改进Rife-Vincent(Ι)窗的FFT介质损耗角测量

非同步采样信号后，利用快速傅里叶变换（FFT）对信号处理时会出现频谱泄漏，导致FFT介质损耗角测量精度不高.为了提高介质损耗角测量精度，通过Rife-Vincent(Ι)窗的自乘运算构造出一种新的余弦窗，并设计了基于改进Rife-Vincent(Ι)窗的FFT介质损耗角测量方法.新窗函数比传统窗函数具有更好的旁瓣特性，可以提升频谱泄漏的抑制效果.仿真实验结果表明，加Rife-Vincent(Ι)自乘窗方法比加Hanning窗、加Blackman窗方法的介质损耗角测量精度更高.     

基于Rife-Vincent窗频谱校正的介损因数测量

为减轻非同步采样和数据截断产生频谱泄漏和栅栏效应对介质损耗因数tanδ测量的影响,可选用旁瓣峰值电平小、且渐近衰减速率大的窗函数对信号加权处理.本文分析了Rife-Vincent窗的旁瓣特性,提出了基于Rife-Vincent窗频谱校正的tanδ测量方法,运用多项式拟合求出了计算简单、实用的校正公式,推导了介质损耗角及tanδ的计算式,并设计了基于AD73360L+ADSP-BF531+PIC32MX460F512L架构的介质损耗因数测量系统.仿真和实测结果表明,Rife-Vincent窗函数可有效抑制频谱泄漏,基于Rife-Vincent窗的频谱校正方法克服了谐波畸变干扰、电网频率波动、采样时长变化及白噪声对tanδ测量的影响,且设计实现简单,测量结果精确、稳定.介质损耗因数测量系统的应用实践证明了本文方法的正确性.     

基于FFT加窗插值算法的应用研究

快速傅里叶变换(FFT)算法被广泛应用于电力系统谐波检测,但频谱泄漏、栅栏效应一直是影响测量准确性的重要因素,为此提出了一种FFT加窗插值算法.通过加窗函数、插值修正函数,对FFT算法进行优化,并利用谐波分析的试验实例进行了验证,计算结果表明:加窗加插值FFT算法,可以提高谐波检测精度,达到测量要求,满足电力系统谐波检测需求.     

采用加窗插值FFT与逐幅谐波消去法的电机谐波算法

对电机的实测信号进行谐波分析时,由于难以保证信号同步采样和存在测量噪声,采用快速傅立叶变换(FFT)方法进行谐波分析会出现栅栏效应和频谱泄漏现象,不能获得信号准确的谐波参数.作者采用加窗插值FFT,并提出逐幅谐波消去法,以便能精确地分析高次谐波.以基于Blackman-Harris窗的加窗插值FFT算法推导出关于频率偏差的9次方程.实例计算表明,采用加窗插值FFT和逐幅谐波消去法可有效地减少泄漏,降低噪声的干扰,从而可精确地获得各次谐波的幅值和相位.     

基于高阶矩形卷积窗的多频信号参数估计

非同步采样多频信号后,为了减少对信号进行快速傅里叶变换(FFT)而出现的频谱泄漏和栅栏效应等负面影响,设计了一种高阶矩形卷积窗与三谱线插值相结合的信号参数估计方法,推导了多频信号频率、幅值和相位的估计公式,并利用多项式拟合出相应的关系表达式.利用高阶矩形卷积窗+三谱线插值算法、FFT和加Hanning窗算法进行多频信号参数估计对比仿真实验,实验结果表明,对于多频信号的频率和幅值,高阶矩形卷积窗+三谱线插值算法比FFT和加Hanning窗算法的估计精度更高.     

高电压介损试验研究及其分析

在电场作用下,电介质都会有损耗产生。通过对介质材料损耗的研究,可以了解电介质的绝缘强度、含湿量及绝缘材料的老化程度,故介损测量是绝缘监督中一个重要的试验项目。但通常在测量介损时,试验电压为10KV,在测量中易受环境干扰。另外,对于目前的我国电网来说,已运行设备最高电压等级已达到500KV。高电压介损试验对于了解在额定运行电压下,电气设备电介质的绝缘变化情况、损耗大小以及和10KV试验电压下的情况相比有多大的变化?特别对于存在缺陷的设备,如何通过高电压介损进一步研究分析缺陷,都具有一定的意义。本文结合对高电压介损的实践活动,对高电压下绝缘介质的变化进行一定的分析和探讨。总结了在高电压下介损对设备绝缘监督方面的几点结论。     

基于DFT频域校正的介质损耗角测量算法

离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)求解容型设备介质损耗角存在较大误差,对引起误差原因的频谱泄漏进行了详细分析和阐述,指出电网频率波动是造成测量介质损耗角不准确的主要因素,其带来的非整周期采样造成信号能量发散,各频率处信号能量相关性不为0.通过加余弦窗函数平滑信号陡度,对DFT相位频谱校正给出了2种不同的方法:加窗插值算法和离散频谱相位差校正法,并通过校正频率偏移量,在频谱峰值最大值处获得信号相位.通过Matlab仿真分析表明,2种算法实现方便,精度高,具有一定的实用性.     

基于DFT频域校正的介质损耗角测量算法

离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)求解容型设备介质损耗角存在较大误差,对引起误差原因的频谱泄漏进行了详细分析和阐述,指出电网频率波动是造成测量介质损耗角不准确的主要因素,其带来的非整周期采样造成信号能量发散,各频率处信号能量相关性不为0。通过加余弦窗函数平滑信号陡度,对DFT相位频谱校正给出了2种不同的方法：加窗插值算法和离散频谱相位差校正法,并通过校正频率偏移量,在频谱峰值最大值处获得信号相位。通过Matlab仿真分析表明,2种算法实现方便,精度高,具有一定的实用性。     

采用软件校正的TMS320F2812内置ADC采样值方案

研究了TEXAS公司的TMS320F2812的ADC（Analog-to Digital Converter）的工作原理；根据电力系统微机继电保护中对多路电压及电流信号的采样精度和速度的高要求，结合TEXAS公司关于TMS320F2812的校正方案，介绍了利用软件程序对芯片TMS320F2812中内置ADC采样校正的软件实现方案，通过试验进一步验证了该方案的有效性。所提出的方案对电力系统自动控制装置的软、硬件设计具有一定的参考价值。     

基于多项加窗插值FFT的谐波相量算法分析

大量电力电子设备应用于电力系统中时,会产生大量的谐波,谐波对电力系统的稳定有很大的危害.在对电网中的谐波进行分析时,采样与基波信号的频率同步和整周期截断是很难得到实现的,因此在采用快速傅里叶变换算法(FFT)时必然会造成频谱泄露和栅栏效应.研究表明,对FFT算法进行加窗可以减小频谱泄露和栅栏效应.根据分布式电能质量在线监测系统的需要,对比分析了加六项余弦窗、加八项余弦窗与加十项余弦窗的双谱线插值FFT算法,并推导算法和Matlab仿真,验证了加十项余弦窗的插值FFT算法具有更高的计算精度.     

基于UDP协议的变电站设备状态监测智能终端

数字化变电站要求智能电子设备(IED)具有网络通信功能。采用传输层用户数据包协议(UDP)作为设备绝缘状态监测系统的通信协议,可实现过程层监测数据实时高速传输到间隔层。根据设备绝缘状态监测IED要求和UDP协议的特性,结合光纤数字化技术,设计了变电站设备绝缘状态监测智能终端硬件及系统通信方案。采用以控制和测试为主的图形化编程语言LabVIEW开发了系统软件。应用开发的监测终端在实验室对一支现场替换下来的CT进行介损测量试验。试验结果表明监测终端满足数字化变电站绝缘状态监测IED性能要求。     

一种在线监测绝缘介质损耗的方法

电气设备绝缘介质损耗的在线监测技术,一直是国内外学者研究的重点,尤其是监测的新方法,更是受人关注,目前,还未看到一种用于在线监测令人满意的方法。文中以电压、电流过零点相位差原理为基础,提出了一和中用电压、电流波形积分的测量方法来在线监测电容型电气设备的介质损耗,文中详细分析和推导了数学计算公式,并用数字模拟仿真给出了计算结果,同时阐明了系统频率、谐波含量和零点漂移等因素对测量带来的影响,给出了相应的误差曲线,提出了减小误差、提高测量稳定性和准确度的措施。作者认为积分测量法可以将小信号测量转换为大信号测量,在强电磁干扰环境中具有较高抗干扰能力,在用于在线监测时,能较为准确地测量出电容型电气设备的介质损耗。     

一种基于CV模型的电晕放电紫外成像分割方法

为了判断高压设备发生电晕放电的位置和大致的放电强度,利用紫外成像仪对设备进行记录并判断高压设备的绝缘缺陷。通过C-V(Chan-Vese)模型方法对紫外图像光斑进行图像分割提取,且引入了光斑面积和光斑边界周长两个特征量来判断设备放电状态。结果表明,C-V模型提取光斑自动化程度高,耗时短,抗噪能力更强,具有很好的全局优化,能够在一定程度上减少漏检的放电区域,且引入的特征量能够较好地表征放电状态。     

基于DSP的电网监控系统

提出了一种基于DSP芯片TMS320F240的新型电网监控系统,该系统能同时完成对三相电压和三相电流的检测,消除了电压和电流相位差的测量误差;给出了相关监控的基本原理和设计思路,并对该系统的硬件结构和软件设计中的关键部分进行了讨论.插值FFT算法的引入使该系统的测量精度进一步提高.实际应用表明,该系统能较好地完成对电网的监控.     

基于虚拟仪器的电容性设备介损在线监测系统

介绍了一种基于虚拟仪器的容性电气设备介质损耗正切值虚拟测量系统,利用National Instruments公司的软件平台LabVIEW和ADLINK公司硬件平台实现电信号的实时采集、分析、处理和存储,经过实验室模拟测试和变电站实际测试表明,该系统对电容性设备介质损耗的测量精度高,实测数据稳定,实测的介损值相误差小于5%,能满足实际在线监测的要求.     

一种光纤隔离式直流信号传输装置的设计

在高电压领域中,高压侧检测设备(如PT,CT）或传感器的输出信号需要传输到低压侧,光纤隔离式信号传输装置不仅能完成信号的传输,还能实现高低压的电气隔离,同时也具有很强的抗电磁干扰能力。利用电压-频率（V-F）转换芯片LM331和HFBR14XX系列光电器件设计出一套适合高电压直流测量信号的光纤隔离传输装置,并给出了具体的电路原理图。对其中的V-F转换电路进行了仿真,分析表明,其误差为0.01 V。     

基于电磁互感自取电的恒压并联电流补偿方法

通过物联网(the internet of things,IoT)终端对高压线路进行实时在线检测是非常重要的技术方法.传统的电流互感器在高压输电线上流过的电流较小时难以高效取电供后级物联网终端设备.针对该问题,提出了一种基于电磁互感自取电的恒压并联电流补偿方法,设计了补偿电路.通过对升压电路输出端的电流采样,来控制主副线圈回路的并联电流,实现高效取电,达到在高压线路微小电流情况下用电设备进行正常供电的需求.通过实验与实际应用证明,该设备在流经高压线路的电流微小时能够保持稳定对后级设备进行供电,为物联网终端设备的稳定运行提供了可靠的电源.     

110kV电容式电压互感器上节电容的介质损耗因数实验研究

介质损耗因数tanδ的大小反映绝缘介质的绝缘状况.电容式电压互感器tanδ的测量对保证其安全运行有着重要的意义.本文模拟不同的外界污染环境,并在每种污染环境下,选择不同的实验电压,采用正、反两种接线方法对110kV电容式电压互感器上节电容器的tanδ值进行实测.结果发现:正接线时,tanδ随着电压的升高而降低;反接线时,tanδ随着实验电压的升高,基本保持不变.对此进行了理论分析,提出了提高tanδ现场测量精度的测量方法和在现场测试过程中的注意事项.     

基于ARM+FPGA的电能质量分析仪设计

对电网电能质量的准确测量和合理分析是对电网进行治理和补偿的基础,也是解决电能质量问题的关键。设计一种基于FFT算法的电能质量分析仪,以ARM+FPGA为核心的硬件平台,采用软、硬件协同设计,使系统便于调试与修改。该系统体积小、功耗低。通过对某低压逆变系统输出电压波形与谐波测量,结果表明,该系统能快速、高精度、高可靠性地检测和分析电能质量。