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随着电力系统网络结构不断的复杂化,电气设备绝缘性能的优劣对电力系统的安全稳定运行就显得尤为重要,而在线监测电容性变电设备的介质损耗(tanδ)是判断绝缘性能的有效手段。针对介质损耗测量精度不高的状况,本文设计了一种基于GPRS技术的绝缘在线监测系统,其中主要对介质损耗在线测量的算法存在的问题进行比较和改进。 在对国内外电容性变电设备绝缘状态监测的研究及现状进行综合讨论的基础上,详细介绍了介质损耗的产生原理,并对介质损耗在线监测系统的总体设计做了简要分析。首先通过对Rogowski线圈和滤波器进行建模仿真,详细考察了传感器的静态特性及动态特性。针对过零比较法,采用DSP实现电压、电流传感器的高精度同步采样,系统核心则采用TMS320F2812型DSP实现对整个流程的控制,同时完成对采样信号的处理与计算,最终将计算结果打包后通过GPRS网络传输至上位机,实现对绝缘设备性能的实时判断。 经由传感器提取的电压仿真信号和泄漏电流仿真信号,虽然避免了大部分的干扰,但仍需对频带附近的干扰进行滤波处理以满足介质损耗测量的要求。针对绝缘设备的泄漏电流的特点,本文分别采用过零比较法,谐波分析法,相对比较法对仿真信号进行处理和计算,详细考察了三种算法的性能。谐波分析法主要利用能量比法提取信号中谐波的中心频率,通过解方程求取基波相位与幅值,从而计算介质损耗值,测量精度较高;相对比较法主要利用同母线、同类型设备的泄漏电流作比较,能极大的消除谐波及白噪声,同时避免PT相角差,测量精度很高;传统的双极型过零比较法测量结果误差较大,而直接利用相关分析法提取两信号时延的过零比较法,精度有所提高,但只有在工频下才能有效计算。于是在相关分析法能滤除信号中噪声的基础提出了一种改进过零比较法,有效的克服了传统过零比较法的缺陷。通过比较三种过零比较法的仿真结果可知,改进过零比较法能更有效的克服信号中谐波与白噪声等干扰,测量精度很高,满足现场测试的要求。