雷电冲击电压波形k因子零相位数字滤波器设计 design of zero-phase digital filter with k factor used in parameters evaluation for lightning impulse.pdfVIP

第31卷第2期 电工电能新技术 V01．31，No．2 2012年4月 Advanced ofElectrical and Apr．2012 Technology EngineeringEnergy 雷电冲击电压波形K因子零相位数字滤波器设计 司文荣1，傅晨钊1，黄 华1，金 珩1，李彦明2 (1．上海市电力公司电力科学研究院，上海200437； 2．电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学)，陕西西安710049) 摘要：针对必威体育精装版版IEC60060—1《高电压试验技术，第一部分：一般定义及试验要求》中叠加过冲和 振荡的标准雷电冲击波形的数字处理程序，其引入与频率相关的试验电压因数矗(力，介绍一种设 计等价于磨(．，)对应转移函数的K因子零相位IIR数字滤波器的方法。对零相位数字滤波原理进 行了分析与仿真实验。基于IEC60060．1中定义的试验电压因数矗(力，给出了设计K因子零相位 IIR数字滤波器的推导过程，以及可用于开发冲击电压测量软件的时域滤波差分方程。最后对最 2．04中 新版IEC61083-2(高压冲击试验测量用仪器和软件，第二部分：对软件的要求》附带的TDG 几种典型雷电冲击电压波形进行了滤波处理与参数提取，验证了该方法的可行性和准确性。为研 制冲击电压测量系统提供了一种实用的数字滤波技术。 关键词：试验电压因数露(D；零相位；数字滤波；雷电冲击；参数提取 中图分类号：TM835 文献标识码：A 文章编号：1003·3076(2012)02-0011-04 后的数据；④对剩余数据用双指数函数模型拟合： 1 引言 电力系统在实际运行中不可避免地会遭受雷电 exp(一(t—D)／c)](1) 冲击，为了研究电力设备在遭受雷电过电压时的绝 式中，t是时间；‰(f)是双指数电压函数；A，B，C 缘性能，许多电气设备在型式试验、出厂试验或大修 和D是拟合参数。⑤将U’(1)中点D至点砜．．之间 后利用冲击试验发生器进行雷电冲击电压试验。雷 的数据替换为Ⅱ。(I)，得基准曲线u。(t)；⑥从 电冲击电压的破坏作用不仅决定于幅值，还与波前 陡度有关。为了保证多次试验结果的重复性和各实 U’(t)一U。(t)；⑦构建一个数字滤波器，其转移函 验室间试验结果的可比性，对波形类型及波形参数 数为试验电压因子函数Ji}(力，其与频率相关(见图 1)： 定义应有明确规定，为此国际电工委员会(IEC)和 国家标准(GB)规定了标准雷电冲击全波和截波的 后(力=1／(1+妒2) (2) 具体特征参数…。 式中，口=2．2，f为频率，单位为MHz。⑧对剩余曲 必威体育精装版出版的IEC60060-1给出的叠加过冲和振 线以(t)使用数字滤波器获得滤波后的曲线 荡的标准雷电冲击参数计算程序如下¨引：①从输 UR，(1)；⑨将曲线U。，(t)叠加到u。(；)上获得试验电 入电压为零所记录的开始部分计算电压的平均值， 压曲线以(t)，从而进行参数提取(包括试验电压值 求取记录曲线的基准水平；②从记录曲线∥(f)中 U。、波前时间t、半峰值时间t和相对过冲幅值p’。 去掉基准水平偏置，并用该曲线U’(I)进行后续步 与以往旧版本IEC60060．1标准中给出的冲击 骤，求取其极值U。；③求取波前小于0．2U．电压值 电压参数计算程序比较可得出，其最大的改动在于