【正文】 的隨機性這一差異來達到去除噪聲的目的，它分為自相關檢測和互相關檢測，本文主要采用互相關檢測。 小波變換理論采用在二維平面上分析信號，發(fā)現(xiàn)在合適的驚訝下原來是非平衡的跳變信號會呈現(xiàn)出同噪聲截然不同的特性，是一種變分辨率的時域分析方法。 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文） 13 希爾伯特黃變換 希爾伯特黃變換（ HHT）是一種新的非平衡信號處理方法，其本質(zhì)是對非平衡信號進行簡化處理，將信號中不同尺度的波動或趨勢逐級分解開來，然后再進行時頻處理。目前，常用的檢測微弱信號的混沌模型為間歇混沌模型 —— Duffing 振子。 對于淹沒在噪聲中的正統(tǒng)信號的幅度和相伴，可以利用鎖定放大器進行檢測，但是如果需要恢復淹沒在噪聲中的脈沖波形，則鎖定放大器是無能為力的。積分過程常用模擬電路實現(xiàn)，稱之為取樣積分，平均過程常通過計算機以數(shù)字處理的方式實現(xiàn)，稱之為數(shù)字式平均。 自應用噪聲抵消的核心是自適應濾波器，自應用濾波過程是用自適應算法調(diào)整數(shù)字濾波器的參數(shù)，以使濾波器輸出逼近傳感器逼近傳感器輸出信號中疊加的噪聲，這樣就可以使抵消器的輸出逼近被測信號。 信號檢測方法的比較 針對電力系統(tǒng)中電流測量的實時性要求，以及繼電保護的速動性、靈敏性和可靠性的要求，需要光學電流互感器提供實時準確可靠的測量數(shù)據(jù)。但 當被測信號的周期較長或要求的 SNIR 較大時，必須進行長時間的測量才能達到要求，因此采用取樣積分法來改善被測信號的信噪比是以時間為代價的，數(shù)字式平均法減小隨機噪聲，需要多次平均后噪聲有效值才大為減小，以提高信噪比，不能很好滿足實時獲取電力系統(tǒng)電流信息的需求。電力系統(tǒng)中暫態(tài)下噪聲相對于短路電流很小，光學電流互感器可較容易測量出短路電流值，而對于穩(wěn)態(tài)時的直流或慢變交流微弱正弦信號，小波分析沒有顯著優(yōu)勢。 （ 8）相關檢測法是基于信號的相關性和噪聲的隨機性特點進行信號檢測，信號和噪聲，噪聲和噪聲之間的相關函數(shù)為零，而信號與信號的相關函數(shù)為一直流量，其中含 有信號的幅值和相位信息。 綜上所述，鎖定放大器、自適應噪聲抵消法、小波分析法、調(diào)制解調(diào)法、相關檢測法與其它方法相比，理論上較為成熟，能夠滿足電力系統(tǒng)對于電流測量的實時性要求，可以考慮用于直流電流和諧波的測量。為了便于區(qū)別信號與噪聲，往往給測量信號賦予一定特征，即進行調(diào)制。 由于偏振光的偏轉角是不能被直接測量的，因此，人們利用馬呂斯定律把不可測的集團角信號轉換為可測的偏振光的光強信號。 在直流光學電流互感器中， Faraday 材料的菲德爾常數(shù)和學電探測器的光電轉換比是常數(shù)，為便于分析，本文在以后的仿真實驗中均以光電探測器輸出的電壓信號為分析對象。則從檢偏器出射的光信號 1 0 0 0 0 0( 1 sin ) ( 1 2 ) 2 sin 2 sinJ J t V i J V J i J t V J i t? ? ?? ? ? ? ? ? ? （ 44） 光信號進行光電探測器后引入了內(nèi)部噪聲，用高通濾波器濾去其中的低頻成分，同時也濾除噪聲，取高通濾波器截止頻率為 f=30kHz，通過的為含有直流信息的量 1 0 0( ) si n 2 si ns t J t VJ i t???? （ 45） 對 1()st進行解調(diào)，取解調(diào)信號 ( ) sinr t t?? ，與調(diào)制信號同頻，可得 2 1 0 0 0 011( ) ( ) ( ) c o s 2 c o s 222s t s t r t J t J V J i t V J i??? ? ? ? ? ? （ 46） 式（ 46）中含有直流信息的高頻項，也有低頻項，用低通濾波器濾除 2()st中的高頻項，取低通濾波器的截止頻率 f=50Hz。 基于 LAbVIEW 的信號檢測仿真 LabVIEW LabVIEW（ Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是美國國家儀器公司（ NI）的創(chuàng)新產(chǎn)品，是目前國際上應用最廣的虛擬儀器開發(fā)環(huán)境之一，主要應用于儀器控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)顯示等領域，并適用于多種不同的操作系統(tǒng)平臺。 虛擬儀器 VI 的構成可分為硬件構成和軟件構成，覺的虛擬儀器系統(tǒng)構成框圖如圖 42所示。 圖 43LabVIEW 仿真程序框圖 圖 44 LabVIEW 仿真的前面板 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文） 21 在仿真中，模擬了直流光電互感器的測量環(huán)境，設定被測直流電流的變化范圍為： (.)，噪聲的有效值為 （ .），由此，被測電流從 范圍內(nèi)變化時，光電探測器輸出信號的信噪比低于 20dB，采用噪聲濾波器將噪聲控制在 20kHz 以下。 表 41 輸入、輸出直流的線性關系 高通濾波器截止頻率（ kHZ） 30 31 32 33 34 k b 通過這種純屬關系對輸出電流進行修正，即對于仿真中輸出的電流值 y ，反推出輸入電流 x ，再與輸入的電流值的準確值進行比較分析。 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文） 22 圖 45 輸入、輸出信噪比曲線 當輸入信號為 （ .） 時，未采用調(diào)制解調(diào)法時，信噪比達到 27dB，經(jīng)過調(diào)制解調(diào)信號處理后，輸出信噪比達到 54dB，測量精度達到 %。 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文） 23 圖 46 直流電流檢測誤差曲線圖 由此可見，利用調(diào)制解調(diào)的微弱信號檢測方法對直流電流進行微弱信號檢測，信噪比有了明顯的 改善，噪聲得到了有效濾除。隨著電力系統(tǒng)傳輸 容量的不斷增長，傳統(tǒng)的直流互感器暴露出越來越多的缺點，難以適應我國迅速發(fā)展的高壓直流輸電事業(yè)的需求。論文取得了如下成果： 1 基于法拉第磁光效應設計了直流光學電流互感器的結果，其中光學傳感部件采用了直通式光路結構，從而提高了光學電流互感器的運行穩(wěn)定性。仿真結果表揚，所設計的測量系統(tǒng)能夠有效消除系統(tǒng)中的噪聲，輸出信噪比較調(diào)制解調(diào)前有了明顯改善，被測電流在 ，測量精度滿足 級標準，被沒電流在（ ） ，測量精度滿足 級標準。 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文） 25 信號檢測與處理是一項艱苦的工作，由于時間緊迫，本文的研究內(nèi)容是在較理想的善下進行的，沒有考慮到諸多外界因素諸如環(huán)境溫度對信號檢測過程中產(chǎn)生的影響，只是在理論分析的基礎上進行的仿真分析和初步的實驗研究，盡管誤差分析能夠滿足國家標準，但在現(xiàn)場環(huán)境下是否依然準確，有待進一步的研究。 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文） 26 參 考 文 獻 [1] 徐雁 . 光電直流電流及諧波電流互感器的研究 [D]. 武漢：華中科技大學博士論文 20xx [2] 劉金亮，鐘輝煌，賀軍濤 .測量 ns 級脈沖大電流的同軸分流器 [J]. 高壓電器 .：5456 [3] 梁竹鍵 .電磁學 [M] 北京：高等教育出版社， 20xx [4] 袁國勝，劉浙華 .霍爾效應測量大電流的理論探討 [J].中國測量技術 .20xx，31(2):1517 [5] 張維榮 .霍爾原理直流大電流互感器的研究 [D].北京：華北電力大學碩士論文， 20xx [6] 孟潞，法拉第直流電流測量系統(tǒng)的實用化研究， 20xx 年碩士學位論文，華北電力大學 [7] 馬大千，直流光學電流 互感器信號檢測技術研究， 20xx 年碩士學位論文，華北電力大學 [8] 徐雁，張艷，朱明鈞，等 .基于空心線圈的 HVDC 諧波電流測量及性能分析 .電力系統(tǒng)自動化， 20xx， 29（ 22）： 87~90 [9] 張德賽，羅道軍，彭劍 .國內(nèi)外光電式電流互感器研究現(xiàn)狀 .四川電力技術 ,1999， 2：53~55 [10] 王曉菁 .光學電流互感器的研究方向與現(xiàn)狀 .電力科學工程 .20xx,24(2):34~36 [11] 李巖松 .高精席自適應光學電流互感器及其穩(wěn)定性研究： [博士學位論文 ].北京，華北電力大學電氣與電子工程學院， 20xx [12] 鄧凡 .基于 Rogowski 線圈的高壓直流諧波電流測量： [碩士學位論文 ].武漢，華中科技大學電氣學院， 20xx [13] 郭毅軍 .高壓直流輸電系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展概述 .中國西部科技， 20xx， 7（ 15）： 12~14 [14] 張健，及洪泉，遠振海，李巖松，郭志忠 .光學電流互感器及其應用評述 .高電壓技術，20xx， 33（ 5）： 32~36 [15] 高晉占 .微弱信號檢測 .北京：清華大學出版社 ,20xx [16] 楊祥龍 .隨機共振理論在弱信號檢測中的應用研究： [博士學位論文 ].杭州，激勵大學研究生院 ， 20xx [17] 張文愛，寧愛平 .混沌北京下基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡的弱信號檢測 .太原理工大學學報，華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文） 27 20xx， 37（ 3）： 281~283 [18] 朱志宇，姜長生，張冰，劉維亭 .基于混沌理論的微弱信號檢測方法 .傳感器技術， 20xx，24（ 5）： 65~68 [19] 陳華敏，師學明，李大心 .二維相干技術在微弱信號檢測中的應用 .西安工業(yè)學院學報，20xx,24(2):118~122 [20] 鄒燕，馮麗爽，張春熹，劉軍 .鎖定放大器在微弱光信號檢測中的應用 .電沒與儀表，20xx， 42（ 479）： 15~18 [21] 李巖松，張國慶，于文斌，楊以涵，高曙，郭志忠 .基于自應用濾波的光學電流互感信噪分離 .電網(wǎng)技術， 20xx， 27（ 11）： 64~67 [22] and parison of detection methods in magic TRANSACTIONS ON , and ,Digital Commuications,Boston:Kluwer Academic Publisher,1988 [23] Paul Horowitz,Winfield Hill(美 ).電子學 .北京：電子工業(yè)出版社， 20xx [24] ,and and vibration insensitive fiberoptic current ,20xx,67~276 [25] Robert Bishop(美 ).LabVIEW 實用教程 .北京：電子工業(yè)出版社， 20xx [26] and current sensor using a Signac :, , 1988, 791~796 [27] John Kenney, Richard Carley,Roger ,et Decision Feedback Equalization for Saturation TRANSACTIONS ON ,JULY 1993,2160~2171 [28] 郭志忠 .電子式電流互感器研究評述 .繼電器， 20xx， 33（ 14）： 11~14 [29] 李士林 .Duffing3 微弱信號檢測方法的應用研究： [碩士學位論文 ].北京，華北電力大學， 20xx [30] 趙芫萍 .直流輸電系統(tǒng)的諧波危害及抑制措施 .廣西電力工程， 20xx， 2： 56~60 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文） 28 致 謝 衷心 感謝導師李巖松對我的關心的教誨，從論文的選題到中期檢查到最終論文的完成無不滲透著老師的心血。 同時還要感謝電氣 0810 的全體同學及我們的班主任徐衍匯老師，在大學四年的生活里對我學習和生活上無微不至的關懷，在這四年的生活里我們建立起深厚的師生情誼和同學友情，班級生活讓我終生