一种数字化冲击电压波形重构新算法

为减少数字化冲击测量系统的测量误差,分析了冲击电压经数字化冲击测量系统后被测波形产生畸变的原因;提出了一种利用离散Gabor变换展开去噪与增量维纳滤波器相结合的冲击电压波形重构算法。IEC1083-2测试数据发生器产生的波形信号的研究表明,该法可有效去除噪声,波形复原准确度和稳定性较高。     

冲击试验电压波形参数的快速确定

提出了利用数字化示波器的测量功能快速确定冲击试验电压波形参数的方法。讨论和评估了该方法对实际测量结果的影响 ,肯定了该方法可行     

雷电冲击电压波形波前时间测量能力验证项目设计与研究∗

基于高压电器绝缘性能试验验证中雷电冲击电压试验波形波前时间准确测量的需求,文章研发了雷电冲击电压试验波形发生装置,用于开展雷电冲击电压波形波前时间测量能力验证项目。     

振荡型雷电冲击电压下变压器绕组电压分布特性

利用振荡型冲击电压进行变压器冲击耐压试验具有波形易于调节、产生效率高的优点,为了研究振荡型类雷电冲击电压和标准雷电冲击电压波形在变压器绕组中分布特性的差异,利用能够产生不同类型冲击电压的发生装置,实际测量了变压器绕组各出线端的电压波形,研究和分析了其分布特性及影响规律。结果表明,相比标准雷电冲击电压波形,振荡型雷电冲击电压波形畸变更为明显,其对变压器绕组首端位置主绝缘和纵绝缘的考核严酷程度更高。     

冲击峰值电压表的参数计算

为了研究电力设备耐受大气过电压或操作过电压的绝缘性能,需要进行雷电冲击波或操作冲击波试验,要经常测量冲击电压。测量冲击电压的常用方法有:(1)测量球隙;(2)冲击峰值电压表;(3)示波器。前两种方法只能测量冲击电压的幅值;后一种方法不仅可测量其幅值,且可以记录波形。在只需测量冲击电压的幅值,而不需记录波形的场合,用测量球隙和示波器比较费时,而且准确度不高,现在趋向于用冲击分压器及冲击峰值电压表进行测量。     

无源三级RC积分器特性的计算

本文提供了无源三级RC积分器电路的电压转移函数H(s),并且说明了通过拉普拉斯变换计算微分积分测量系统和三级RC积分器特性的方法.这种积分器作为微分积分测量系统的重要组成部分,可用来测量雷电冲击电压.文中显示了一组改善了特性的三级RC无源积分器电路的参数和它的特性计算结果.由它组成的微分积分测量系统测量雷电冲击电压的波形误差值很小.所建议的三级RC无源积分器与罗哥夫斯基线圈相结合,还可以用作雷电冲击电流的测量.     

基于动车组电压互感器传递特性波形重构研究

针对动车组车载电压互感器传递特性在高频时的非线性特性,导致目前获取的动车组过电压数据不准确的问题,利用扫频法测量动车组电压互感器传递特性,通过波形重构方法获得更为准确的互感器过电压信号。搭建验证平台,通过电容放电脉冲模拟过电压信号,对该脉冲信号进行重构,重构结果与实际测量结果波形相似度达到99.6%,相对误差减小为6.5%,对重构结果进行moving平滑处理后,重构结果与测量结果在幅值上相对误差减小为1.2%。波形重构方法有效地减小了互感器由于过电压信号中的高频分量而呈现的非线性而带来的误差,获取更为准确的过电压数据。     

一种测量冲击电压的新分压方式

本文介绍一种测最冲击电压用的微分积分系统的分压方式。分别分析了微分和积分环节对波形测量误差的影响。文中给出了一些实验结果。认为这种分压方式有利于数字化测量工作的开展。     

被测量系统畸变的高压冲击波的数值校正

在冲击电压测量中,利用测到的输出电压波形和测量系统的方波响应来重建高压侧的输入电压波形是有价值的。本文采用曲线拟合的方法得到方波响应的方程,并采用三弯矩样条函数求得输出电压波形的一阶、二阶导数,从而提高了数值校正的准确度。本文还给出了一些例子,包括一个1.2MV冲击电阻分压器系统的实验和计算结果比较。它们表明重建的吻合程度是令人满意的。     

冲击二次测量系统性能分析

在雷电波形测量过程中,冲击二次测量系统的测量准确性极大程度影响冲击电压的测量。为评价冲击二次测量系统中测量软件的测量准确度,采用IEC61083:2013中附带的波形测试发生器(TDG)对所编制冲击软件进行测试,发现当软件测试波形为模拟采样率及分辨率较低硬件装置输出波形时,有部分波形的测试结果超出允许误差。针对这种情况,采用插值处理的方法对冲击测量软件进行改进,程序对波形数据进行插值处理后可以较好的还原实际波形,提高雷电波形的测量准确度,对于保证冲击测量系统的准确性有重要意义,可广泛应用于雷电波形测量中。     

纳秒脉冲电容分压器测量系统分析及波形重建

分析了纳秒脉冲条件下微分型、自积分型电容分压器的必要条件。用最小二乘法求得了测量系统的冲击 响应,并根据输入波形预测系统输出,采用基于Wiener滤波的反卷积法重建输入电压脉冲,并与积分器的输出波 形对比。结果表明,波形重建的效果要优于积分器,且不受电压等级、频率及采样频率的影响。     

标准冲击电压校准器的研制与溯源

冲击电压测试设备及仪器需要进行校准以保证冲击电压试验结果的准确性,为此研制了一种校准冲击电压测试设备仪器的冲击电压校准器。在介绍了设计原理后进行了不确定度分析和量值溯源。校准器的电压量程范围为30～1000V,能产生满足IEC60060-1:1989的标准雷电和操作冲击波,并且通过高精度直流电压源以及组成冲击回路的高精度、高稳定度的电感、电容、电阻等基本元器件,从而将冲击电压的参数经过这些元件的不确定度传递到相应的直流电压标准及元件标准上去。经过不确定度来源的分析和评估,校准器所产生冲击电压峰值的不确定度为0.05%,时间参数的不确定度<0.5%,可作为校准冲击电压测试设备以及仪器的标准波源。     

1200kV冲击电压发生器雷电冲击全波调节方法

通过对1200 kV冲击电压发生器输出的标准雷电冲击全波波形进行理论分析计算,提出一种全新的波形调节方法,即根据两次预施加冲击电压得出试品电容,再根据试品电容计算出需要使用的装置级数、波头电阻和波尾电阻。该方法大大提高了试验效率,操作简单,实用价值高,对今后开展高压设备雷电冲击试验具有很强的指导意义。     

基于多重比例谐振的动态电压恢复器谐波补偿策略

针对动态电压恢复器在单相电压补偿过程中基波电压提取和谐波补偿的问题,提出一种基于多重比例谐振的控制策略。在动态电压恢复器数学模型的基础上,分析脉冲响应不变法和双线性变换法对比例谐振控制器的离散化效果,以提升系统数字控制的运算性能。在保证系统动态电压补偿特性的同时,讨论电网基波电压提取的改进方法和多重比例谐振调节对指定次电压谐波的补偿策略,并分析控制器参数对系统性能的影响。搭建10 k W的实验平台进行实验验证,结果证明该方法易于实现并具有良好的基波提取效果和谐波抑制能力。     

静电电位动态测量波形重建算法

为解决静电电位动态测量的补偿问题,提出了一种基于系统辨识的波形重建算法。设计了静电电位动态测量标准装置,对静电电位动态测量仪进行了校准实验,用数字存储示波器采集了标准高压方波输入信号及静电电位动态测量仪畸变输出信号,分别利用最小二乘法以及最优4阶辅助变量法,通过系统辨识得到了静电电位动态测量仪的时域传递函数模型,再用逆传递函数和静电电位动态测量仪实际输出信号恢复出原始被测静电电位信号,获得了满意的波形重建结果。实验结果验证了基于系统辨识波形重建算法的有效性,为提高静电电位动态测量的准确性提供了一种新手段。     

基于小波变换的脉冲信号的提取

探讨了以小波变换为基础的滤波技术在冲击试验后信号波形提取中的应用。针对高电压冲击和大电流冲击信号的处理问题,采用不同层次的小波分析方法,将噪声信号从冲击电压和电流信号中提取出来,小波变换的引入使得波形处理更加简单。结果表明,对不同类型的样品进行冲击试验,小波变换都有较好的滤波效果,并很好地保存了信号的边缘特征。波形的处理结果也表明了该方法的可行性和适用性。     

油浸式变压器现场振荡型冲击耐压试验方法

为满足油浸式电力变压器现场振荡型冲击耐压试验的需要,基于MARX回路,根据变压器的结构特点,提出了试验电压的产生方法和试验接线方法。仿真计算和模拟试验表明:在构成的双指数波形冲击电压发生器的MARX回路中接入电感线圈,可产生符合IEC 60060—3标准的振荡型冲击电压波形。     

直流电缆雷电冲击电压安全裕度研究

高压直流电缆是柔性直流输电技术的关键装备,直流电缆的绝缘厚度设计以雷电冲击电压安全裕度为重要依据。为了获得直流电缆的安全裕度,文中提出了直流电缆雷电冲击电压安全裕度试验方法,建立了相应的试验回路,对冲击电压波形参数进行了计算、仿真和验证,获得了波前时间为1~5μs、半峰值时间为40~60μs的冲击电压波形;提出了直流电缆雷电冲击电压安全裕度的分析方法,计算了电缆绝缘的电场分布。研究表明,文中所提方法可以获得直流电缆的雷电冲击电压安全裕度,为高压直流电缆绝缘厚度设计提供了依据。     

工频–雷电冲击叠加电压检测GIS金属尖刺缺陷有效性研究

气体绝缘封闭式组合开关设备(gas insulated switchgear,GIS)在电力系统具有广泛应用,GIS运行过程中金属尖刺缺陷严重威胁其绝缘可靠性。然而,高电压等级下金属尖刺缺陷难以被传统现场试验检出。该文提出工频-雷电冲击叠加电压检测法。首先构建工频-雷电冲击叠加电压实验研究平台,针对工频-雷电冲击叠加电压下金属尖刺缺陷放电特性进行研究,继而研究工频-雷电冲击叠加电压检测金属尖刺缺陷方法有效性。结果表明:当交流电压(UAC)大于起晕电压时,同极性叠加导致击穿电压(Us)增大,反极性叠加导致Us减小。叠加相位对Us的影响稍滞后于工频波形。随不均匀度增加,曲线平台期缩短直至消失。在交流电压135°叠加负极性雷电冲击电压,GIS金属尖刺缺陷放电电压最低,外施电压较雷电冲击试验下降24.9%,可以有效检出缺陷。