【正文】 損在線監(jiān)測。 在完成設(shè)計后，可以對實(shí)物進(jìn)行仿真分析，或者用 simulink 等相關(guān)軟件進(jìn)行模擬分析，驗(yàn)證檢測得到的 tanδ與理論值是否接近，來驗(yàn)證本設(shè)計所提出的方法是不是能滿足工程要求，實(shí)現(xiàn)電容器絕緣介質(zhì)的在線檢測。 分別利用傳統(tǒng)全波傅立葉算法和改進(jìn)型全波傅立葉算法計算介損值，并與理論介損值相比較，進(jìn)行誤差分析，對比兩種算法的性能。然后，選取多組不同的電阻電容值（理論介損值范圍 ~ 之內(nèi)），將多種模型參數(shù)的介損值進(jìn)行比較，進(jìn)一步分析了兩種算法的區(qū)別和優(yōu)越性，從而驗(yàn)證本文研制的基于改進(jìn)型全波傅立葉算法的絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的有效性。 四 工作進(jìn)度安排 第一階段： 3 月 13 日 ~3 月 31 日，完成 tanδ 在線監(jiān)測方法及信號處理技術(shù)的研究。 內(nèi)容包含傳統(tǒng)諧波分析法的基本原理，解析濾波，數(shù)字濾波器的設(shè)計以及相關(guān) matlab 仿真，同時還有基于 Hanning 窗插值的全波傅立葉算法的技術(shù)研究。并對兩種方法進(jìn)行仿真比較。 第二階段： 4 月 1 日 ~4 月 21 日，完成檢測系統(tǒng)的總體硬件設(shè)計。 VI 包含絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，以及電流電壓傳感器的選擇，以及傳感器誤差分析和相關(guān)補(bǔ)償電路的設(shè)計，另外還有相關(guān)電源電路以及相關(guān)通信電路的簡單設(shè)計。 第三階段： 4 月 22 日 ~5 月 12 日，完成檢測系統(tǒng)的總體軟件設(shè)計。 對程序的總體有個大致的設(shè)計框架，分別對控制主程序、 A/D 采樣子程序、信號預(yù)處理子程序、數(shù)據(jù)分析計算子程序以及進(jìn)行圖形界面幾大模塊分別采取模塊設(shè)計。分開編譯程序代碼，最后進(jìn)行總體編寫，校驗(yàn)，讓整個系統(tǒng)滿足相關(guān)功能。 第四階段： 5 月 13 日 ~5 月 20 日，完成結(jié)果驗(yàn)證。 在完成總體設(shè)計后，需要分別利用傳統(tǒng)全波傅立葉算法和改進(jìn)型全波傅立葉算法計算介損值，并與理論介損值相比較，進(jìn)行誤差分析，對比兩種算法的性能。然后，選取多組不同的電阻電容值。將多種模型參數(shù)的介損值進(jìn)行比較，進(jìn)一步分析了兩種算法的區(qū)別和優(yōu)越性，從而驗(yàn)證本文研制的基于改進(jìn)型全波傅立葉算法的絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的有效 性。 第五階段： 5 月 21 日 ~deadline，完成畢業(yè)設(shè)計的一切后續(xù)任務(wù)，結(jié)題。 完成畢業(yè)設(shè)計報告以及畢業(yè)設(shè)計答辯，分析本設(shè)計相關(guān)不足之處，提出后續(xù)改進(jìn)意見。 結(jié)題 參考文獻(xiàn) [1] 金志儉 ,肖登明 ,王德耀 .絕緣介質(zhì)損耗角的數(shù)字化測量方法 [J].高電壓技術(shù) , 1999,25(1):4952. 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VIII 摘要 隨著電力系統(tǒng)向超高壓、大容量的方向發(fā)展，由電氣設(shè)備故障引發(fā)的電力系統(tǒng)事故所造成的危害也越發(fā)嚴(yán)重，因此開展對電容型設(shè)備這種重要的輸變電設(shè)備的絕緣在線監(jiān)測與故障診斷任務(wù)對于全面實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義；而介質(zhì)損耗因數(shù)角 tanδ 是反映電力電容型設(shè)備絕緣狀況的重要參數(shù)，可以通過對 tanδ 的測量來及時發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備中的劣化變質(zhì)、絕緣受潮及局部缺陷等問題，從而保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，因此實(shí)現(xiàn)介質(zhì)損耗的在線監(jiān)測具有重要的意義。 在電力電容器中， tanδ 是一個很小的值， δ 為 ～ 。誤差的絕對值為 ～ rad。實(shí)際測量 時 計算結(jié)果很容易因誤差而 被 湮沒。 因此準(zhǔn)確測量 電容器的介質(zhì)損耗因數(shù)是 最 為 關(guān)鍵 的 問題?；趥鹘y(tǒng) 的 快速 FFT 傅里葉變換 法 由于 抗干擾能力強(qiáng) 、 硬件環(huán)節(jié)少 ，目前 已成為 電力電容器 計算 介質(zhì)損耗角的主要方法。但在利用這種 分析 方 法計算介質(zhì)損耗角時，由于 需要 對連續(xù) 的工 頻周期信號進(jìn)行 截斷和非同步采樣， 這將會 產(chǎn)生頻譜泄漏和欄柵效應(yīng)，從而影響 到 測量精度。因此，需要 對 電網(wǎng)電壓以及電流信號 進(jìn)行 同步采集 。 本文對于諧波分析法 （快速 FFT 變換法） 存在的不足，提出了改進(jìn)型的諧波分析法計算介質(zhì)損耗 tanδ。 對于實(shí)際采集的電壓電流離散采樣信號， 首先 利用希爾伯特 (Hilbert）變換構(gòu)造解析變換信號以消除信號中的負(fù)頻率部 分；設(shè)計加漢寧窗（ Hanning）窗的 FIR 低通濾波器以濾除諧波干擾信號；然后 ，采用加窗插值法的全波傅立葉算法來修正頻率波動給相角測量造成的誤差。最后，在Matlab/Simulink 環(huán)境下建立設(shè)備模型驗(yàn)證所研制的系統(tǒng)能否對介質(zhì)損耗 tanδ進(jìn)行有效、可靠地在線監(jiān)測。將模型模擬得到的波形數(shù)據(jù)利用本文提出的研究方法進(jìn)行計算與并與介質(zhì)損耗理論值相比較，并對實(shí)際模型得到的測量數(shù)據(jù)計算得到的介質(zhì)損耗 tanδ進(jìn)行在線監(jiān)測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了該系統(tǒng)在測量介質(zhì)損耗 tanδ時具有較高的穩(wěn)定性和精確度。 關(guān)鍵詞： 電容型設(shè)備 絕緣在線監(jiān)測 介質(zhì)損耗因數(shù) 改進(jìn)型諧波分析法 IX Abstract Along with the development of ultrahigh voltage and large capacity in power system, the power system accident caused by electrical equipment fault causes more and more serious loss. Capacitive equipment is important to power transmission and transformation unit, so the online insulation monitoring and fault diagnosis is of great practical for realization of state maintenance. To high voltage capacitive equipment, the dielectric loss factor tan delta is a significant parameter which can reflect the insulating condition. By measuring tan delta, the insulation moistened, deterioration and local defects can be found to ensure the safe operation of power system, therefore, the online insulation monitoring of tan delta is especially important. In the electric power capacitor, tan delta is a small value, which varies from to rad. The absolute value of error is ~ rad, which makes the actual measurement value is easy to be inundated by error. Therefore, accurate measurement of the dielectric loss factor of power capacitor is the key problem. Based on the traditional fast Fourier transform (FFT), the harmonic analysis method with less hardware link, strong antiinterference ability, has bee the main method to pute the electric power capacitor dielectric loss Angle. But in the use of the harmonic analysis method to calculate the dielectric loss Angle, as a result of continuous power frequency periodic signal of truncation and nonsynchronous sampling, will produce frequency spectrum leakage and fence effect, thus affecting measurement precision. Therefore, power grid voltage and current signals needs to be synchronous sampled. For deficiencies of harmonic analysis, this paper puts forward an improved harmonic analysis, which can calculate the tan delta of dielectric loss. For actual acquisition of discrete sampling voltage and current signals, using the Hilbert transform of signals to eliminate the negative frequency ponents。 Design FIR lowpass filter with Hanningwindow to filter out harmonic interference signal。 In addition, fullwave Fourier algorithm with window interpolation is used to correct phase Angle measuring error caused by the frequency fluctuation. Finally, the device model is set up in Matlab/Simulink environment to verify the developed system can effectively and reliably online monitor the tan delta of dielectric loss. When the waveform data simulated in this model calculated with the proposed research method in this paper and pared with the theoretical value of dielectric loss, and the actual model of measurement data to calculate the dielectric loss tan delta for online monitoring, the experimental results s