本文關(guān)鍵詞：電流互感器多頻率同步信號(hào)的譜分析方法研究

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【摘要】：電流互感器是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和電能計(jì)量等領(lǐng)域中應(yīng)用的關(guān)鍵單元,傳統(tǒng)的電流互感器頻率特性測(cè)試方法是在頻帶范圍內(nèi),對(duì)電流互感器的頻率響應(yīng)函數(shù)進(jìn)行多次測(cè)試,存在工作量大、測(cè)試周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)。因此,研究一種能快速、準(zhǔn)確測(cè)試電流互感器頻率特性的方法能具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文針對(duì)傳統(tǒng)電流互感器頻率特性檢測(cè)方法的不足,研究一種多頻率同步信號(hào)譜分析方法,即以多頻率同步信號(hào)作為激勵(lì)源,對(duì)電流互感器的輸入、輸出電流信號(hào)進(jìn)行功率譜分析,估計(jì)電流互感器的頻率響應(yīng)函數(shù)(Frequency Response Function, FRF),從而實(shí)現(xiàn)快速測(cè)試電流互感器在頻帶范圍內(nèi)的頻率特性。本文研究的主要內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)：首先,介紹了Walsh函數(shù)生成多頻率同步信號(hào)的原理,分析多頻率同步信號(hào)的時(shí)頻特性；設(shè)計(jì)功率放大電路模塊,并對(duì)功率放大模塊的輸出性能進(jìn)行分析。其次,介紹了加窗插值FFT算法的原理及其在頻譜分析中的應(yīng)用、窗函數(shù)的性能和在加窗插值FFT計(jì)算時(shí)窗函數(shù)的選擇原則,通過(guò)仿真表明,加二階Hanning自卷積窗的插值FFT算法對(duì)多頻率信號(hào)進(jìn)行頻譜計(jì)算時(shí),準(zhǔn)確度較高。再次,研究了電流互感器譜分析方法,提出基于Hn均值估計(jì)的H_(n-ave)頻率響應(yīng)函數(shù)估計(jì)方法。分析了H_(n-ave)頻率響應(yīng)函數(shù)估計(jì)中的自相關(guān)函數(shù)計(jì)算誤差,提出了移位自相關(guān)法計(jì)算信號(hào)的自相關(guān)函數(shù),避免波形衰減。仿真結(jié)果表明,與Hn估計(jì)相比,在含有噪聲的情況下,H_(n-ave)算法的準(zhǔn)確性度高。最后,搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)兩款微型電流互感器的輸入、輸出電流進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,通過(guò)Matlab對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析,對(duì)比本文所提出方法與傳統(tǒng)方法的計(jì)‘算結(jié)果,表明本文所提出算法具有較高的準(zhǔn)確度,具有一定的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用意義。
【關(guān)鍵詞】：電流互感器 頻率響應(yīng)函數(shù)估計(jì) 譜分析 多頻率信號(hào) Walsh函數(shù)
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM452;TM935.21
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 緒論13-18
• 1.1 研究的背景及意義13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 頻率響應(yīng)函數(shù)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 電流互感器頻率特性測(cè)試的研究現(xiàn)狀16
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第2章 多頻率信號(hào)激勵(lì)源設(shè)計(jì)18-26
• 2.1 Walsh函數(shù)多頻率同步信號(hào)原理分析18-21
• 2.1.1 Walsh函數(shù)18-19
• 2.1.2 Walsh函數(shù)多頻率同步信號(hào)頻譜分析19-21
• 2.2 基于Walsh函數(shù)的多頻率同步信號(hào)激勵(lì)源設(shè)計(jì)21-25
• 2.2.1 多頻率同步信號(hào)生成方法21-23
• 2.2.2 功率放大電路設(shè)計(jì)23-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第3章 加窗插值FFT頻譜分析方法26-38
• 3.1 窗函數(shù)在FFT算法中的應(yīng)用26-31
• 3.1.1 頻譜泄漏與柵欄效應(yīng)26-27
• 3.1.2 常用窗函數(shù)介紹27-31
• 3.1.3 窗函數(shù)的選用原則31
• 3.2 三譜線插值FFT多頻率信號(hào)分析方法31-33
• 3.3 仿真分析33-36
• 3.4 本章小結(jié)36-38
• 第4章 基于多頻率同步信號(hào)的電流互感器測(cè)試方法38-57
• 4.1 頻率響應(yīng)函數(shù)38-43
• 4.1.1 利用傅里葉變換計(jì)算頻響函數(shù)的原理39
• 4.1.2 頻率響應(yīng)函數(shù)估計(jì)方法39-41
• 4.1.3 H_(n-ave)估計(jì)方法41-43
• 4.2 基于相關(guān)函數(shù)的功率譜計(jì)算方法43-48
• 4.2.1 確定信號(hào)的相關(guān)函數(shù)43-44
• 4.2.2 相關(guān)函數(shù)計(jì)算44-46
• 4.2.3 相關(guān)函數(shù)的功率譜計(jì)算46-48
• 4.3 電流互感器譜估計(jì)方法48-52
• 4.3.1 電流互感器原理48-49
• 4.3.2 電流互感器頻率響應(yīng)函數(shù)與變比的關(guān)系49-50
• 4.3.3 電流互感器的譜估計(jì)實(shí)現(xiàn)方法50-52
• 4.4 仿真計(jì)算52-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第5章 測(cè)量實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析57-63
• 5.1 測(cè)量實(shí)驗(yàn)平臺(tái)57-58
• 5.2 采樣調(diào)理電路設(shè)計(jì)58-59
• 5.2.1 輸入電流采樣調(diào)理電路設(shè)計(jì)58
• 5.2.2 輸出電流采樣調(diào)理電路設(shè)計(jì)58-59
• 5.3 仿真計(jì)算結(jié)果分析59-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 總結(jié)與展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 致謝69-70
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間參與的項(xiàng)目與撰寫(xiě)的學(xué)術(shù)論文70-71
• 附錄B 攻讀學(xué)位期間獲得的獎(jiǎng)勵(lì)71-72
• 附錄C 加窗FFT多頻率信號(hào)分析源程序72-74
• 附錄D 多頻率同步信號(hào)譜分析仿真源程序74-77

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