绝缘介质损耗因数在线监测的研究

重点阐述绝缘介质损耗因数在线监测的一种新方法－谐波分析法，同时讨论影响介损在线监测精度的主要因素。     

基于移相和平衡测量原理的介质损耗在线测量方法

基于目前的微电流传感器设计和制造技术,利用信号移相和小电流平衡测量原理,采用单匝无源微电流传感器作为检流计,通过微型控制单元(Micro-Controlller Unit,MCU)实现了低成本高准确度的介质损耗因数在线测量方法.介绍了该方法的测量原理和实现方式,分析了该方法的理论测量精度:设计了通过电阻电容改变介质损耗角的简单实用的模拟试验电路.理论分析和试验结果表明,该介质损耗测量方法具有较高的测量准确度及稳定性.     

电容型设备介质损耗因数在线监测技术

介绍了电容型设备介质损耗因数在线监测的原理及监测系统的组成,分析了测量结果的误差来源以及提高测量精度的方法,提高了在线测量结果的准确性.     

一种介质损耗因数在线监测新方法

应用传统方法对介质损耗因数进行在线测量存在许多内在的性能局限,包括同步采样、间谐波和电力系统频率必须保持不变等问题。在频率波动和间谐波都存在的非稳态信号环境下,采用传统方法不能保证测量的准确性。文章提出一种对电力设备介质损耗因数进行在线测量的高准确度改进方法。新提出的包括数据截断和数据叠加的数据处理方法,能够补偿数据频谱泄漏所引起的相位偏移,它能够准确地提取基波信号并计算介质损耗因数。数据仿真和实际工程测量结果表明,新方法不受以上所提局限的影响,具有良好的应用可行性。     

基于正交分解的介质损耗因数数字测量算法

首先概述了过零点电压比较法、谐波分析法等几种现有的介质损耗因数tand 数字化测量算法的优缺点,分析tand 的物理意义及其谐波条件下的定义问题。将电压与电流定义为欧氏函数空间的2个向量,利用正交特性将泄漏电流分解为相互正交的有功分量与无功分量,进而提出了基于正交分解的tand 数字化测量算法及其简化计算公式。最后分别在电压无畸变、电压含谐波、电压频率波动、采样频率以及采样时间长度变化时,对文中提出的介损测量正交分解法进行仿真验证,并与谐波分析法进行比较分析。仿真结果显示,当电压频率波动与采样数据长度变化时,正交分解法的最大测量误差分别为谐波分析法的23.72%与5.35%;采样频率变化对2种方法的影响相同;在电压频率为50.5 Hz时,tand 实时测量值的波动幅度降低了110倍。该算法物理意义明确,计算简单,测量结果精确、稳定,可用于tand的离线测量与在线监测。     

基于Kaiser窗频谱校正的介质损耗因数测量

采用基本窗函数和广义余弦窗函数对信号加权的谐波分析法可减轻非整周期截断对介质损耗因数tanδ测量的影响,但其效果受到窗函数固定旁瓣性能的制约.Kaiser窗可定义一组可调的窗函数,自由选择主瓣与旁瓣衰减之间的比重,因此能全面地反映主瓣与旁瓣衰减之间的交换关系.本文讨论了Kaiser窗的旁瓣特性,提出了基于Kaiser窗双谱线插值FFT的tanδ测量方法,运用多项式拟合求出了实用的插值修正公式,推导了信号初相角及tanδ的计算式.仿真结果表明,Kaiser窗函数抑制频谱泄漏效果好,基于Kaiser窗的双谱线插值FFT方法克服了谐波干扰、基波频率波动、采样频率变动、采样时间长度变化及白噪声对tanδ测量的影响,且设计实现灵活,测量结果精确、稳定,可用于介质损耗因数tanδ的离线测量与在线监测.     

基于DSP的容性设备介质损耗因数在线监测方法

介绍了电容型设备介质损耗因数在线监测的原理以及监测系统的组成，分析了测量结果的误差来源以及提高测量精度的方法，以谐波分析法为基础，采用基于DSP的跟踪频率变化交流同步采样技术，确保每个周期采样128个点，用快速傅里叶变换（FFT）求出电压、电流信号基波傅里叶系数，通过RS-485总线传给上层变电站信息管理系统。考虑到FFT的泄漏效应和栅栏效应，采用加多项余弦窗算法对FFT进行修正，提高其准确性。     

基于DSP的容性设备介质损耗因数在线监测方法

介绍了电容型设备介质损耗因数在线监测的原理以及监测系统的组成，分析了测量结果的误差来源以及提高测量精度的方法，以谐波分析法为基础，采用基于DSP的跟踪频率变化交流同步采样技术，确保每个周期采样128个点，用快速傅里叶变换(FFT)求出电压、电流信号基波傅里叶系数，通过RS-485总线传给上层变电站信息管理系统。考虑到FFT的泄漏效应和栅栏效应，采用加多项余弦窗算法对FFT进行修正，提高其准确性。     

基于虚拟仪器的变压器套管介质损耗因数在线检测的研究

介质损耗因数(tanδ)是高压套管等电容型电气设备绝缘状况的重要特性参数,但由于变压器运行环境中存在很多的干扰信号影响了套管的介质损耗因数测量,采用小波去噪的方法,研究了基于虚拟仪器的变压器套管介质损耗因数在线检测。测量结果表明,虚拟测试仪引入小波函数法,具有较高的准确度。     

具有同时性综合相对测量法的应用

介绍并讨论了综合相对测量法在绝缘介损在线监测中的原理、处理过程及其应用。该法在环境因素不变条件下能减少测量扰动,提高准确性和稳定性,得到较好的结果。通过对环境因素变化瞬时性的研究,提出测量同时性观点以解决综合相对测量法在实际测量中存在的误判问题。现场试验表明:采用具有同时性的综合相对测量法能够很好地消除干扰带来的测量误差,准确判断设备运行状态。     

影响介损在线检测准确性的因素分析与探讨

当前在线检测介损的效果并不理想 ,原因是多方面的。对造成介损测量误差的主要因素进行了系统的分析与探讨 ,并提出了一些改进意见 ,以提高测量的准确性     

基于瞬时功率变换的介损监测数字化算法

在目前电气设备介质损耗因数的数字化算法中，普遍存在着必须严格满足同步采样条件、计算分辨率低等局限性。为此，基于瞬时功率变换，提出一种提高介质损耗因数监测准确度的数字化新算法，并给出算法的理论基础。该算法无需同步采样，可以跟踪电网频率并实现电阻性电流和电容性电流的分解。仿真结果表明，该算法受采样数据长度、频率跟踪误差的影响较小，在非同步采样的情况下具有良好的应用特性，能够较好地解决实际信号量测中存在的非同步采样问题。     

基于FastICA的盲源分离算法在相对介损监测系统中的应用

为了提高电力系统高压电气设备监测的安全性、可靠性及信息化指标,设计了一种电容型高压设备相对介损在线监测系统。针对系统在相对介损测量过程中,由于现场噪声干扰带来的相位测量误差问题,引入独立分量分析(ICA)对电流信号进行预处理。建立了ICA算法的数学模型,给出一种基于负熵极大的FastICA算法的原理及计算步骤。对实际测量所得模拟末屏电流信号叠加高斯白噪声,仿真验证了该算法的有效性。结果表明,盲源分离算法有效地抑制了噪声,很大程度上提高了相对介损角测量的准确性。     

电容型设备在线监测介损值的误差分析

文章分析了使用电容分压法取标准电压和电桥平衡法在线测量电容型设备介质损耗因数时采用的测量方法中产生的测量误差，并提出了解决办法，可提高数据的测试和分析判断的准确度。     

基于电容分压的电力变压器套管绝缘在线检测的研究

在线检测变压器高压套管的介质损耗是判断其绝缘状况的有效手段。笔者通过与套管末屏串联的分压电容提取工频电压信号,采用绝对测量和相对测量相结合的方法准确地测量了套管的介质损耗,并应用传输线理论分析了其误差特性。现场运行证明,该方法是有效的。     

智能变电站电容型设备介质损耗在线监测IED设计

为了及时有效地对设备绝缘特性进行在线监测从而保障电网安全运行,笔者提出了一种基于ARM+DSP双CPU结构的智能变电站电容型设备介质损耗在线监测系统IED设计方案,遵循IEC 61850协议给出具体软硬件设计。运行结果表明:该系统可以精确的测得泄漏电流、介质损耗、等值电容等设备运行状态信息,并可通过IEC 61850协议将数据传输至在线监测数据中心。     

介损在线监测去噪方法的有效性

为了减少白噪声给介损在线监测带来的误差,比较常规离散Fourier算法与加窗插值算法的准确性,分析了信号点数及其使用方式对计算所得介损误差的影响,分析了小波分解层数、阈值获得准则和阈值模式对介损计算准确性的影响,获得了不同类型的小波方法的去噪效果。结果表明:受噪声干扰明显时应采用常规离散Fourier算法。随信号点数的增加误差呈幂规律减少,采样时应该选择更高的采样频率。叠加平均法可有效提高介损测量的准确性;计算时仅用长信号计算一次即可,而不应该采用长信号的分段或滑动窗计算计算。含有白噪声干扰时小波方法虽可对时域信号去噪但该方法对提高介损测量的准确性无效。同时用实验室实测含噪信号的计算验证了分析结果。     

谐波条件下高压电气设备介质损耗因数的定义和数字化算法

简要回顾了高压电气设备在线监测与故障诊断技术的研究现状和应用情况。基于绝缘电介质物理特性,提出了谐波条件下介质损耗因数的新定义,以更合理地评估电气设备的运行状况,并给出了相应的数字化算法。为配合实现介质损耗因数的新定义策略,给出了两种算法:阻容解耦法和基波逼近法。通过计算机仿真分析了背景噪声和电网频率波动对介质损耗因数估算准确度的影响。结果表明,基波逼近法比阻容解耦法的应用误差小。建议采用同时监测全电流、介质损耗因数、阻性电流和容性电流的综合策略来有效评估和诊断电介质的绝缘状况。