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基于Blackman自卷积窗及三谱线插值修正的介质损失角计算方法

2015-09-18王永强律方成

电力自动化设备 2015年6期

王永强,谢 军,律方成

(华北电力大学 输变电设备安全防御河北省重点实验室,河北 保定 071003)

0 引言

介质损失角是衡量电气设备绝缘性能的一个重要参数[1],对介质损失角进行精确监测与计算能为电气设备故障诊断提供可靠依据,为电力系统安全稳定运行提供重要保障[2-3]。

正常情况下,介质损失角为一个很小的值,约为0.001~0.02rad[4],实际测量中其真值常容易被误差所湮没。基于谐波分析理论(快速傅里叶变换(FFT)及其改进算法)的介质损失角计算方法由于算法易于实现、受直流及谐波分量的干扰小而成为了介质损失角计算的典型方法[5-10],但由于电力系统频率常常发生波动,难以保证对待分析信号准确做到同步采样,使FFT存在频谱泄漏以及栅栏效应,其计算结果尤其是相位结果误差很大,难以直接用于介质损失角的计算[11]。基于 Blackman 窗[6]、Rife-Vencent窗[7]、Hanning 窗[8]、Kaiser 窗[9]、Nuttall 窗[10]等 加 窗插值FFT介质损失角计算方法相继被提出,通常这些方法是在信号加窗后利用目前应用较广的双谱线插值算法减小频谱泄漏及栅栏效应的影响,使介质损失角仿真计算结果绝对误差小于10-5rad[6-8]。

然而,采用传统加窗方法进行介质损失角计算时,计算量相对较大,且非同步采样时,传统窗函数抑制频谱泄漏的能力是有限的;仅采用双谱线插值会丢失与准确频谱相关的重要信息,甚至可能由于长程频谱泄漏的影响造成插值方向选择错误[12],增大计算误差。为减少频谱泄漏对基波分析结果的影响,并提高……

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