基于Blackman自卷积窗与三谱线插值的介质损失角精确计算

本文主要探讨了在电力自动化设备中，特别是在非同步采样条件下，如何提高介质损失角的计算精度，以更准确地评估电气设备的绝缘性能。传统的基于谐波分析的快速傅里叶变换（FFT）方法在处理频率波动导致的频谱泄漏和栅栏效应时存在局限性，这使得计算结果的准确性大打折扣。 针对这一问题，作者提出了基于Blackman自卷积窗（BSCW）和三谱线插值修正的介质损失角计算方法。Blackman自卷积窗是一种特殊的窗函数，其旁瓣衰减性能优异，能够有效抑制信号频谱的泄漏，从而减少因非同步采样引起的误差。相比于传统的加窗方法，BSCW提供了更强的频谱泄漏抑制能力。 三谱线插值是一种创新的校正策略，作者选择幅度最大的谱线及其相邻的两条谱线进行插值，以纠正由于频谱泄露导致的失真。这种方法不仅保留了更多与准确频谱相关的信息，还避免了长程频谱泄露可能导致的插值错误，从而提高了计算精度。 实验结果显示，在不同的条件如基波频率波动、介质损失角真实值变化、谐波比例变化、白噪声影响以及采样频率变化下，运用本文提出的计算方法与传统双谱线插值法和单纯加Blackman窗的计算结果相比，有显著的精度提升。在搭建的介质损失角模拟测量实验平台上，所提方法的计算结果得到了验证，证明其具有较高的测量精度。 本文的研究为电力系统中的介质损失角测量提供了一种更为精确的方法，尤其适用于非同步采样场景，对于提高设备故障诊断的可靠性以及电力系统的安全运行具有重要意义。