[发明专利]一种电力电容器介质损耗角的高精度辨识方法

说明书

本发明公开一种电力电容器介质损耗角的高精度辨识方法，包括以下步骤：利用三角自卷积窗窗函数截取电网原始信号，得到截断序列；对原始信号进行采样，得到输出序列；采用三角自卷积窗函数对输出序列进行全相位预处理，选择二阶三角自卷积窗对两个加窗位置点截断处理，得到双窗截断后的数据子段；对数据子段分别进行DFT变换，得到双三角自卷积窗apDFT频谱分析结果；利用改进的时移相位差法对相位参数的频谱分析结果进一步校正，估算得到初始信号的初始相位；将得到的电压电流相位差代入电力电容器介质损耗角测量公式中进行计算，得到介质损耗角的精确辨识结果。本发明可以很好抑制频谱泄漏，提高辨识精度。

技术领域

本发明涉及电力设备的诊断技术领域，更具体地，涉及一种电力电容器介质损耗角的高精度辨识方法。

背景技术

随着电网的不断发展，大量电力电容器设备被广泛应用，电容器件会因长时承受工作电压和电流作用而逐步老化，直接影响电网的安全和经济运行。电力电容器的介质损耗角正切是表征其质量的重要参数，当前主要采用“定期检修”与“在线监测”方法对电力电容器进行维护。定期检修因周期长、试验施加条件与真实运行状况不符合等因素，很难还原模拟出电容器件的高压运行状态。在线监测电力电容器介质损耗角的方式则可以及时发现电容器的早期故障，为电容器件故障诊断提供可靠数据支持，具有更好的检测效果。电力电容器介质损耗角在线检测辨识主要有硬件法和软件法，

如中国专利CN103592518A公开了一种电容式电压互感器的电容器介质损耗及电容量测量方法，包括将高压引线和介质损耗测试仪的接地端接地，短接电容式电压互感器的各二次绕组的步骤；连接高压测试线的步骤；将分压电容器 C2的低压端接地，测量介质损耗值tanδ总和电容量C总的步骤；将分压电容器 C2的低压端断开接地后连接到介质损耗测试仪的低压测试线，测量介质损耗值 tanδ2和电容量C2的步骤；计算得到介质损耗值tanδ1和电容量C1的步骤。但是这样的方案受硬件本身及外部条件干扰的影响较大，辨识精度难以保证。

而采用软件法则可以更加准确地提取电压和电流的相位信息，从而估计出电力电容器介质损耗角，但是电力电容器介质损耗角是一个微小的值，通常为0.001 rad到0.02rad。因而当采样频率存在偏差或电网频率变动时，DFT(离散傅里叶变换)固有的栅栏效应和频谱泄露效应会大幅降低电力电容器介质损耗角辨识精度，因此如何优化DFT算法，实现电力电容器介质损耗角高精度识别，仍是目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明为克服上述现有技术的缺陷，提供一种电力电容器介质损耗角的高精度辨识方法，其精度更高，对电力电容器的绝缘性能评估于故障诊断具有重要的指导意义。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种电力电容器介质损耗角的高精度辨识方法，包括以下步骤：

S1：利用三角自卷积窗窗函数截取电网原始信号，得到截断序列；

S2：对原始信号进行采样，得到输出序列；

S3：采用三角自卷积窗函数对输出序列进行全相位预处理，选择二阶三角自卷积窗对两个加窗位置点截断处理，得到双窗截断后的数据子段；

S4：对数据子段分别进行DFT变换，得到双三角自卷积窗apDFT(全相位离散傅里叶变换)频谱分析结果；

S5：利用改进的时移相位差法对相位参数的频谱分析结果进一步校正，估算得到初始信号的初始相位；

S6：将得到的电压电流相位差代入电力电容器介质损耗角测量公式中进行计算，得到介质损耗角的精确辨识结果。

本方案通过采用三角自卷积窗函数对数据进行截断，其兼顾主瓣与旁瓣性能，可以更好地抑制频谱泄露；另外通过二阶TSCW(三角自卷积窗)对两个加窗位置点截断处理可以提高辨识的精度。