[发明专利]一种低复杂度高精度的快速介质损耗角测量方法

权利要求书

1.一种低复杂度高精度的快速介质损耗角测量方法，其特征在于该方法先在时域中对采样的电流和电压信号进行傅里叶变换FFT；然后通过对电流和电压信号的谱序列分别进行简单的加权变换得到新的谱序列；再利用新的电流和电压谱序列分别得到相应的电流和电压信号的基波相位角的估计值；最后利用估计得到的基波相位角来计算出介质损耗角δ；具体包括以下步骤：

步骤一、利用电流互感器从电气设备中获取电流信号利用电压互感器从电气设备中获取电压信号其中，m为谐波次数，M为总的谐波次数，i_m和u_m分别表示为第m次电流和电压信号谐波的幅度，φ_im和φ_um分别表示第m次电流和电压信号谐波的相位，f₀基波频率；

步骤二、对电流信号i(t)离散化后进行FFT处理得到相应的输出谱序列{I(n)}，其中，0≤n≤N-1，N是采样点数，n表示{I(n)}中第n个元素的序号；对电压信号u(t)离散化后进行FFT处理得到相应的输出谱序列{U(n)}；

步骤三、对{I(n)}作序列变换得到新的谱序列{I_o(n)}，同时对{U(n)}作序列变换得到新的谱序列{U_o(n)}；

步骤四、在{I_o(n)}中搜寻基波频率附近最大两根谱线I_o(k_i)和I_o(k_i+1)，求出比值其中，k_i和k_i+1为{I_o(n)}中基波频率附近两根最大谱线对应的位置；同时在{U_o(n)}中搜寻基波频率附近最大两根谱线U_o(k_u)和U_o(k_u+1)，求出比值其中，k_u和k_u+1为{U_o(n)}中基波频率附近两根最大谱线对应的位置；

步骤五、根据式求出电流信号中基波频率的偏移量Δk_i；同时根据式求出电压信号中基波频率的偏移量Δk_u；

步骤六、在电流谱序列中利用I_o(k_i)的相位和偏移量计算得到电流信号的基波相位φ_i1＝arg(I_o(k_i))-Δk_iπ，同时在电压谱序列中利用U_o(k_u)的相位和偏移量计算得到电压信号的基波相位φ_u1＝arg(U_o(k_u))-Δk_uπ，这里arg(I_o(k_i))和arg(U_o(k_u))分别表示I_o(k_i)和U_o(k_u)的相位；

步骤七、通过φ_i1和φ_u1可以计算介质损耗角δ，其计算公式为

2.根据权利要求1所述的一种低复杂度高精度的快速介质损耗角测量方法，其特征在于，步骤三所述的电流信号谱序列变换公式为：其中，{I(n-i)}和{I(n+i)}分别为{I(n)}右移i位和左移i位后得到的谱序列，b₀＝1/14400，b₁＝-1/17280，b₂＝1/30240，b₃＝-1/80640，b₄＝1/362880，b₅＝-1/3628800。