智能变电站就地智能设备电磁兼容抗扰度试验分析

随着智能变电站建设的全面推进,二次智能设备就地布置成为趋势,但就地布置后,开关场的电磁环境比保护小室更为严酷,为了研究开关场的电磁骚扰对就地智能设备的影响并定量分析电磁骚扰强度,在某110 k V智能变电站就地合并单元发生异常情况之后,运用排除法确定了刀闸操作产生的电磁骚扰是合并单元产生异常情况的重要原因,随后对该变电站就地合并单元进行电磁兼容相关实验并对其结构进行改进,测录了该110 k V和某500 k V智能变电站的电磁骚扰信号,分析了电磁骚扰信号的幅频和时频特性。结果表明:110 k V变电站的合并单元地线骚扰信号峰峰值为4.6 k V,500 k V变电站TV二次侧电压通道骚扰信号的峰峰值甚至达到了6 k V,此骚扰信号峰峰值大于IEC 61000-4-4标准规定的IV级电快速瞬变脉冲峰值,IEC61000-4-5标准规定的IV级浪涌(冲击)信号峰值和IEC61000-4-10标准规定的IV级阻尼振荡波幅值,此外,实测的骚扰信号主频都在兆赫兹级,目前最新的IEC61000-4-10阻尼振荡波抗扰度标准已经新增了3 MHz、10 MHz和30 MHz的振荡频率,因此综合来看,当前国内的电磁兼容抗扰度试验标准已不足以考核就地安装的二次智能设备。     

500kV气体绝缘变电站开关操作对智能组件电流互感器端口电磁骚扰的实测及分析

智能变电站多将保护和控制以及监测等电子设备下放到汇控柜内,由于距离电磁骚扰源更近,使得这些电子设备的电磁兼容问题更加突出。为此,运用自制的电磁瞬态测量系统,对某500 kV气体绝缘变电站调试期间隔离开关和断路器操作在汇控柜电流互感器组件端口产生的骚扰电压进行了测量。测量结果显示,气体绝缘开关设备汇控柜内智能组件端口共模骚扰电压最大值为326.75 V,差模骚扰电压最大值为189.84 V。并分析比较了隔离开关操作、断路器合闸操作和断路器分闸–合闸–闸操作时端口骚扰电压的差异。断路器操作时端口骚扰电压有可观的幅值水平,尤其是断路器分闸–合闸–分闸操作时端口骚扰电压在幅值、微脉冲持续时间和上升沿上较隔离开关操作时有更为严重的情况出现。最后,研究了IEC 61000-4-18阻尼振荡波试验标准与实测波形的对应情况。实测波形参数和标准波形参数略有差异,总体的对应情况较好。实测端口的电磁骚扰水平低于IEC 61000-4-18标准的试验等级1。     

GIS变电站开关操作引起的二次设备端口电磁骚扰模拟实验及分析

在GIS变电站中,智能二次设备如合并单元、智能终端等测量监测设备就地放置在汇控柜中,这些电子设备容易受到开关操作引起的瞬态电磁干扰。为了方便测量和研究不同工况下电磁骚扰数据,设计了一种模拟试验平台,可用于模拟产生开关操作情况下GIS变电站传感器和二次设备端口电磁骚扰。利用陡波电源作为激励源进行实验,测量了GIS中心导杆与外壳始端终端电压、GIS外壳对地电压、模拟传感器端口骚扰电压、模拟汇控柜端口骚扰电压。测量波形与IEC相关标准进行时域和频域对比,说明其符合阻尼振荡波基本特征;与GIS变电站实测骚扰对比,说明其与实测波形特征有较好的一致性,能够用于二次设备端口骚扰电压耦合特性,防护措施评价及考核方法研究。     

500kV天一变低抗投切的暂态电磁骚扰

针对低抗投切过程中产生的暂态电磁骚扰对附近主控楼和开关场保护小室内二次设备的正常工作可能的干扰,在500kV天一变电站进行了暂态电磁骚扰测试。结果表明低压电抗器附近的暂态电磁骚扰基本表现为阻尼振荡波,根据DL/Z713-2000《500kV变电所保护和控制设备抗扰度要求》中所规定的相关抗扰度试验等级强度,判定低抗投切过程中产生的暂态电磁骚扰不会对这些小室内二次设备的正常运行造成影响。     

GIS变电站开关操作瞬态电磁骚扰研究进展

随着智能变电站的发展,GIS开关操作瞬态电磁骚扰问题更加突出,需要引起重视。该文介绍了国内外在GIS开关操作瞬态电磁骚扰试验、仿真和防护3个方面的研究进展,分析存在的问题,并给出解决思路。试验研究方面:建议采用光学效应传感器测量以解决D-DOT和B-DOT传感器低频带宽的不足;研制GIS隔离开关操作骚扰试验平台,可开展就地化保护装置端口的电磁骚扰测量。仿真研究方面:建议完善GIS套管模型以计及辐射损耗和对波形的调制作用;建议发展基于全波模型的地电位差传导骚扰和空间电磁场仿真。防护研究方面:推荐了互感器二次中性点和二次电缆屏蔽层的接地方式;建议在制定就地化保护装置电磁兼容抗扰度标准之前,可以基于GIS隔离开关操作骚扰试验平台开展抗扰度试验。     

电磁兼容性标准简介（二）

各项标准的试验等级要求及试验方法(1)振荡波抗扰度(IEC 60255-22-1:1988(GB/T14598.13-1998))振荡波分为非重复性的振铃波和重复性的阻尼振荡波两种形式。单次冲击的暂态振荡称为“振铃波”,它是由电源和控制线的开关切换或雷击引起,可能呈现在设备端口上。阻尼暂态振荡波称为     

冲击电流作用下二次系统骚扰电压统计特性及与抗扰度试验符合性研究

换流站二次设备容易受到雷击、故障及开关操作产生的瞬态电磁骚扰的影响。为适应电力系统的发展,提高二次系统可靠性,建立符合工程实际的电磁兼容考核标准,在某特高压换流站开展了冲击电流入地试验,实测得到二次设备端口的骚扰电压,并采用随机加权法及自助置信区间的统计方法获得骚扰电压的特征参数,并与GB/T 17626.5《电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验》和GB/T17626.12《电磁兼容试验和测量技术振铃波抗扰度试验》进行了对比分析。结果表明,标准浪涌波在持续时间及下冲方面与实测波形符合性较差;100k Hz的标准振铃波与此次测量的骚扰波形相关性较差,降低频率至20k Hz波形相关系数可达到0.89;综合考虑骚扰电压的外推结果与实际故障发生时的冲击电流,建议将浪涌和振铃波抗扰度最高等级试验电压提高至6k V。     

电源滤波器抑制阻尼振荡波的试验研究

针对变电站一次回路开关操作产生的暂态干扰,分析电源滤波器的插入损耗和特征阻抗,进行电源滤波器抑制阻尼振荡波抗扰度试验,研究了电源滤波器在抑制开关操作引起的电磁干扰方面的作用,为在变电站电磁环境内选用电源滤波器提供了参考。     

变电站二次电缆瞬态电磁骚扰的特征统计方法与不确定度分析

针对瞬态电磁骚扰数据样本量小和分散性强的特点,结合自助统计法,提出了偏差矫正的自助置信区间估计法和多次测量不确定度的B类评估方法。首先在变电站测量了开关操作时二次电缆端口的瞬态电磁骚扰,其次应用基于自助法的随机加权原理和偏差矫正的自助置信区间估计法,得到特征参数的统计均值和置信区间。然后应用瞬态电磁骚扰多次测量不确定度的B类评估方法,得到了特征参数的不确定度。最后评估标准波形特征参数与实测波形的符合性。分析结果表明：多次测量骚扰电压峰峰值的分散性是产生不确定度的主要因素;100~300 kHz区间实测骚扰电压的上升时间显著长于100 kHz慢速阻尼振荡波;6.5~10 MHz区间实测骚扰电压的上升时间显著长于快速阻尼振荡波;实测骚扰电压波形随区间频率的增加,持续时间缩短。     

GIS设备开关操作对其传感器和智能组件端口骚扰电压的模拟试验研究

GIS变电站结构紧凑,因电子设备与一次设备高度融合,使得电子设备的电磁兼容问题显得尤为重要。GIS设备开关操作产生的特快速瞬态电磁过程主要由传感器–电缆–智能组件这段电路对电子设备产生电磁影响。针对变电站电磁环境的复杂性,且现场测量是获得传感器和智能组件端口电磁骚扰数据的主要手段,提出一种GIS设备传感器和智能组件端口瞬态电磁骚扰的模拟测试方法,该方法无需改变变电站原有的传感器和智能组件,且在变电站现场具有很强的可操作性,然后分别将该方法应用于实验室GIS设备试验研究平台及智能变电站现场,并获得GIS设备传感器和智能组件端口电磁骚扰的时域和频率特性。研究结果表明,采用有效的屏蔽措施和接地技术后,220 kV电压等级GIS变电站开关操作产生的电磁骚扰对传感器和智能组件的正常工作不构成严重威胁。     

高压断路器振动信号的指数衰减振荡波建模方法

分析了常规的指数衰减振荡波建模方法的实质和不足,提出了基于断路器振动信号传播中畸变现象的改进型建模方法。在频域内建立了自学习的优化建模策略,并通过实例分析初步验证了该优化策略的正确性和可行性。该建模方法为高压断路器机械状态的监测与诊断提供了新的理论依据和技术手段。     

提升配电网电缆附件隐患检测效率的综合检测方法

随着城市化进程的的稳步推进,大量市区架空线路"提档升级"逐步采用电缆线路。特别是近十年以来,大量的电缆被安装到了配电网系统中。如何有效检测出在运配电电缆的隐患也成为了迫在眉睫的问题。提出了一种综合利用现有在线测温、暂态对地电压局部放电检测、阻尼振荡波检测等配网电缆检测方法,能有效地检测、诊断及定位电缆附件绝缘隐患的方法。     

开关电源输入滤波器的设计

本文介绍了在开关电源应用中如何选择和设计最优化的输入滤波器。     

无源阻尼滤波器分析

目前输出滤波器多采用传统的LC无阻尼滤波,这种滤波方式在输出特别是空载或轻载时极易产生振荡,严重影响整个系统性能并产生电磁干扰问题.近年来新型的阻尼滤波因其性能有着极高的优越性被广泛关注,其中有多种电路拓扑可供选择,对其分析比较了解各种拓扑的各自特点.综合技术与成本考虑,L-CCR型阻尼滤波器更为优越.     

硅橡胶基磁流变弹性体阻尼耗散特性研究

分别在无场和有场条件下制备了不同软磁颗粒含量的磁流变弹性体,利用流变仪振荡剪切模式对其阻尼耗散特性及其主要影响因素进行了试验研究。研究结果表明,软磁颗粒含量越高,磁流变弹性体的损耗模量越大,但损耗因子越小;增塑剂含量越高,磁流变弹性体的阻尼可控范围越大;随着磁感应强度和振荡频率的不断增高,磁流变弹性体的阻尼耗散特性相对减弱;且硅橡胶基磁流变弹性体在小应变工作环境下才能充分发挥其阻尼可控特性。     

步进电动机有源阻尼控制方法研究

对基于激磁磁势进行电流补偿的两相混合式步进电动机有源阻尼控制方法进行了深入的研究,该方法利用步进电动机的非线性模型,在细分控制的基础上引入位置或者速度反馈形成电流补偿,以达到改善系统阻尼特性的目的.首先阐述了该方法的控制原理,然后详细计算和分析了由位置偏差的比例调节,速度偏差的比例调节以及位置偏差的PID调节3种形式构成补偿电流时,补偿电流对系统阻尼特性的影响,并且给出了极点配置的方法和调节系数的选择依据.     

基于BOOST和LCR阻尼振荡的超声波电机驱动系统研究

为实现超声波电机驱动的小型化,本文提出了一种基于BOOST和LCR阻尼振荡的驱动系统,该系统根据MOSFET的开通和关断分别工作在滤波储能和电压补偿状态。前者以LCR阻尼振荡电路为基础实现电压波形的优化,后者通过BOOST升压补偿由LCR阻尼振荡带来的电压衰减。选择最优的加压时机使BOOST升压和LCR阻尼振荡电路之间相互配合,从而保证电路的输出电压的频率和峰值到达设计要求。     

衰减振荡冲击波传播时由电晕引起的变形

改进了一种冲击电晕模型,使能计及衰减振荡冲击波电晕伏库特性的回环部分,并装入EMTP.计算比较了计不计及此回环特性时,衰减振荡波在架空线上传播时波变形的影响,并与文献上的实测结果进行比较.     

高频与振荡波检测技术在电缆局部放电定位中的综合应用

电力电缆作为大型城市电网中的联络枢纽,为城市发展发挥了重要作用,但由于设备质量、安装工艺等原因,造成的电缆附件故障时有发生。结合一起现场测试案例,通过应用高频与振荡波2种局部放电检测技术,介绍一起35kV电缆中间接头局部放电缺陷的定位与诊断分析过程,并分析局部放电信号的图谱特征,对后期现场测试提出建议。     

Optimal Design of 1 Phase Linear Oscillatory PM Motor Series for Small Compressor Like Drives: With FEM and Self-Starting Transients Validation

Refrigerator compressors are currently driven mostly by rotary line start or variable-speed (inverter-fed) motors with mechanical transmission. Direct driving of pistons by linear oscillatory resonant PM 1 phase motors has just been introduced to low power (less than 100 W) such applications. The present paper introduces a 3 pole PM mover 1 phase PM linear oscillatory motors, in terms of optimal nonlinear analytical design methodology, with FEM and dynamics validation. Both 50 and 250 Hz (inverter fed) operation for 2000 and 100 W is exemplified for minimum active materials costs and, respectively, minimum global costs (losses capitalized cost is added). For the line start case study (at 2000 W, 50 Hz) a circuit model for transients is introduced and the motor self-starting transients with full power delivery at above 91% efficiency is available. The 50 Hz motors are heavier around (5.7 kg/kW at 2000 W and 7.5 kg/kW at 100 W, respectively) than the 250 Hz motors around (1.2 kg/kW, 3 kg/kW) but the latter require inverter control.