基于非對稱窗相位差法的容性設(shè)備介損角測量方法

劉勝軍　段志國　馮正軍　沈辰　喬紅軍

摘 要：介損角是衡量高壓容性設(shè)備的重要參數(shù)，針對現(xiàn)有的測量方法，基于傅里葉變換加窗截?cái)喈a(chǎn)生頻譜泄漏嚴(yán)重影響相位的不足，文章提出來一種基于非對稱窗相位差法的介損角測量方法。通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該方法能夠有效地計(jì)算介損角，且計(jì)算精度高，適合現(xiàn)場使用。

關(guān)鍵詞：介損角；非對稱窗；相位差；測量

1 概述

傳統(tǒng)的基于傅里葉變換的相位測量方法，由于加窗截?cái)喈a(chǎn)生的頻譜泄漏嚴(yán)重影響相位測量精度[1-3]。多相位快速傅里葉變換（MPFF

T）等算法能夠減少這類誤差，與傳統(tǒng)的傅里葉變換相比，一定程度上抑制了頻譜泄漏。但上述算法的測相精度均受到信號(hào)頻偏的影響，產(chǎn)生相位測量誤差，且不同頻偏下所產(chǎn)生的相位測量誤差也不同，導(dǎo)致相位差測量結(jié)果不準(zhǔn)確[4]。基于以上原因，文章提出了一種基于非對稱窗相位差法的介損角測量方法，給出了非對稱窗函數(shù)的構(gòu)成，并通過仿真實(shí)驗(yàn)，在基波頻率波動(dòng)對介損角的影響和白噪聲對介損角測量的影響三方面情況下，通過運(yùn)用文章所提方法、加Blackman窗法[5]和加Hanning窗法[6]對比分析了介損角的計(jì)算結(jié)果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明文章方法計(jì)算精度高，適合現(xiàn)場使用。

2 非對稱窗相位差理論

2.1 非對稱窗函數(shù)

3 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析

3.1 仿真模型

模擬容性設(shè)備經(jīng)常采用電容串聯(lián)電阻和電容并聯(lián)電阻兩種模型，其對應(yīng)的介損角計(jì)算公式分別為：

3.2噪聲對介質(zhì)損失角計(jì)算結(jié)果的影響

介損角的測量現(xiàn)場不免會(huì)受到噪聲的干擾，包括大量的電磁干擾等。本節(jié)討論不同信噪比下的介損角計(jì)算結(jié)果，結(jié)果如表1所示。

4 結(jié)束語

文章針對現(xiàn)有計(jì)算介損角的不足，提出了基于非對稱窗相位差法的介損角測量方法。通過仿真實(shí)驗(yàn)，從基波頻率波動(dòng)和白噪聲對介損角測量的影響兩方面，采用文章所提方法、加Blackman窗法和加Hanning窗法分析介損角的計(jì)算結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明文章所提的基于非對稱窗相位差法的介損角測量方法計(jì)算精度高及其有效性。

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