二电压值和所述预设幅值成正比；
所述被测电压的测试回路中的电容分压器的分压比与变压器的变比，以及所述第一电压值呈正相关，与所述预设幅值呈负相关，所述变压器的变比为所述变压器在空载条件下，高压绕组电压和低压绕组电压之比。
6.一种高压电压测量装置，其特征在于，所述装置包括：
校准信号注入模块，用于控制可控电压源向被测电压的测试回路注入频率为第一频率，幅值为预设幅值的校准信号，所述第一频率与电容式电压互感器的工作频率不同；所述可控电压源与所述测试回路中的电容分压器的第一电容连接，所述电容分压器的第二电容与所述被测电压连接，所述第二电容与电压测量设备通过变压器连接；
电压测量设备检测模块，用于获取电压测量设备在所述测试回路被注入所述校准信号后，检测的所述测试回路在所述第一频率下的第一电压值，以及在所述工作频率下的第二电压值；所述第一电压值是将所述第一频率输入至所述测试回路后经过所述电容分压器以及所述变压器降压后得到的测量电压值；
被测电压值获取模块，用于根据所述第一电压值、第二电压值和所述预设幅值，得到所述被测电压的电压值；所述被测电压的电压值Us计算公式如下：
；
其中，上述公式中的V1为所述第一频率下的第一电压值，V2为所述工作频率下的第二电压值，Uc为所述预设幅值，所述被测电压的电压值与所述第一电压值成反比，与所述第二电压值和所述预设幅值成正比所述被测电压的电压值与所述第一电压值成反比，与所述第二电压值和所述预设幅值成正比；
所述被测电压的测试回路中的电容分压器的分压比与变压器的变比，以及所述第一电压值呈正相关，与所述预设幅值呈负相关，所述变压器的变比为所述变压器在空载条件下，高压绕组电压和低压绕组电压之比。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述电压测量设备检测模块还包括：获取电压测量设备在所述测试回路被注入所述校准信号后，在所述第一频率与所述工作频率作用下检测的叠加测量数据；对所述叠加测量数据进行过滤处理，区分所述第一频率下的第一电压值，以及在所述工作频率下的第二电压值。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述叠加测量数据为叠加波形数据；所述电压测量设备检测模块还包括：
对所述叠加波形数据进行傅里叶变换处理，区分得到第一频率下的第一波形数据以及在所述工作频率下的第二波形数据；根据所述第一波形数据以及所述第二波形数据得到所述第一频率下的第一电压值，以及在所述工作频率下的第二电压值。
9.一种计算机设备，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5中任一项所述的方法的步骤。
10.一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5中任一项所述的方法的步骤。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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