基于相关原理的电力阻波器高频参数测量

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第34卷第16期继电器Vo1．34No．16322006年8月16日RELAYAug．16，2006基于相关原理的电力阻波器高频参数测量张国志，高金峰(郑州大学电气工程学院，河南郑州450002)摘要：提出了一种利用相关性原理测量高频电力阻波器的频率阻塞特性的方法，详细阐述和分析了利用一对同频正交参考信号对待检信号进行相位检测处理的过程，并总结出了一套实用的阻波器阻抗及电阻分量的计算公式，避免了繁琐的三角函数运算。同时，给出了本测试系统的一种硬件实现，就一种典型的宽带阻波器参数进行了仿真。仿真结果证实了该方法的有效性。以这种方法建立起来的测试系统

2、具有精度较高、速度快、易实现和造价低的优点。关键词：高频电力阻波器；相关性原理；鉴相器；频率合成器；VCO；DSP中图分类号：TM93文献标识码：A文章编号：1003-4897(2006)1642032-04果能精确测出加在阻波器两端的电压和流过阻波器0引言的电流的幅值及两者之间的相位差，那么阻波器的高频电力阻波器是电力线载波通道中重要的加阻抗值和电阻分量就可以很容易求出，而流过阻波工设备，同时也是一种高压设备，通常串联在变电站器的电流可通过和阻波器串接一100Q电阻间接得引出线的始端和分支线的分支点上，用以减少变电到。但阻波器工作在有强电场干扰的变电站内，除站或分支线对40kHz至500kH

3、z电力载波频带高了工频干扰之外，由于电晕以及各种电气设备的电频信号的传输损耗，并使得来自邻近电力线路的干磁辐射的影响，在整个工作频带内还存在着大量的扰降到最小，同时又不妨碍工频电能的有效输送。噪声干扰。阻波器的强流线圈体积大，更易于被电高频阻波器由能通过工频大电流的强流线圈，调谐磁场所感应，在测量的某些频段，有用信号很可能被元件和保护调谐元件的避雷器所组成。图1是其在各种噪声所淹没。针对阻波器这种恶劣的测量环电力系统中的使用情况。境，为了进一步提高测量精确度，本文根据相关检测原理，提出一种切实可行的新方法，并给出其具体的系统实现。1相关检测原理简介设U(t)是伴有噪声的周期信号，其可表示为：收

4、发信机收发信机U(t)=U0(t)+e(t)=v0msin(tot+咖)+e(t)(1)图1电力载波系统组成Fig．1Componentsinpowerlinecartiersystem其中：U。(t)为有用信号，其幅值为，角频率为，初相角为，e(t)是均值为0的高斯白噪声。高频阻波器一般分为单频阻波器、双频阻波器、引入与有用信号同频的参考正弦信号为：宽频阻波器等。在工作频带内，阻波器电阻分量尺龋Y(t)=Asinto(t+)(2)应大于电力线输入阻抗z线的1．41倍。根据电力其中：是时间位移。两者的相关函数为系统载波通信规程，高频阻波器必须在安装及年检1，nT尺()Asin(t+)[Uo,．

5、sin(t+咖)+时进行阻塞阻抗及电阻分量的测量，当然在通道故。障时阻波器也是需要重点检测的设备。目前测量阻(t)]dt：。。(一咖)+R,r()波器高频参数的方法主要有电压表法、差接电桥法、比较法、三点压法和电容法，除了差接电桥法之外，(3)其他方法都存在较大的误差。但差接电桥法调整较其中，T=2~r／to为信号周期，凡是正整数。麻烦，不适合计算机自动化测量的实现。事实上，如由于参考信号Y(t)与随机噪声e(t)互不相关，维普资讯http://www.cqvip.com张国志，等基于相关原理的电力阻波器高频参数测量33且二者均值为0，当n趋近于无穷大时，尺(r)的极性如图所示。限为0，于是有

6、：尺(r)=AUomcos(一咖)(4)二从而得出尺(r)正比于有用信号的幅值。由以上分析可知，利用参考信号与有用信号具有相关性，而参考信号与随机噪声相互独立、互不相关的性质，可以减少甚至去除噪声对测量结果的影响。而模拟鉴相器正好具有这种相关的性质，如图图3阻波器测量示意图Fig．3Testingdiagramofthelinetrap2所示。待检信号u(t)=已检假设ul=Ulsin(tOt+咖1)、u2=U2sin(tOt+Uo．sin(ut+)+e(信号咖)，检波信号为两同频正交信号，分别为：Yl=Asin(tOt)，Y2=Asin(tOt+1T／2)，按以上方检波参考信号y(t)=As

7、inut法可求得图2相关检波原理=2~／尺“(0)+尺2(O)／A(11)Fig．2Illustrationofcorelativephase—detectingprinciple=2(0)+尺(O)／A(12)鉴相器具有乘法器的功能，其输出为Ulcos4,l=2R2M(O)／A(13)(t)=Asintot[sin(tOt+咖)+e(t)]=Ulsin4,。=2R2l(O)／A(14)—cos~