提高接地电阻测试仪的措施

　提高接地电阻测试仪的措施，在电力系统的保护和控制中经常需要由电气测量量计算工频量及其他周期分量和非周期分量，这些计算量的精度直接影响后续系统状态分析和控制效果的优劣。通常，采用*小二乘法或傅氏算法对数据进行分析计算。理论上，*小二乘法比较适用于线性系统，特别适合于所有观察结果置信度相同的情况。但是，在电力系统运行中，当系统发生变动时，却不能被看作是一个线性系统，因此这种方法的滤波特性较差，计算精度很难保证。文献通过递推或递归*小二乘法减少计算量，但是计算精度没有提高。提出了一种*佳权重*小二乘法，但并未提高计算精度，而且还增大了计算量。傅氏算法的滤波特性好，但所需数据窗长，不仅受非周期分量影响，其计算谐波分量的精度也较差。提出一种改进算法对衰减直流分量进行补偿，理论上可以消除直流分量对基波及各次谐波幅值和相位的影响，但是实际电气测量量必然存在一定误差，因此该算法计算结果仍有较大误差。针对此问题，上海来扬科技有限公司专业人士提出的*佳平方逼近算法，这种方法不但能够同时计算出电流、电压模型中的基波和各次谐波幅值及相角，而且在具有较高计算精度的前提下，通过改进*佳平方逼近算法，减少了计算量、提高了计算速度，使其与*小二乘法计算速度相当。该算法可以在电力系统中得到广泛的应用。
　　2仿真分析
　　2.1数学仿真
　　根据电力系统的特点，本文对系统含有低频分量和不含低频分量的2种情况分别进行了仿真分析。以电流分析为例，首先建立含有衰减直流分量及非整倍数频率分量的仿真模型。
　　对于电力系统继电保护，2次谐波主要应用于变压器差动保护，3次谐波能应用于定子接地等电机保护，5次谐波能应用于小电流接地选相，其他高次谐波在电力系统中还没有明确的应用。所以一般计算到5次谐波就能满足当前继电保护的需要。
　　原始波形和本算法计算出的基波到5次谐波及直流分量幅值变化的波形可以看出，即使在有高次谐波和衰减的直流分量及噪声的影响下，对各次谐波幅值的计算依然准确，其中本算法计算出的基波误差不超过0.2％，2次谐波误差不超过0.897％，3次谐波误差不超过0.964％，4次谐波误差不超过4.25％，5次谐波误差不超过0.223％，直流分量误差不超过9.7％。而在相同情况下，用*小二乘法计算出的基波*大误差为1.604％，2次谐波的*大误差为4.35％，3次谐波的*大误差为5.45％，4次谐波的*大误差为21.3％，5次谐波的*大误差为5.67％，并且其计算出的直流分量振荡。
　　当电力系统发生低频扰动时，建立相应的数学仿真模型。
　　原始波形和通过本算法计算出的基波到5次谐波幅值变化波形。提高接地电阻测试仪的措施，计算出的基波误差不超过2.102％，2次谐波误差*大不超过4.83％，3次谐波和5次谐波*大误差不超过6.4％。
　　而在相同情况下，用*小二乘法计算出的基波误差为2.244％，2次谐波误差为5.52％，3次谐波和5次谐波*大误差为6.5％。基波到5次谐波幅值变化波形可见，即使还有较大低频分量，本算法计算出来的基波，2次、3次和5次谐波的误差也不是太大，比傅氏算法精度高，与*小二乘法相当，但是比*小二乘法稳定性高，满足电力系统分析的要求。在CPU使用AthlonXP2500＋（主频1833MHz），并在Matlab7.0中进行计算的情况下，*小二乘算法所需时间为0.2587ms；用本算法进行计算时，所需时间0.2641ms。可见，本算法在提高了计算精度的情况下，运算时间与*小二乘算法相差不大。
　　通过上述数学仿真模型验证了本算法在含有高次谐波和非周期分量情况下，依然能够准确计算出基波和各次谐波的量值，而且计算精度受低频分量大小影响比较小，稳定性高。
　　如何提高信号分析的**指数

3.2暂态仿真通过电磁暂态仿真程序ATP（AlternativeTran－sientsProgram）对输电线路三相接地故障进行仿真分析。提高接地电阻测试仪的措施，其中，采样频率为2kHz，0.04s发生三相接地故障。仿U1，U2为电源；M，N为母线）。
　　当发生三相金属性故障时，通过本算法对采集到的A相电流数据进行计算，分析其基波和各次谐波幅值，图6当接地电阻为100Ω时，通过本算法对采集到的A相电流数据进行分析，计算其基波和各次谐波幅值，0.03￣0.07sA相电流波形及本算法计算所得基波至5次谐波幅值变化波形可见，故障20ms后，本算法计算出电流基波的误差为0.1468％。而*小二乘法计算出电流基波的误差为1.0427％。
　　故障20ms后，本算法计算出电流基波的误差为0.7956％，而*小二乘法计算出电流基波的误差为1.3769％。
　　由此可见，在1个周期后，本算法能准确计算出基波的幅值，完全能满足保护测距和故障定位的要求。
　　3结语
　　通过不同数学仿真及对各种故障类型下ATP仿真试验数据的分析结果表明，本文所提出的改进*佳平方逼近算法能够准确、快速地计算出测量量中的周期分量。相对于*小二乘算法，本算法计算精度高、稳定性好；相对于傅氏算法，本算法能准确提取各次谐波分量，而且计算精度受非周期分量大小的影响很小，因此应用此方法能够有效提高对电力系统测量信号分析的精度。