[发明专利]一种容性绝缘设备介质损耗角的计算方法

说明书

技术领域

本发明属于监测技术领域，尤其涉及一种容性绝缘设备介质损耗角的计算方法。

背景技术

按绝缘结构进行分类，电容型绝缘结构的设备在高压电力设备中占了绝大多数。介质损耗角δ（简称介损角）是衡量电气设备绝缘性能的一个重要参数，它能准确反映绝缘的整体性能。对介损角进行精确监测能为电气设备故障诊断提供可靠依据并为电力系统安全稳定运行提供重要保障。

正常情况下，介损角为一个很小的值，约为0.001～0.02rad，实际测量中由于真值过小，常容易被误差所湮没。目前常见介损监测方法主要有硬件法和软件法。硬件法主要包括西林电桥法和数字化过零法，基于硬件法测量介损角计算速度快，但存在抗干扰能力差、测量精度低、累计误差大等缺点。基于软件法对待测信号进行分析与处理已成为目前介损监测的主要方法，概括来说主要包括相关函数法、正弦拟合法、神经元自适应测量法、小波理论及其改进分析法、Hilbert-Huang变换法等方法，这些方法均存在着计算量大，硬件要求复杂等缺点，且对抗噪声干扰能力较差。

谐波分析法（FFT及其改进算法）是目前介损角测量方面应用较广方法，其算法易于实现、受直流分量和谐波的干扰小，然而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或整周期截断，使FFT存在频谱泄露以及栅栏效应，其分析结果尤其是相位结果误差很大，难以直接将傅里叶分析用于介损角的测量。基于现有普通窗函数进行加窗截段对信号进行分析，其抑制频谱泄露的能力是有限的，较小的频谱泄露干扰既能对介损角测量结果产生较大影响。加窗后，由于栅栏效应，基波准确谱线往往在两离散谱线中间，常用的频谱校正算法均计算结果均有一定偏差。这些原因都限制了传统基于FFT理论的介损角计算方法计算结果精度的提高。

发明内容

针对背景技术中提到的现有的介损角测量方法抗干扰能力差、测量精度低和累计误差大的问题，本发明提出了一种容性绝缘设备介质损耗角的计算方法。

一种容性绝缘设备介质损耗角的计算方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

步骤1：构建Blackman自卷积窗；

步骤2：采集待测设备的电流和电压信号，并对电流和电压信号的进行离散采样，得到电流和电压信号的离散数字信号序列；

步骤3：采用步骤1中构建的Blackman自卷积窗对离散信号序列进行加窗截断，并进行快速傅里叶变换FFT，从而得到加窗截断后离散信号的离散频谱函数；

步骤4：在步骤3的基础上，对加窗截断后离散信号的离散频谱函数进行分析，得到主瓣宽度与旁瓣特性；

步骤5：通过分析加窗截断信号经FFT后离散频谱，比较并找出基波频点准确位置附近里所有离散谱线幅值最大的四根谱线，采用四谱线插值修正理论求解出电压、电流基波信号相位角进而求出介损角。

所述构建Blackman自卷积窗的过程为：

步骤101：根据长度为M的离散Blackman窗，定义P阶Blackman自卷积窗；

其中，wB(n)=0.42-0.5cos(2πMn)+0.08cos(4πMn);n=0,1,...,M-1;]]>