基于非对称窗相位差法的容性设备介损角测量方法

刘胜军　段志国　冯正军　沈辰　乔红军

摘 要：介损角是衡量高压容性设备的重要参数，针对现有的测量方法，基于傅里叶变换加窗截断产生频谱泄漏严重影响相位的不足，文章提出来一种基于非对称窗相位差法的介损角测量方法。通过仿真实验验证该方法能够有效地计算介损角，且计算精度高，适合现场使用。

关键词：介损角；非对称窗；相位差；测量

1 概述

传统的基于傅里叶变换的相位测量方法，由于加窗截断产生的频谱泄漏严重影响相位测量精度[1-3]。多相位快速傅里叶变换（MPFF

T）等算法能够减少这类误差，与传统的傅里葉变换相比，一定程度上抑制了频谱泄漏。但上述算法的测相精度均受到信号频偏的影响，产生相位测量误差，且不同频偏下所产生的相位测量误差也不同，导致相位差测量结果不准确[4]。基于以上原因，文章提出了一种基于非对称窗相位差法的介损角测量方法，给出了非对称窗函数的构成，并通过仿真实验，在基波频率波动对介损角的影响和白噪声对介损角测量的影响三方面情况下，通过运用文章所提方法、加Blackman窗法[5]和加Hanning窗法[6]对比分析了介损角的计算结果，实验结果表明文章方法计算精度高，适合现场使用。

2 非对称窗相位差理论

2.1 非对称窗函数

3 仿真实验与结果分析

3.1 仿真模型

模拟容性设备经常采用电容串联电阻和电容并联电阻两种模型，其对应的介损角计算公式分别为：

3.2噪声对介质损失角计算结果的影响

介损角的测量现场不免会受到噪声的干扰，包括大量的电磁干扰等。本节讨论不同信噪比下的介损角计算结果，结果如表1所示。

4 结束语

文章针对现有计算介损角的不足，提出了基于非对称窗相位差法的介损角测量方法。通过仿真实验，从基波频率波动和白噪声对介损角测量的影响两方面，采用文章所提方法、加Blackman窗法和加Hanning窗法分析介损角的计算结果。实验结果表明文章所提的基于非对称窗相位差法的介损角测量方法计算精度高及其有效性。

参考文献

[1]王楠，律方成，刘云鹏，等.自适应广义形态滤波方法在介损在线监测数据处理中的应用研究[J].中国电机工程学报，2004，24（2）：

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[2]徐志钮.噪声对介损角正切计算结果的影响[J].电力自动化设备，2013，33（11）：69-74.

[3]张敏，唐锋，王向朝，等.二位快速傅立叶变换干涉图相位提取误差分析[J].中国激光，2013，40（3）.

[4]郭靖.一种改进的APFFT算法及其在多频EIT系统中的应用[D].长沙：国防科学技术大学，2010.

[5]王永强，谢军，律方成.基于 Blackman 自卷积窗及三谱线插值修正的介质损失角计算方法[J].电力自动化设备，2015，35（6）：143-

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[6]邓谊柏，徐勇，李海波，等.基于 Hanning 窗插值 FFT 的介损测量装置设计[J].科技导报，2010，28（5）：96-100.