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1、电能质量闪变检测溯源性问题分析摘 要 本文分析了 IEC 闪变仪模型各简化框图溯源性问题。分别采用正弦调幅波和矩形调幅波计算经模型知简化框?D 后信号的变化过程和产生的影响。最后提出采用数字处理技术对 IEC 闪变仪模型的框3 输出的波形直接计算闪变值，即保证了调幅波的溯源性，又不影响电压波动。 【关键词】闪变 溯源性 调幅波 滤波 CPF 统计 电压波动和闪变是衡量电能质量的一个重要指标，在闪变检测技术和评估方面，国家标准也是借鉴了国际电工委员会（IEC）所提出的闪变设计规范，即 IEC 闪变仪模型简化框图。本文通过计算对IEC 闪变仪模型简化框图中进行了分析，发现了 IEC 闪变仪模型简化
2、框图存在闪变信号溯源性问题。 1 闪变仪模型简化框架 闪变测量的构造框架图可由 GB/T 12326-2008 推荐的模型进行简化。闪变测量仪在整个处理过程中均采用数字化处理。闪变测量的构造简化框架图如图 1 所示。 2 自检信号溯源性分析 自检信号为图 1 中框 1，输入适配自检信号的输出为实际信号的电压原始波形，可认为是由一个调幅波调制在载频为工频上的正弦信号。 将框 1 输入信号进行模数变换后，得到波形信号数据序列，只需满足采样定理，波形即可恢复，因此，框 1 中通过自检后的信号具有溯源性。 3 解调加权滤波后溯源性分析 框 2 解调器的作用是将信号通过非线性处理，IEC 推荐方法为对电
3、压信号平方运算，得到， 通过 0.05Hz35Hz 的带通滤波器，滤去其中的直流分量以及载波高频分量，由于 f2（t）为高阶小分量，故可以忽略。 图 1 框 3 为带通加权滤波，它模拟了人眼对于不同的波动电压所造成的电压闪变的感知特性，将波形信号频率为 f 的正弦波等效归并为与之相对应的 8.8Hz 的正弦波电压，即对波动值做归一化处理。通过框 3 后的数据进行反变换，即可恢复为时域波形。采用数字处理的流程，可以直接通过对图 1 框 3 输出的波形进行分析，对测量周期内的所有瞬时闪变值进行统计，完成闪变值和电压波动计算。 4 平方一阶低通滤波溯源性分析 图 1 框 4 是对 s3（t）信号做平
4、方运算后通过一阶低通滤波输出，一阶低通滤波通常设置为时间 300ms 常数的平滑。信号变化的幅度从转折频率开始，按频率增加倍数而减小相应的幅值变化倍数。若假设调制信号为单一频率的正弦信号 g（t）=msin2ft。m 为做过视觉加权处理后的幅值，f 为调制频率。如果取 f=8.8Hz，倍频后为 17.6Hz。如果这个信号通过 300ms 时间常数的一阶低通，有 15倍左右的频程，信号将衰减 30dB，如果频率 f 选择为 1Hz，则信号几乎没有衰减；如果 f 选择为 15Hz，则信号会有 60 倍的衰减。信号因频率又被处理了一次，因此，调幅波信号经图 1 框 4 后其溯源性已被破坏。 4.1
5、正弦调幅波溯源性分析 设图 1 中框 2 的输出式 5 中调幅波信号 s2（t）=msin2ft，经图 1 框 4 做平方并一阶低通滤波，代入公式（4）中。由于衰减系数 k 存在，得不同的 k 值下再经框 5 做 CPF 统计分析。不同频数的正弦调制信号，经 300ms 时间常数滤波的作用，得到不同的结果闪变值结果，除了溯源性被破坏外，还影响 CPF 统计值。 4.2 矩形调幅波溯源性分析 矩形调幅波具有比较多的高频分量，结合 MATLAB 软件，对图 1的模型进行处理，到图 2 曲线。 图 2 中，曲线 1 为框 2 输出，曲线 2 为框 3 的输出，曲线 3 为框 4 平方后的输出，曲线
6、4 为框 4 种经 300ms 时间常数滤波后的输出，曲线 5 为对曲线 4 做的 CPF 统计曲线。由图 2 中图（2-a）分析，框 3 的加权滤波，明显会畸变方波调制下的原始波形，调制频率不同，则得到的加权滤波后的波形就不同，图（2-b）中，对曲线 2 做平方得到曲线 3 的波形，经滤波后得到曲线 4 波形。滤波器压缩了最大变化率的幅度。图（2-c）中的 CPF 统计曲线是在描述曲线 4 的情况，其中统计用的曲线数据只用到红框内的部分数据，没有溯源的迹象。 5 总结 本文分析了 IEC 闪变仪模型各简化框图溯源性问题。分别采用正弦调幅波和矩形调幅波计算经模型知简化框图后信号的变化过程和产生的影响。最后提出采用数字处理技术对 IEC 闪变仪模型的框3 输出的波形直接计算闪变值，即保证了调幅波的溯源性，又不影响电压波动。 参考文献 1孙树勤.电压波动与闪变M.北京：中国电力出版社，1999. 2邵振国，吴丹岳，林炎.波动负荷的闪变危害评估J.电力系统保护与控制，2009（14）. 3中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会.GB/T12326-2008.电能质量电压波动和闪变S.出版地：北京，2008-6-18. 4叶新坤.电压的闪变检测算法的研究与实现D.成都：电子科技大学，2015.
