电压波动与闪变的研究现状

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电压波动与闪变的检测方法研究目前，国内外的闪变仪测量电压变动的方法主要有三种[3-5]：平方检测法，整流检测法，有效值检测法。这三种方法对单一频率成分的调幅波检测较为准确，当

调幅波频率成分增多时，误差会随之加大。65003

文献[6]提出了基于FFT测量闪变的方案。由于波动电压的各个成分频谱间隔小，利用FFT变换直接对波动电压进行分析，容易因为采样频率和采样点数选取不当而导致频谱混叠。

文献[7]提出了利用卡尔曼滤波算法实现闪变的检测，这个方法普遍计算过程复杂，计算量大。论文网

小波变换作为一种新兴的信号处理工具，因其具有时频多分辨分析能力，在电压波动与闪变方面也得到了广泛应用。文献[8]提出了一种基于小波多分辨率分解和同步检波相结合的方法进行闪变信号的检测。通过同步检波将信号频率成分分别向左搬移到OHz左右，向右搬移至100Hz左右，再通过对低频信号进行小波分解从而得到闪变包络线。然而，在应用中难以保证获得的同步信号与实际电压波动信号的频率、相位相一致，从而带来了测量误差。文献[9]在此基础上提出了利用相关法测量电压信号的初相位，从而得到同步电压。然而这些方案必须在小波变换重构出被分析信号后才能提取信号的包络线，否则，所确定的包络线将随被分析信号起点位置的改变而改变。信号重构将增加分析过程中的计算量。

文献[10]针对小波技术分析闪变的缺点，提出一种采用小波技术的移动不变方案。这种方案利用奇对称实部和偶对称虚部的线性相位复小波，在小波变换域生成一对同频率、同幅值的正交信号，用以分离电压闪变信号的包络线。

文献[11]提出了将盲信号分离法引入到电压闪变分析中。理论可行，抑制噪声效果好。由于此方法需要根据调幅波信号中的频率成分个数和信号中噪声确定构造嵌入矩阵的维数，并求解超定方程组。而在实时检测调幅波时，调幅波的频率成分事先是不知道的，因此此方法的应用将受到限制。

由于电压波动信号可以看成是以工频电压为载波，电压均方根值或幅值受到以电压波动分量作为调幅波的调制。因此分析闪变的核心，是分离出幅值被调制的电压信号的包络线。调幅信号的解调制问题在处理通信信号时经常遇到，常用的方法是Hilbert变换，因此其在电压闪变中得到了广泛的应用。Hilbert变换器是幅频特性为1,正频率分量相移负90度，负频率分量相移正90度的全通滤波器[12]。信号经过Hilbert变换后与原信号构成一个复信号，用以提取闪变信号的幅值。文献[13]将经验模态分解法(EMD)与Hilbert变换结合提出Hilbert．Huang变换法检测闪变包络线；文献[14]分别将Prony算法、数学形态滤波与Hilbert变换结合检测波动电压幅值。这些检测方法的本质仍是以Hilbert变换提取闪变电压的幅值。

综上所述，闪变检测方法已经有许多种，对各种方法的性能作一下深入的比较和分析，掌握各种检测方法的特点，以便于应用在不同要求的实际系统中，具有十分重要的意义。

2 电压波动与闪变的检测仪器

从20世纪60年代起，日本就有几种闪变仪[15]问世，经过十几年的应用后，1978年日本电气加热技术协会和电弧炉技术委员会制定日本国内统一的闪变标准，采用△V10闪变仪的规格，即折算成10Hz的闪变值(％)，△V10闪变仪是将输入电压经有效值检测法提取出电压的波动分量，乘上相应的视感度系数，经全波整流取 lmin 的平均值，输出△Vf值,再除视感度系数加权得到△V10。日本制的△V10表大多为模拟式的，但已有视感度环节。英国1960年研制的ERA测量仪比较独特，它是根据电弧炉供电技术规范中关于电压闪变定义而研制的。并没有“视感度滤波”环节，因此只能用于测量电弧炉引起的闪变。1973年，西德高压技术协会(FGH)开发一种闪变测量仪，一直使用至今。其原理是用一个信号传感器，将电压的波动，按照人眼对闪变的觉察程度，转换为一个输出信号。该仪器主要由白炽灯和滤波器电路两部分构成。其滤波器用于把灯光烁转换为与人眼对闪变的感觉相适应的测量电压。但该仪器还不是完全按照20世纪70年代末提出的心理物理学的闪变感知模型设计的。到了二十世纪七十年代末期，才出现了按照人眼闪变感知模型设计的UIE闪变仪和其它类型的闪变测量仪。国际电热协会为了统一国际上闪变测试与评价标准，从1979年开始，对电压闪变的测试与评价方法做了深入而系统的研究，并在各国原有闪变仪的基础上，与国际电工委员会共同提出了“闪变仪的功能及设计技术条件”以及“闪变估计的统计方法及闪变严重度的短时与长时评价方法”。