高压输电线路监测设备感应电源设计

高压输电线路上的电子监测设备供电问题是目前工程应用中的难点和关键点。研究稳定、可靠并且可以持续供电的电源具有重要的价值。对此,提出了一种应用于高压侧电子监测装置中的电源方案。电流互感器从输电线上感应获得电能,经过整流电路、滤波电路、直流稳压电路,可以获得电子监测设备所需的低压、直流电源。试验结果表明,在输电线路电流为0～1 000 A的范围内,取电电路可以得到稳定的+5 V的直流电压,无电源死区。该研究成功地解决了高压侧有源电子装置的电源供电问题。这种将"强电"转化为"弱电"、从高压上获取电能的方式,不仅可以应用于高压输电线,还可以应用于高铁接触线上的监测设备供电,应用前景广阔。     

高压输电线自具电源的设计

介绍了一种从高压输电线上进行取电的电源方案,通过互感自取电直接从输电线上获得电能。凭借将锂电池与超级电容进行联合供电的充放电技术,电源设计部分成功解决了夜间母线小电流状态输出功率小、设备供不上电的问题,运用整流电路后级的能量泄放电路,降低了整流桥上的感应电压并限制了互感器的输出电流,解决了母线大电流状态对后级电路的影响。结果表明,混合能量存储系统比单一能量储能装置可以发挥更好的性能。     

高压电容取电技术的研究与设计

针对传统技术中采用电压互感器分压带来的不便,设计出基于电容式高压取电的新型取电设备。该设备将电容、变压器串联构成串联电路,由此实施高压取电;利用电容式高压取电原理,设计了新型的高压取电电容;在电路中增加继电器监测单元和过电流监测单元,保证了电路的安全性;通过电容分压,有效地将电路中的高压转换为低压,将得到的电能存储到超级电容器组中,超级电容器组用作供能装置向电力线电网线路中的负载输出电能,供负载使用。试验表明,采用电容式分压原理进行高压取电,不仅用法灵活,减轻了电力线路的运行负担,还提高了带载能力,具有较好的实用价值。     

防雾型嵌入式输电线路覆冰监测装置的研制

在高寒大雾的山区进行输电线路的覆冰监测经常由于安装在杆塔上的摄像头与待拍摄的导线距离太远而导致大雾天不能清晰的拍摄输电线路的覆冰情况。本装置采用基于ARM的嵌入式系统直接将摄像头安装在输电线路上进行近距离的拍摄,获得导线清晰的覆冰图片。系统设计考虑装置运行在高压输电线路上存在干扰,因此对PCB设计进行合理端接减少干扰,而装置供电电源采用了导线取电和太阳能的方式可较好的解决了装置的供电。该装置的成功应用使得大雾的山区能清晰获得线路覆冰图片,为输电线路的安全运行提供指导。     

输电线路塔上设备供电方式分析

输电线路及杆塔上安装的用于监测、运维、通信等功能的设备需要稳定、持久、可靠的电能供应。文章通过分 析本地供电及远供电方式的优缺点及适用性,提出了适用于安装在输电线路及杆塔上的设备的几种供电方式：光伏供电,风机 供电,蓄电池供电,抽能取电,并创新地提出采用新型馈电OPGW进行随线馈电的供电方式。输电线路感应抽能及随线馈电 技术作为新型的在线取电的方式,与传统的供电方式相比可输出功率较大,但是其存在稳定性、对输电线路安全性的影响及经 济性等问题,建议进行更深入的研究。     

基于JW7221的通信电源热插拔保护电路设计

通信电源在进行热插拔维护作业时,会产生浪涌电流冲击和母线过欠压问题,为保证后级通信设备能够不间断稳定运行,电源供电背板应具有热插拔功能,避免因浪涌电流和异常母线电压对下游元件和线路造成冲击和烧毁。为此,设计了一种基于JW7221的热插拔保护电路,其集成了热插拔功能、交直流输入切换、输入防反接保护、输入过/欠压保护、输入过电流保护、MOSFET功率保护及自动重启功能。通过样板测试验证了该热插拔保护电路设计的正确性和有效性,可有效提高通信设备的可靠性和快速维修性。     

航空设备电源电流冲击防护设计及分析

针对航空设备在上电启动过程中,常常会发生电流过冲现象,而不能很好地满足GJB-181B规定的设计要求这一问题,结合航空电气设备工作电源使用要求,分析了现有典型电源电路的设计缺陷和不足,给出一种简单、实用的电源启动电流冲击抑制保护电路。通过试验,证实了所设计的电路具有启动电流稳定、可靠性高等特点,有效解决了航空设备电源启动过程电流冲击问题。该方法也可以广泛应用于其他领域设备工作电源的设计中,具有重大的工程应用价值。     

基于鉴相鉴幅方式的选择性漏电保护电路设计

提出了一种基于鉴相鉴幅方式的用于煤矿井下综采设备电控装置的选择性漏电保护电路的设计方案。该选择性漏电保护电路主要利用故障线路的零序电流与非故障线路的零序电流相位相反、故障线路的零序电流相位滞后零序电压相位的原理,通过比较零序电流与零序电压的相位及二者幅值与设定幅值的关系,实现了对煤矿井下综采设备电控装置的选择性漏电保护功能。实践表明,该电路适应能力强,应用灵活方便,安全可靠。     

基于新型换流变压器偏磁特性仿真研究

研究变电站优化供电问题,高压直流输电中交直流输电线路并行时换流变压器存在直流偏磁问题,直流偏磁产生的谐波严重干扰到电网的安全运行.分析了新型换流变压器在直流偏磁下的励磁电流畸变特性和谐波特性,为了提高电力系统安全保护性能,提出采用感应滤波技术来抑制直流偏磁谐波的新方法,根据新型换流变压器的参数建立交直流输电线路系统模型,对谐波特性进行仿真,仿真证明了感应滤波技术在交直流输电线路平行架设时对直流偏磁产生的谐波污染具有良好的隔离屏蔽效果,可为设计提供依据.     

一种带多重保护的高压功率放大器

针对市场上常规信号源输出电压低,带负载能力弱,无法驱动超声波换能器等大功率容性负载的实际问题,以高压运算放大器PA84为核心器件,设计了一种高压功率放大器.放大器采用单片机作为控制核心,利用单片机自带的A/D并结合自建的高速仪用放大电路,实时采样输出电流,实现了输出短路及过流保护;利用自建的调零电路实现了放大器上电自动调零,有效减小了放大器的零点漂移;高压供电回路中串接自恢复保险丝,实现了对输出功率的限制.该放大器输出幅度可达±140V,最大工作电流1A,并具有完善的过载及功率保护功能.实验结果表明,放大器具有较好的线性度和稳定性,满足工程实际需求.     

基于独立分站的煤矿井下高压电网自适应保护系统方案

针对煤矿井下高压供电系统速断保护经常越级跳闸的问题,提出了一种基于独立分站的自适应保护系统方案。该方案通过对每条线路的电压、电流进行实时监视和分析,自动改变继电保护的整定值和特性以提高过流保护装置的灵敏性、可靠性;通过独立分站实现了速断保护的纵向选择性,为消除矿井高压电网长期存在的因短路故障而引起越级跳闸的安全隐患提供了技术支持。     

高压直流断路器测控装置的设计与试验分析

直流输(配)电是目前电网发展的趋势,而高压直流断路器的研发是影响其发展的关键技术之一。测量与控制装置的研究是高压直流断路器的研发要点。采用高压电力电子器件,DSP+FPGA相结合的控制方式,对其测控装置进行研究分析,提出了区间阈值的控制方法及相应的控制时序,从高压直流输电、能源多样化的发展需求入手,将机械开关和固态开光相结合,设计了一套混合式高压直流断路器样机。通过对样机进行合分闸试验及故障分闸试验,证明了所研制的高压直流断路器样机具有分闸动作快,限弧能力强,动作一致性好等优点。     

分布式直流电源远程监控系统及关键技术设计

为了提高分布式直流电源远程监控能力,构建了分布式直流电源远程监控系统架构,能够使其中的各种数据模块实时在线获取直流电源的实时数据信息,并将该数据信息传递到控制中心,从而实现动态调节智能化控制。在实现数据监控时,主控制器采用MSP430系列单片机,通过测量交流压降的方法采集电源的电压,温度检测电路采用DS18B20芯片。开关量监控模块采用AVR单片机Mega64L-8AU作为控制单元,并在通信接口处加装600W的防雷防浪涌保护装置,带有3000V的光电隔离。并设计出故障诊断电路,结合电阻平衡法、不平衡桥法和直流差流法对母线和支路接地故障进行诊断。试验结果表明,本研究方法能够大大提高分布式直流电源远程监控能力。     

高压电晕电流自主供能测量装置

为了能够连续检测高压直流输电线路的电晕电流信号,更好地研究高压直流传输线路的电晕电流特性,研制了一种可以通过太阳能进行自主供能的电晕电流测量装置。将太阳能光伏发电技术应用到高压环境检测设备中,通过对光伏电池输出特性的分析,利用ANSYS电场仿真技术优化出工作于高压环境中自主供能检测设备的最优结构,并对其进行了高压放电测试和实际线路测试。研究结果表明：结构优化后的测量装置表面电场强度有效降低,可以在高压复杂电磁环境中稳定工作;自主供能测量装置的供能周期有效延长,可以有效完成电晕电流长时间测量任务,使设备的工作效率得到大幅提高。     

基于嵌入式的电量计量采集系统研究

考虑到目前电量计量采集系统线路布置复杂,针对窃电行为的监测和判断能力弱,本文研究一种基于嵌入式的电量计量采集系统。嵌入式电量计量系统的构成有两部分：高压侧用电信息无线监测装置和低压侧用电信息远程监测装置。高压侧用电信息无线监测装置的工作原理为对高压侧的电路信息进行采集,之后通过发射模块将信息传递至远程监控单元,监测人员可通过监控中心直接对电路信息进行远距离实时读取。低压侧用电信息远程监测装置对各个用电用户的用电信息进行直接识别,而后将识别分析结果输送到监控主站的信息库中。实验结果表明：高压无线检测装置检测到的数据通过换算后得到的用户用电情况曲线却不能和低压侧无线检测装置得到的数据曲线重合,说明该装置能够检测到人为窃电操作,验证了本文研究的嵌入式电量计量采集系统能够实现窃电的精确识别。     

基于半动态拓扑优化算法的地铁车辆高压供电电路过流故障同步诊断方法

地铁车辆处于复杂的运行环境中,高压供电电路很容易发生过流故障,为迅速辨识过流故障类型,设计了一种基于半动态拓扑优化算法的地铁车辆高压供电电路过流故障同步诊断方法。应用半动态拓扑优化算法,构建模态坐标空间内高压供电电路的电流微分运动模型。结合粒子群算法与优化VDM分解方法,提取模型的过流故障特征。基于BP神经网络与遗传算法构建过流故障同步诊断模型,实现高压供电电路过流故障的同步诊断。案例测试结果表明,该方法对于变压器过流故障、变流器过流故障以及弓网接触不良故障的诊断都比较准确,特别是对于变压器与变流器的过流故障诊断十分准确。     

绝缘电阻测试仪高压可控电源与量程切换电路设计

针对数字式绝缘电阻测试仪的直流高压可控开关稳压电源和量程的自动切换电路,采用ARM 7结构的LPC2136芯片作为控制核心,在直流高压电源电路的反馈回路中控制直流高压输出值,在高压采集回路中实现量程切换。文中对直流高压电源的前向通道和反馈通道、高压采集回路中的量程切换电路的电路结构和基本原理进行了详细的阐述。设计将高压输出电压值的控制与量程切换控制在不同的电路中实现,提高了电路的可靠性,经测试达到了好的效果并得到应用。     

嵌入式远程实时监控图像传输控制系统设计

针对当前图像传输过程易出现信息丢失、耗时过长等问题,提出一种嵌入式远程实时监控图像传输控制系统设计方法;该设计方法基于STM32模式,通过STM43模式连接电源电路、接口电路、监控数据传输电路模块,到监控图像传输控制系统整体结构,将监控图像数据经IP网络与客户端相连实现监控图像传输,最后分别对监控信号处理模块和图像检测模块的算法进行优化;实验证明,所设计系统有效避免了图像传输中图像信息丢失现象,具有实践价值。     

基于故障电流变化率的大功率本安电源设计

针对现有本安电源存在的输出功率小、保护效果差、动态响应速度慢等问题,设计了一种基于故障电流变化率的大功率本安电源。将本安电源等效为电势电容(EC)电路,分析了EC电路短路故障特性:短路初始阶段火花放电电流迅速上升,电流变化率会发生突变。通过检测短路故障后电路中故障电流变化率的值,可以提前预知故障状态,在故障电流达到传统电流保护方法所设置的保护阈值之前便触发保护功能,并在短路故障的初始阶段切断输出回路,提高本安电源的输出功率。大功率本安电源包括开关电源和本安保护电路2个部分:开关电源采用反激变换结构,其控制电路以UC3842为核心,反馈电路以光耦与三端稳压器TL431为核心;本安保护电路基于故障电流变化率来限制火花放电的能量,主要包括故障检测电路、比较电路、自恢复电路、软启动电路、驱动电路。本安电源样机性能测试结果表明,交流输入电压在90~265 V波动时,本安电源功率因数不小于0.96,输出直流电压纹波在20 mV以内,电源效率在85%以上。短路实验结果表明,本安电源在发生短路故障后的瞬态输出能量为65μJ,满足设计要求。