介质损耗tanδ测量的非同步采样改进算法及仿真研究

针对介质损耗因数测量中非同步采样下存在不同程度误差,提出一种非同步采样改进算法.利用复三角函数性质,结合Hilbert变换特性,通过理论推导出介质损耗角表达式,最后建立电气设备的等效模型对改进算法进行仿真实验.仿真结果表明该算法有效地解决了由频率波动引起的非同步采样和非整周期采样问题,提高了介质损耗因数测量精度.     

介损角测量的两种加窗插值DFT算法

为减少在非同步采样时DFT算法用于介损角测量时存在的误差,将加Blackman-Harris(布莱克曼-哈里斯)窗插值DFT算法和加Hanning(汉宁)窗插值DFT算法用于介损角的测量。分析了两种算法的原理,给出了它们的实现步骤。理论分析和仿真结果表明:在准确获得信号时这两种方法均能准确测定介损角、且受频率波动和谐波变化的影响小,相比之下后者实现容易、计算量较小。     

采样时间和采样频率对基于加窗插值算法介损角测量的影响

为减少非同步采样时DFT算法计算介损角的误差,将加汉宁(Hanning)窗插值谐波分析法和加布莱克曼-哈里斯(Blackman-Harris)窗插值谐波分析法用于介损角的测量。介绍了两种算法的原理,比较了两种算法受采样时间和采样频率影响上的差别。结果表明:两种算法误差随采样时间增加呈振荡下降趋势,加汉宁窗插值算法极小误差值点为0.02 s的整数倍附近,极大误差值点为0.01 s的奇数倍附近,加布莱克曼-哈里斯窗插值算法在0.01 s的整数倍附近有极小误差,中间存在极大误差值;两种算法达到基本的精度时要求采样时间至少为3~5个工频周期左右,采样频率不小于500 Hz即可;在一定范围内,前者计算所得介损角的精确度对采样时间较敏感,前者的精确度对采样频率不敏感,后者的精确度对采样时间和采样频率都较敏感。     

三种数字化绝缘介损监测算法的软件仿真分析

文章介绍了三种绝缘介损监测软件计算方法后。利用MATLAB软件仿真方法,对电容性设备介损监测的谐波分析法、正弦波参数法及相关函数法进行分析比较,得出了在采样精度、采样点数、频率波动、零点漂移、谐波含量变化等影响因素下三种算法的不同结果。对实际绝缘介损在线监测设备的设计提出了有益的建议。     

凯瑟窗改进谐波法测电力电容器介质损耗因数

针对基于快速傅里叶变换(FFT)的传统谐波分析法测电力电容器介质损耗因数(tanδ)时会由于非同步采样和非整周期截断造成频谱泄露和栏栅效应的问题,依据凯瑟(Kaiser)窗函数主瓣和旁瓣衰减比例自由选择的特性,采用基于凯瑟窗的相位校正的改进谐波算法测量电力电容器介质损耗因数.在电网基波频率变化、介损角真值发生变化以及白噪声干扰等3种条件下,仿真分析该算法和基于Hanning窗、Blackman窗的插值算法的测量误差,并通过实验进行验证.结果表明,该算法与Hanning窗和Blackman窗插值算法相比能更有效地克服基波频率波动及白噪声等对电力电容器tanδ测量的影响.基于Kaiser窗函数的改进谐波算法抑制频谱泄漏效果好,准确度高,满足电力电容器介质损耗因数tanδ在线监测的要求.     

基于加窗插值FFT的非同步谐波测量

针对电力系统谐波测量中难以实现严格的同步采样和整周期截断,使快速傅里叶变换（FFT）在谐波分析时产生泄漏,影响测量精度的问题,提出了基于非同步采样FFT的两种非同步采样修正算法： 三频点加窗插值算法和拉格朗日二次插值算法.分析了两种算法的实现原理,并对这两种算法的计算公式和修正公式进行推导.在Matlab/Simulink环境下的仿真结果表明：该算法降低了频谱泄漏,减小了测量误差,提高了谐波的测量精度.     

改进的数字化测量方法在介损测量中的应用

介绍了目前关于介损测量的方法,介绍了传统的谐波分析法在介损测量中存在的问题,分析了改进的测量介损的算法——加窗插值FFT法,并通过仿真实验和现场测量进行了验证,结果表明该方法能有效提高介损测量的准确性.     

改进的数字化测量方法在介损测量中的应用

介绍了目前关于介损测量的方法，介绍了传统的谐波分析法在介损测量中存在的问题，分析了改进的测量介损的算法——加窗插值FFT法，并通过仿真实验和现场测量进行了验证，结果表明该方法能有效提高介损测量的准确性．     

非同步采样的同步化谐波分析算法

为了消除采样过程中同步误差产生的频谱泄漏,提出一种基于搜索的同步化算法.该算法采用逆向搜索在非同步采样数据中截取整周期的采样序列,通过离散傅里叶变换(DFT)得到频谱,搜索频谱幅值得到基波谱线位置,计算基波及各次谐波的幅值和相位.误差分析和仿真结果表明,采样点数越多,算法精度越高,较高的采样频率有利于提高算法的分析精度.同步化谐波分析算法分为单周期和多周期两种方法,单周期法适合于非稳态周期信号的谐波测量,多周期法提供了一种精确分析稳态周期信号谐波的有效方法.     

一种减小频谱泄漏的采样频率自适应算法仿真研究

由于采样不同步造成的频谱泄漏是影响频谱分析和谐波检测精度的重要原因。提出一种通过采样数据计算信号实际频率的软件算法,较为准确地得到信号的实际频率,并根据算法求得的频率动态调整采样时间间隔,实现采样频率的自适应。因而能够减少同步误差,从而降低频谱泄漏的影响,对于频率变化较为缓慢的电力信号能够明显地提高测量精度。该算法实现简单,精度较高。仿真验证了算法的特性,给电力系统谐波分析提供了一种有效的方法。     

电力设备绝缘性在线监测方法

为了减小电力设备绝缘性在线监测装置安装和维护的难度,降低现场干扰对测量精度的影响,提出了一种利用无线传感器网络（WSN：Wireless Sensor Networks）通信及授时、采用相关性算法计算介质损耗角的新方法。详细阐述了方法的测量原理、同步测量授时方法,对相关性算法计算相角进行了理论论证,并导出软件实现公式,设计了用于验证该方法的在线监测系统。通过对比得出,相关性算法比FFT（Fast Fourier Transformation）算法的效率提高了128倍,且精度更高。现场模拟实验表明,基于该方法的监测系统对介质损耗因素tanδ的测量精度达到了0.039%,较QS1西林电桥法具有更强的抗干扰能力。     

基于快速傅立叶变换的电力谐波分析与程序实现

采用FFT（快速傅立叶变换）算法在电网中进行应用,方法简单、可靠、精度较高,可以对谐波进行准确分析.利用FFT算法编写谐波分析程序对三相电进行数据采样,采样频率为3 200 Hz,将采样到的数据进行FFT变换.利用FFT的结果求出对应点的幅值,计算基波的频率、幅度,及其有效值;对其他频率的幅值可通过阈值进行判断,超过阈值可认为是谐波信号,并提取其幅值、频率;最后利用提取出来基波和谐波的信息计算谐波次数和谐波的有效值、谐波畸变率等参数.     

一种OFDM系统中的频偏定时联合估计算法

提出了一种在正交频分复用(OFTM)系统中同时对载波频偏和时钟采样偏差进行联合估计的算法.该算法仅利用一个前导OFDM符号,通过恰当的选择频点间隔,在接收端FFT处理前加入Hanning窗降低边带能量损失,将载波频偏和时钟采样偏差联合为一个变量.通过对此变量多个估计值的求解,得到载波频偏和采样定时偏差的估计值.     

基于全相位FFT的电磁法有效相位信息提取

电磁法的相位相比于振幅,变化的幅度更大,在一定地质条件下具有更高的分辨能力。以往的研究一般采用传统加窗FFT(Fast Fourier Transformation)方法提取相位信息,该方法存在2个方面的缺点,首先是测量精度受频谱泄漏的影响比较严重,其次需要严格的“同步采样”。在实际应用中抗噪能力较差,导致无法获得有效的相位信息。为了提高抑制频谱泄漏能力,同时不受“同步采样”以及频率偏离的影响,采用全相位傅里叶变换方法进行了类脉冲、类充放电三角波、类方波以及高斯白噪声等典型干扰波形的仿真实验,结果表明:在同步采样的情况下,无论是否存在噪声干扰,传统的FFT方法与全相位傅里叶变换方法的相位测量误差均小于1%;而在非同步采样的情况下,传统FFT方法无法获得准确的相位值,而全相位FFT方法无论是否含有噪声干扰均能获得有效相位信息。因此,全相位FFT法具有传统加窗FFT法所具有的优点,能有效地抑制高斯噪声,对电磁法典型的干扰波噪声有着良好的抑制效果。     

基于DSP的高压容型电气设备介质损耗测量仪设计

针对电气设备易受电网频率波动和非整周期采样的影响,造成介质损耗因数tanδ测量精度和分辨率偏低的问题,提出一种基于DSP的高压电气设备介质损耗因数测量仪设计方案.将归一化工频电压信号和电流信号分别移相90°构成Hilbert变换对,再将两组复信号构造新的复三角信号模型实现对采样信号的去角频率处理.介绍了tanδ测量原理,给出了硬件各主要模块和系统软件实现方案.试验结果表明：该测量装置有效地解决了由于频率波动引起的非同步采样和非整周期截断问题,tanδ实际测量的绝对误差小于0.000 1,具有一定的实际推广价值.