鉗形相位伏安表的電磁干擾及抑制

鉗形相位伏安表的電磁干擾及抑制
　　廣義的電磁干擾除了包括與局放信號一起通過電流傳感器進入監(jiān)測系統(tǒng)的干擾以外，還包括影響監(jiān)測系統(tǒng)本身的干擾，諸如接地、屏蔽、以及電路處理不當(dāng)所造成的干擾等，后者可通過改進系統(tǒng)設(shè)計、合理選擇電路和元器件、提高系統(tǒng)制作水平等加以解決。現(xiàn)場電磁干擾特指前者，是研究重點。它可分為連續(xù)的周期型干擾、脈沖型干擾和白噪聲［1］。周期型干擾包括系統(tǒng)高次諧波、載波通訊以及無線電通訊等。脈沖型干擾分為周期脈沖型干擾和隨機脈沖型干擾。周期脈沖型干擾主要由電力電子器件動作產(chǎn)生的高頻涌流引起。隨機脈沖型干擾包括高壓線路上的電暈放電、其他電氣設(shè)備產(chǎn)生的局部放電、分接開關(guān)動作產(chǎn)生的放電、電機工作產(chǎn)生的電弧放電、接觸**產(chǎn)生的懸浮電位放電等。白噪聲包括線圈熱噪聲、地網(wǎng)的噪聲和動力電源線以及變壓器繼電保護信號線路中耦合進入的各種噪聲等。
　　電磁干擾一般通過空間直接耦合和線路傳導(dǎo)兩種方式進入測量點。測量點不同，干擾耦合路徑會不同，對測量的影響也不同；測量點不同，干擾種類、強度也不相同。
　　變壓器局放監(jiān)測點選取的原則是局放信號強度大、信噪比高，且測量簡便。主要有外殼接地線和套管末屏接地線，有的還選擇中性點接地線、鐵心接地線和高壓出線端等。有時為了抑制干擾，還從變壓器動力電源線處測量參考的干擾信號。由于中性點和高壓出線端安裝傳感器較為不便，且有的變壓器鐵心內(nèi)部接地，故監(jiān)測系統(tǒng)多選擇外殼和套管末屏接地線作為測量點。
　　2　鉗形相位伏安表的電磁干擾及抑制
　　干擾的抑制總是從干擾源、干擾途徑、信號后處理三方面考慮。找出干擾源直接消除或切斷相應(yīng)的干擾路徑，是解決干擾*有效*根本的方法，但要求詳細分析干擾源和干擾途徑，且一般不允許改變原有的變壓器運行方式，因此在這兩方面所能采取的措施總是很有限。對于經(jīng)電流傳感器耦合進入監(jiān)測系統(tǒng)的各種干擾，采取各種信號處理技術(shù)加以抑制。一般從以下幾方面區(qū)分局放信號和干擾信號；工頻相位、頻譜、脈沖幅度和幅度分布、信號極性、重復(fù)率和物理位置等［2］，并據(jù)此提出了大量的抗干擾技術(shù)。
　　在抗干擾技術(shù)中有兩種不同的思路：一種是基于窄帶(頻帶一般為10kHz至數(shù)10kHz)信號的。它通過合適頻帶的窄帶電流傳感器和帶通濾波電路拾取信號，躲過各種連續(xù)的周期型干擾，提高了測量信號的信噪比。這種方法只適合某一具體的變電站，使用上不方便。此外，由于局部放電信號是一種寬頻帶脈沖，窄帶測量會造成信號波形的失真，不利于后面的數(shù)字處理。另一種是基于寬頻(頻帶一般為10至1000kHz)信號的處理方法。檢測信號中包含局放的大部分能量和大量的干擾，但信噪比較低。對于這些干擾的處理步驟一般是：a.抑制連續(xù)周期型干擾；b.抑制周期型脈沖干擾；c.抑制隨機型脈沖干擾。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展及模式識別方法在局放中的應(yīng)用，這種處理方法往往能取得較好的效果。
　　依據(jù)上述兩種思路，可以獲取不同信噪比的檢測信號。在后級處理中，很多處理方法是一致的?？蓺w納為頻域處理和時域處理方法。頻域方法是利用周期型干擾在頻域上離散的特點處理之；而時域處理方法是根據(jù)脈沖型干擾在時域上離散的特點處理。有硬件和軟件兩種實現(xiàn)方式。下面分別介紹。
　　3　周期型干擾的抑制
　　周期型干擾也稱之為窄帶干擾，它在各類干擾中占有很大的比重，干擾的抑制和消除也應(yīng)首先由此入手。由于它強度大、相位分布固定，因此大多采用頻域方法處理。主要包括FFT閾值濾波器［3-4］、自適應(yīng)濾波器［5］、固定系數(shù)濾波器［6］和理想多通帶數(shù)字濾波器(IMDF)［7-8］等。
　　窄帶干擾抑制的算法較多，也較成熟。從應(yīng)用效果來看，固定系數(shù)濾波器和理想多帶通濾波器較理想。由于IMDF在處理數(shù)據(jù)時需進行多次FFT和IFFT，將化費大量計算時間，不利于實時處理。但根據(jù)IMDF找到的*佳監(jiān)測頻帶，可以形成固定系數(shù)的有限沖激響應(yīng)(FIR)數(shù)字濾波器直接在時域處理，簡化了操作，加快了處理速度。具體應(yīng)用在文獻［7-8］中有詳盡的論述。
　　上述方法均可通過軟件或硬件線路來實現(xiàn)。雖然硬件濾波調(diào)節(jié)上不靈活，但經(jīng)過現(xiàn)場試驗選擇*佳頻帶后，可有效抑制窄帶干擾。軟件方法雖然調(diào)節(jié)較靈活，但存在實時運算速度較慢的缺點。

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