脉冲电压法检测空心电抗器的FFT波形特征及其故障判别方法

脉冲电压法是检测空心电抗器匝间绝缘故障的有效方法,但其时域检测波形的故障特征识别难度大,本文提出利用其FFT波形特征来判别故障的方法。通过有限元法计算了空心电抗器不同部位故障时线圈组非故障各层线圈电感值及线圈组总电感值的变化规律。为线圈组模型添加脉冲振荡回路,将得到的电抗器两端电压的时域波形利用FFT转换为频域波形。对比分析了不同故障部位的FFT波形变化特征,认为不同故障部位的空心电抗器FFT波形衰减谐振频率的变化是由电感值的变化引起的,为频域故障判据提供了数学支持。以故障线圈组的FFT波形峰值点对应频率为判据,提出了基于FFT波形特征的电抗器故障及故障程度的判别方法,并进行了实例验证。所得结果进一步拓展了脉冲电压法检测空心电抗器匝间短路故障的有效性和精确性,为进一步准确判断空心电抗器匝间短路缺陷提供了方法指导。     

基于广义S变换突变识别的暂稳态谐波检测方法

为解决谐波分析中经验模态分解(EMD)存在模态混叠现象与加窗插值FFT无法准确检测含暂态分量信号的问题,提出一种基于广义S变换突变识别的谐波检测方法。首先,使用广义S变换得到信号的模时频矩阵,根据模时频矩阵中模值较大频带的能量连续性将信号分为稳态、含暂态分量信号。然后,针对两种信号分别使用加hanning窗三谱线插值FFT和基于自适应噪声的完全集合经验模态分解(CEEMDAN)的改进HHT计算谐波和间谐波参数。最后,构建稳态、含幅值突变和频率突变信号的验证表明,该方法能自适应判别稳态、含暂态分量信号,对两种信号均能达到较高检测精度,具有较好的实用性。     

基于实测数据跳变及稳态点的负荷模型参数快速辨识方法

传统总体测辨法存在暂态仿真计算量大、辨识所需时间长等问题,无法满足负荷特性记录装置在线实时辨识负荷模型参数的需求,为此,提出一种基于实测数据跳变及稳态点的负荷模型参数辨识方法。选取实测数据电压突变后1点、电压恢复前后2点以及最终稳态点作为计算点;根据感应电动机三阶微分方程,采用稳态计算法和大步长隐式梯形法计算4点的状态变量,进而得到4点的有功和无功功率;根据4点的实测功率,采用遗传粒子群混合优化算法对负荷模型重点参数进行寻优辨识。算例结果表明,所提方法辨识结果准确,所需计算量小,其计算时间不到传统总体测辨法的1/10。     

基于相似度分段及重采样的自适应波形数据压缩

针对快速傅里叶变换(FFT)对稳态和暂态频繁切换的智能家电的电流数据压缩时,存在单周波非整数点造成的谐波失真及时间相位累计误差、分段衔接失真等问题,提出了一种基于相似度分段及重采样的自适应波形数据压缩方法。通过自相关系数自动分段得到稳态和暂态,对稳态数据重采样后用FFT和ZLIB级联压缩,对暂态数据采用ZLIB无损压缩,并提出综合压缩系数评价指标。以微波炉、空调、洗衣机进行测试,实验表明,在保证失真度的情况下,优选综合压缩系数较小的采样率; 5种采样率下的3种重采样方法中重采样到单周波128点综合效果较好,压缩比高于21. 73,均方根误差百分比在1. 04%之内。     

非稳态下电力谐波分析的改进FFT方法

频率偏差以及间谐波等的存在制约了非稳态下电力谐波分析的准确度,而传统FFT算法容易受到频谱泄漏和栅栏效应的影响.分析了余弦函数窗频谱特性,并提出基于余弦偶次幂窗改进FFT的非稳态谐波分析方法.在改进的FFT方法中运用最小二乘拟合法推导信号基波与各次谐波的频率、幅值和相位计算修正公式.仿真结果表明:提出的方法能有效减小基波频率波动以及间谐波的影响、提高谐波参数的计算准确度,适合于非稳态条件下的谐波分析.嵌入式系统应用验证了算法的正确性.     

利用Complete-FFT算法计算系统频率响应方法研究

针对阶跃信号能够充分激励系统的特点,研究了使用系统阶跃响应数据获取系统频率响应的方法。首先,推导了利用FFT变换计算系统频率响应的方法,指出了FFT方法误差大,不满足工程实践要求。进而提出利用Complete-FFT计算系统频率响应的方法,即用Nicolson斜坡法计算奇次谐波频率点幅频及相频响应,再用Gans-Hahman变换法计算直流分量及偶次谐波频率点幅频及相频响应,之后将二者结果结合。通过仿真对该方法进行误差分析,结果表明Complete-FFT有效克服了FFT变换法的不足,并且将频率分辨率提高了1倍,在已知系统阶跃响应数据的基础上能够准确计算出系统频率响应。     

支持向量机优化的线性插值法在变压器油温预处理中的应用

变压器油温的预处理方法直接影响到油温的预测精度，进而影响变压器内部热状态的评估。基于支持向量机(support vector machine，SVM)和线性插值原理提出一种SVM优化的线性插值法，提高变压器油温预处理的准确性。首先利用SVM对变压器油温数据进行总体判别，确定数据异常点的大致范围；然后建立基于加权优化的线性插值法计算模型并设定判别变压器油温数据异常点的阈值；之后，给出变压器油温数据异常点位置及数量精确判别式； 最后基于相关性加权原理和钟形函数，对变压器油温数据进行了平滑处理。算例结果验证了该方法的有效性与可行性。     

基于小波包时-频能量群的非稳态谐波分析

针对电力系统中非稳态谐波的频谱具有一定带宽的特点,提出了一种小波包时-频能量群的谐波分析新方法.该方法对信号进行恰当的小波包分解,使非稳态谐波的频谱落到某个频率子带上,将子带内的频谱作为一个谐波能量群.在谐波能量群的基础上,提出了适合测量非稳态谐波的参数.仿真结果表明,较之FFT谐波分析方法,小波包时-频能量群的谐波分析方法更适合分析谐波电压剧降、指数衰减和正弦调制等这类复杂的非稳态谐波,并且比FFT波分析方法具有更高的准确度.     

继电保护傅氏算法中滤除直流分量的一种简便算法

快速傅里叶变换（FFT）是电力系统进行谐波分析的主要算法，但当输入信号中含有衰减直流分量时，FFT算法会产生较大的误差。文中提出一种改进算法，能够在事先未知衰减常数的情况下，对衰减直流分量进行补偿，从而消除直流分量对基波及各次谐波幅值和相位的影响。该算法只需要在整周期采样的基础上增加一个采样点，理论上可以精确补偿衰减直流分量的影响，精度高、计算简单，适用于电力系统谐波分析中的精确算法。     

超高压变电站噪声特性分析与预测模型研究

为准确计算高电压等级变电站噪声分布情况及对周围环境的影响,在分析变电站噪声特点的基础上对变电站主噪声源设备变压器和电抗器的声学模型进行了研究。分析表明,冷却风扇的运行和结构的不对称使得变压器和电抗器不同位置辐射噪声分布相差较大。为此,文中基于声强法提出了一种分部等效建模计算方法,将变压器和电抗器每个面进行分块并分别建立声源模型,通过研究面声源与点声源等效算法建立了变压器和电抗器多点声源模型并结合点噪声衰减理论及环境特点建立了变电站噪声衰减预测模型。仿真结果与实测数据对比显示该模型和算法能准确预测变电站内任意点处噪声大小,相比面声源模型有更高的精度。     

局部放电信号处理相关方法的研究

分析了FFT阈值滤波和基于能量比预处理的FFT阈值滤波法,分别采用这两种方法对实际监测信号进行处理,并对比分析了两种信号处理结果。结果表明,FFT阈值滤波法采用不同的滤波系数时,信号处理结果会呈现很大的差异;基于能量比预处理法能找到能量突变的点,信号处理更具针对性,但采用能量比预处理阈值滤波过程中应当注意选取合适的窗口长度,且在信号处理的时候应当尽可能地减少局部放电信号能量的损失。     

基于频域复插值的谐波和间谐波测量方法*

针对谐波和间谐波测量的栅栏效应问题,提出一种频域和窗函数的离散时间傅里叶变换(Discrete Time Fou-rier Transform,DTFT)做复插值的方法,该计算在时域相当于信号乘以窗函数的平方,克服栅栏效应的同时也提高了加窗FFT方法的测量精度.该方法在被测信号加窗FFT后,搜寻幅频峰值谱线和相邻较大谱线,并结合梯度上升法找到频域插值的极值对应频率,根据该频率点的插值即可计算出幅值和相位.仿真表明该方法比相同窗函数的加窗FFT插值方法有更高的测量精度,并成功应用于实际故障录波数据的分析.     

基于全相FFT的电力变压器噪声衰减模型

分析变压器噪声信号的频域特性和衰减模型,有利于变电站有源噪声控制技术的研究。对某变压器噪声信号进行全相FFT频谱分析,得到其频域特性曲线。由频谱图可以看出,该变压器噪声以100 Hz为基频,并在基频处噪声声压级达到峰值。首先利用全相FFT谱分析法处理各参考点噪声信号,得到倍频带声压级。再结合变电站各参数,建立声衰减模型,即可计算预测点声衰减量并合成其A声级,进而绘制出变电站噪声A声级及100 Hz声压级分布图。结合全相FFT的噪声衰减模型可以准确地计算出变电站的噪声分布,直观地评价变压器噪声对周边环境的影响。     

锅炉炉膛结渣状态两种判别方法的研究

介绍了在线监测系统中用于判断锅炉炉膛结渣的两种简便判别方法.采用不同煤种分别用这两种判别方法进行了计算,并与实际测量的数据进行了比较.计算结果符合较好.     

结合二代小波与快速傅里叶变换的L电能质量数据压缩算法

针对大量电能质量数据的传输和储存问题,提出一种结合快速傅里叶变换(FFT)和二代小波(SGWT)的电能质量数据压缩算法,包括FFT、SGWT有损压缩和LZW(字符串表编码)无损压缩的流程图。分别对暂态和稳态扰动信号进行仿真比较,结果表明所提出的算法与FFT以及SGWT相比,可有效降低存储空间,可得到更高的压缩率且在压缩比、均方误差与运行时间等性能指标上取得较好平衡。     

基于Nuttall窗-五点变换的改进FFT介质损耗角测量算法

采用快速傅里叶变换(FFT)进行介质损耗角测量时,由于频谱泄漏效应会使得测量结果出现误差。在分析FFT算法频谱泄漏效应原因基础上,提出基于Nuttall窗-五点变换的高精度FFT算法,并将其应用于容性设备介质损耗角的测量之中。Nuttall窗具有较好的旁瓣衰减特性,对FFT输出序列进行加权变换则能够加快旁瓣频谱的衰减速度,因此本文算法先对被测信号加Nuttall窗,然后对FFT输出序列进行加权变换,可有效提高介质损耗角FFT算法测量的精度,从而达到减小频谱泄漏效应的目的。同时,还研究了基波频率、谐波含量、采样点数、随机噪声以及直流分量等参数对测试结果的影响。仿真和试验表明,所提方法具有较好的精度和可靠度。     

一种快速滤除衰减直流分量的新型递推傅氏算法

本文在递推傅氏算法基础上，提出了一种能够完全滤除衰减直流分量的新算法。新算法对递推初始的数据窗位置没有特定要求，可以任意采样点为初始位置，取N 2个采样点求出衰减直流分量的时间常数和初始值，即可通过直接计算方法得到任意采样点处衰减直流分量引入的误差，或通过递推方法迅速得到其它各采样点处的衰减直流分量误差。新算法具有计算简单，响应速度快、计算精度高、抗干扰性能好的优点。     

一种频域相位差分测频算法

提出一种新的基于频域的相位差分法,能通过多次等比延时的FFT变换,得到多个时间点相位信息,再利用前后各时间点的相位关系来消除相位模糊的问题;定量分析了FFT计算点数和变换次数以及环境的信噪比3种因素,对测频性能的影响,并得出测量误差的理论表达式.通过大量仿真结果表明,该方法的测量精度受FFT的计算点数和环境信噪比影响较小,而受FFT变换次数影响较大;因此该算法不仅稳定性好、测量精度高、对环境的依赖很低,而且计算量较小、便于硬件实现.     

基于全相位FFT改进相位差法的自动准同期并列参数测量

发电机准同期并列的关键在于对并列双方电压参数的快速准确测量。但由于并列双方电压频率不同,很难同时对双方电压做到同步采样,传统的基于快速傅里叶变换(Fast Flourier Transform,FFT)的准同期并列参数测量结果因频谱泄露产生较大误差。为抑制泄露,提高参数测量精度,引入了全相位频谱分析技术,并分析了全相位FFT与常规卷积窗FFT的区别与联系。在此基础上提出了基于全相位FFT的发电机准同期参数测量方法,并对全相位FFT相位差法进行了改进,提出了简洁的基波频率及幅值计算方法,使其更好地满足准同期并列的需要。通过仿真计算验证了所提方法性能优良,能有效克服频率波动、谐波、噪声及电压非稳态变化等不同情况的影响,实现并列双方电压参数的快速准确测量。     

一种FFT谱细化方法

FFT法是一种目前常用的谐波分析方法,但由于采样信号的截断效应,信号的频谱存在谱泄漏和栅栏效应,使得频谱谱峰减小,精度降低。针对这一现象,提出了一种频谱细化的方法,不增加采样数据长度,在FFT谐波分析方法的基础上进行简单调制,可得到高分辨率的细化频谱;经过理论阐述,数据仿真与处理,并与直接FFT法、相位差法及插值法对比,该方法处理结果明显要比直接FFT法和相位差法好,接近或超过插值法;结果证明了该方法提高了频谱分辨率,减少了谱泄漏影响,是一种行之有效的方法。