基于插值FFT算法重构的Hilbert变换测量无功功率的新方法

在异步采样情况下,利用Hilbert变换测量无功功率会产生较大的误差.提出了一种基于插值FFT算法重构的Hilbert变换测量无功功率的新方法.该方法用离散傅立叶变换(DFT)和离散傅里叶逆变换(IDFT)实现Hilbert变换,将各次谐波电压分别准确移相90°.并利用加汉宁窗(Hanning)插值快速傅里叶变换(FFT)算法分别对周期信号电压和周期信号电流的基波及谐波的幅值、相位、频率进行计算,形成经过加汉宁窗(Hanning)插值快速傅里叶变换(FFT)算法修正后的频谱,以克服信号频谱泄漏的影响,消除用异步采样值测量电功率时产生的误差.仿真计算结果表明,基于插值FFT算法重构的Hilbert变换测量无功功率的新方法具有很高的精度.     

用傅里叶变换测量介质损耗因数tan δ的软件同步算法

计算分析了当电网频率漂移时,通过传统的离散采样用快速傅里叶变换(FFT)计算电力设备的介质损耗因数tanδ时,由于硬件设计的采样周期不能随电网频率漂移而相应地改变,从而给tanδ测量结果带来严重的计算误差。提出了一种利用采样序列数据修正方法,这种方法通过检测信号的周期确定周期修正量,根据大于或小于0决定是增加或者减少采样周期来解决传统傅里叶计算方法的计算误差问题,文中阐述了算法的实现过程,并介绍了一种适用于实验室和现场的通过阻容变化改变相位角的简单而准确的模拟电路。计算机模拟和实测结果表明,文中提出的算法可很好地解决传统傅里叶方法测量tanδ的精度与稳定性不高的问题,在12位A/D精度、电网频率波动±0.2Hz条件下,数据经过修正计算后tanδ测量误差小于5×10-4,对提高tanδ测量精确度及稳定性有重要作用,可在目前广泛使用的微控制单元(MCU)中很好地实现。     

基于插值FFT算法重构的Hilbert变换测量无功功率的新方法

在异步采样情况下,利用Hilbert变换测量无功功率会产生较大的误差。提出了一种基于插值FFT算法重构的Hilbert变换测量无功功率的新方法。该方法用离散傅立叶变换(DFT)和离散傅里叶逆变换(IDFT)实现Hilbert变换,将各次谐波电压分别准确移相90°。并利用加汉宁窗(Hanning)插值快速傅里叶变换(FFT)算法分别对周期信号电压和周期信号电流的基波及谐波的幅值、相位、频率进行计算,形成经过加汉宁窗(Hanning)插值快速傅里叶变换(FFT)算法修正后的频谱,以克服信号频谱泄漏的影响,消除     

小波变换用于介损数字化测量的仿真研究

在线测量介质损失角正切 (tanδ)时 ,信号易受干扰 ,畸变严重时 ,即使采用傅里叶变换 (FT)也会出现较大的误差。本文根据小波分析的基本理论 ,结合损失角测量中的波形特征 ,提出了利用小波变换来提取基波信号计算tanδ的检测方法。并对不同特点的小波及FT进行了仿真研究与比较 ,结果验证了该方法的有效性。最后 ,分析了产生误差的原因 ,并对减小误差提出了改进意见     

小波消噪在容性设备tanδ在线测量中的应用

为提高在线检测tanδ的精度,提出了改进测量系统软件来分解消噪采集数据的方法。分析了tanδ的概念与干扰的成因后,阐述了用小波变换和正弦波参数法去除电磁干扰的数学原理并设计了数据处理的算法流程。仿真算例通过计算、比较小波引入前后测量值δ的误差证明小波技术改善原有消噪算法后可减小误差、提高精确度。     

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Hermite插值同步化算法的电网谐波与无功测量方法

针对快速傅里叶变换(FFT)分析电力系统谐波及Hilbert变换测量无功功率时的采样非同步问题,推导出了基于两点Hermite插值的同步化公式。该方法对由固定采样频率采得的序列进行重新定位,利用Hermite同步化公式获得当前实际信号的同步采样序列,从算法上实现对信号的同步跟踪,然后用普通FFT变换分析各次谐波参数以及用Hilbert变换测量无功功率。仿真结果表明,用该方法进行电网谐波分析和无功测量,同步化公式简单,运算量小,测量精度高,对于工频波动较大的情况仍具有很好的分析测量结果。     

基于Hermite插值同步化算法的电网谐波与无功测量方法

针对快速傅里叶变换(FFT)分析电力系统谐波及Hilbert变换测量无功功率时的采样非同步问题,推导出了基于两点Hermite插值的同步化公式.该方法对由固定采样频率采得的序列进行重新定位,利用Hermite同步化公式获得当前实际信号的同步采样序列,从算法上实现对信号的同步跟踪,然后用普通FFT变换分析各次谐波参数以及用Hilbert变换测量无功功率.仿真结果表明,用该方法进行电网谐波分析和无功测量,同步化公式简单,运算量小,测量精度高,对于工频波动较大的情况仍具有很好的分析测量结果.     

用傅里叶变换测量介质损耗因数tan δ的软件同步算法

计算分析了当电网频率漂移时,通过传统的离散采样用快速傅里叶变换（FFT）计算电力设备的介质损耗因数tan δ时,由于硬件设计的采样周期不能随电网频率漂移而相应地改变,从而给tan δ测量结果带来严重的计算误差。提出了一种利用采样序列数据修正方法,这种方法通过检测信号的周期确定周期修正量,根据大于或小于0决定是增加或者减少采样周期来解决传统傅里叶计算方法的计算误差问题,文中阐述了算法的实现过程,并介绍了一种适用于实验室和现场的通过阻容变化改变相位角的简单而准确的模拟电路。计算机模拟和实测结果表明,文中提出的算法可很好地解决传统傅里叶方法测量tan δ的精度与稳定性不高的问题,在12位A/D精度、电网频率波动±0.2 Hz条件下,数据经过修正计算后tan δ测量误差小于5×10^-4,对提高tan δ测量精确度及稳定性有重要作用,可在目前广泛使用的微控制单元（MCU）中很好地实现。     

电流比较仪式电桥的自动平衡算法

本文介绍了测量高压电气设备电容值和介质损耗角正切tanδ的电流比较仪式电桥。对传统的电阻调节式电流电桥进行改进,加入了增益可调单元,在仿真分析的基础上研究出电桥自动平衡的原理和算法,实现对电容、tanδ高精度全自动的测量。     

基于希尔波特-黄变换的介损数字测量算法

准确提取基波电压和电流信号是检测介质损耗因素的关键。提出了一种新的介质损耗因数检测算法,采用希尔波特-黄变换(HHT)对试品电压和电流信号进行检测,通过经验模态分解法(EMD)提取信号的固有模态函数(IMF),再进行Hilbert变换,得到各自的瞬时频率,由瞬时频率进行介质损耗因数的准确检测。该算法无需同步采样,可以实时提取测量电压、电流信号的基波成分。仿真结果表明,HHT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,能有效提高介质损耗因数检测的准确度。     

在线监测tanδ的高精度相对分析法研究

谐波分析法应用于介损测量,在电网频率波动,被测信号含有间谐波的实际条件下,很难做到理想同步采样,由此造成的频谱泄漏将严重影响介损的测量精度。在频域分析了非同步采样条件下,谐波分析法介损测量产生误差的原因,并从介损定义出发得出基于相对测量的加窗谐波分析法能有效提高介损测量精度,仿真结果也证明了所提算法的有效性和可行性。     

氰酸酯改性环氧树脂的研究

采用红外光谱对氰酸酯树脂(CE)改性环氧树脂的共固化反应进行分析,测试了环氧树脂固化物的介电常数(ε)、介质损耗因数(tanδ)和吸湿率,通过TG分析了固化物的热稳定性。结果表明:随着CE含量的增加,环氧树脂固化物的ε、tanδ下降;随着测量频率的增加,固化物的ε下降,tanδ上升。改性环氧树脂的吸水率降低,热稳定性变化较小,介电性能明显提高。     

高精度FFT算法在介损监测中的理论与仿真研究

在电力设备介质损耗在线监测中,由于对连续工频周期信号的截断和非同步采样,会给基于传统FFT的谐波分析法带来显著的误差。笔者在前人的基础之上,对高精度FFT算法进行了详细的推导,并给出了加Blackman-Harris窗插值算法的实用公式。针对实际电网频率波动引起的非同步采样,通过MATLAB软件对普通FFT算法、加Blackman窗和加Blackman-Harris窗的插值算法进行仿真。仿真结果分析表明采用加Blackman-Harris窗插值的高精度FFT算法可以有效地降低测量误差和提高监测精度,满足现场电力设备介损监测的要求。     

大型汽轮发电机主绝缘的频域介电响应研究

为研究将频域介电谱法(frequency domain dielectric spectroscopy,FDS)用于发电机绝缘状态无损诊断的可行性,对发电机线棒试品进行多因子加速老化,采用FDS法测量了不同老化程度下发电机定子线棒的介质损耗因数tanδ和相对介电常数ε,建立与常规试验参量介质损耗角正切tanδ和电容C之间的量化关系。结果表明,线棒试品的老化程度对频域谱曲线影响显著,随着老化的进行,tanδ和ε的值增大,低频下增大趋势更加明显,tanδ频谱曲线的损耗峰向高频方向移动;不同老化程度的线棒试品在特征频率处的tanδ与电容C、特征频率处的ε和工频下tanδ满足指数函数关系,研究成果表明FDS技术可用于发电机老化状态的无损诊断。     

基于平稳小波包分解和希尔伯特变换的故障特征自适应提取

提出一种自适应地提取信号特征分量的故障检测方法.采用逐层推进的平稳小波包分解算法,运用希尔伯特变换,在对信号进行小波包分解的同时,对分解结果进行瞬时频率和瞬时幅值分析,根据设定的分量提取和信号分解规则,实现信号分解路径的自主搜索,自适应地构建信号的小波包分解树,对信号进行多分辨率的频谱分析,达到信号消噪和特征分量提取的目的.仿真研究表明该方法的分量提取规则简单、目标明确,信号分析结果简洁,具有运算时间少、数据存储量小的特点和良好的抗噪性能,所提取的故障特征分量的时-频-幅值信息清晰、易于检测.     

采用支持向量机和遗传算法的电容型设备介质损耗因数修正方法

电容型设备介质损耗因数(tand)的在线监测会受到环境因素(温度、湿度、污秽等)的影响,对其进行合理修正非常必要。根据人工气候室内变压器套管tand的在线测量试验结果,分析了环境因素对电容型设备tand的影响情况,提出了基于最小二乘支持向量机的主要环境因素对tand影响的修正模型,并采用遗传算法优化了支持向量机的参数。该模型可用于将非标准大气条件下电容型设备的tand测量值修正为标准大气条件下的值,排除环境因素影响,增加在线监测结果的可比性,实际的修正结果验证了该方法的有效性。     

基于插值同步预处理的Hilbert无功功率测量

针对电网信号频率波动情况下,非同步采样造成频谱泄漏,引起无功功率计算误差的问题,提出一种基于数据预处理的Hilbert无功功率计算方法。即首先使用改进Rife算法实时估计电网中的频率,然后利用插值运算进行数据同步化,最后使用Hilbert变换得到准确的无功功率。在对信号频率测量基础上,对于插值算法,经仿真对比研究,Hermite插值算法达到了比较理想的数据同步化效果。继而对基于Hilbert的无功功率测量方法进行分析,并构建了电弧炉负载仿真模型,作为无功源。仿真结果表明,在电网信号频率波动以及含谐波的情况下,相对于常规的无功功率计算方法,基于插值同步预处理的Hilbert法明显提高了无功功率计算的精度。     

基于逆变器直流侧电流和融合算法的感应电机转子故障诊断方法

分析了逆变器驱动的感应电机发生转子故障时的逆变器直流侧电流的频谱成分,发现与转子故障对应的故障特征频率分量分布在逆变器直流侧电流频谱的低频和高频的多个频段.基于此,提出了一种融合算法,利用解析信号的模平方函数将分布在高频段的故障特征频率分量转化到低频段,然后和低频段的信号进行融合相关处理,融合谱中的噪声和与故障不相关的...     

电容型设备tanδ在线监测的核查模型

在分析电容型设备 tanδ离线和在线监测模拟试验结果的基础上建立了 tanδ测量的核查模型 ,可用来判断在线监测系统测量结果的真实性