基于双端原理的中压电缆潜伏性故障定位方法

提出一种基于小波包变换和相关性分析的中压配电电缆潜伏性故障行波双端测距方法。利用小波包变换对电缆故障相信号进行处理,提取故障特征信号,确定故障行波到达电缆双端的准确时间。通过相关性分析确定故障行波到达双端时刻的时间差,结合一般情况下的高频行波波速及行波测距公式对故障进行定位,并通过仿真验证本研究所提潜伏性故障行波双端测距方法的有效性。     

小波变换与主元分析相结合的模拟电路检测方法

针对容差、非线性、建模复杂等造成的模拟电路故障检测困难以及现有故障检测方法需要根据经验设置检测阈值的缺点,提出了一种小波变换和主元分析相结合的模拟电路故障检测方法,给出了利用该方法进行故障检测的具体过程.利用三角波信号作为激励源,采集和分析被测电路的输出响应;利用小波变换提取输出响应的故障特征,能够同时利用时域和频域信息;利用主元分析融合故障特征进行故障检测,能够避免设定检测阈值的困难.将其应用于模拟滤波器的故障检测,结果表明,该方法能够有效地利用时频域信息进行故障检测,优于单纯的时域分析方法或频域分析方法.     

时间反转导波激励板卡的设计及实现

为解决时反导波的激励问题,设计并实现了一种适合激励压电换能器产生时反导波的高电压激励板卡.在时反激励板卡的设计过程中,采用交互式状态机实现时反特征信号的快速合成,采用运放电路实现功率输出级电路的驱动,采用差分结构实现高压时反导波输出电路,以保证在实际检测过程中该激励板卡能根据检测要求快速生成所需要的高压时反导波.实际检测结果表明,该激励板卡不仅能驱动压电换能器产生用于常规超声导波检测所需要的窄带高压激励脉冲,还能产生时反检测所需要的高压时反导波.     

基于小波变换的电力电缆故障测距研究

随着电力电缆的广泛应用,对电缆故障测距的精确度要求也日益提高.为了实现电缆故障的精确定位,引入小波变换的方法对电缆故障行波信号进行检测和分析.根据信号的奇异性检测原理,采用搜索模极大值的方法确定行波信号起始脉冲和反射脉冲时间点,应用单端行波在线故障测距方法进行测距.实验结果表明,利用小波变换的时频局部化特性可有效聚焦到电缆行波信号的奇异点,从而得到精确的脉冲到达时刻.该方法不受电缆故障类型的影响,测距误差小,可获得较高的故障定位精度.     

基于UC3846的开关电源电压反馈的优化设计

介绍并比较了电流模式PWM控制器中电压反馈的基本电路,设计出了基于电流控制型PWM控制芯片UC3846的电压反馈的实用电路,该电路能满足在高频电路、非线形负载情况下稳定的输出.实验结果证明,该电路具有较好的控制特性和稳定性.     

基于单端行波法的配电网混合线路波头组合式故障测距方法

由于城市土地资源紧缺,及受周围建筑物的影响,如今城市输电线路大多采用地下电缆线路,导致了架空线-电缆混合线路的大量出现。针对110 kV及以下电压等级的中低压架空线-电缆混合线路,提出了基于单端行波法的配电网混合线路故障测距方法。利用混合线路行波的折反射波过程,对故障电流信号进行经验模态分解及波头相关性分析,进行初步故障测距;并利用波头组合式匹配方法,实现混合线路最终故障测距。最后利用故障电压信号对故障测距结果进一步验证,以提高利用电流行波信号测距的准确性。仿真结果表明,所提出的配电网混合线路行波故障测距方法实用,测距成本低,能够准确测量出故障位置。     

10kV直配线路单相断线兼接地故障实用诊断方法

本文提出了一种利用线路单端信息实现单相断线兼接地故障测距的新算法。本文法采用分布参数电路模型,利用对称分量法,于故障后在线路始端施加正弦诊断信号,并检测起始端口的电压电流相量,以此实现故障点的精确测距,大量的计算机仿真和在模型线路上的试验表明,本方法具有很高的精度。     

超高压长线路故障测距研究

提出了一种适用于超高压长线路的故障测距方法。该方法基于线路分布参数模型,根据正序故障分量电压沿线分布规律,通过搜索迭代将故障点界定在一段短线路上,从而将分布参数长线测距转化为集中参数短线测距。该方法理论上不受故障过渡电阻的影响,不要求双端数据同步采样。采用反映各种故障的正序分量,不需事先确定故障相别。ATP仿真显示该方法有较高的精度。     

使用输电线双端数据的故障测距研究

以分布参数做为高压输电线路的模型,对双端输电系统提出了解了一次方程故障测距方法。该方法将线路两端电压电流基频分量分解成正序、负序和零序分量,首先根据不对称故障故障点处电流各序分量之间的关系,求出两端数据采样不同步角,进注解一次方程出故障集团。     

线性模拟电路软故障建模与诊断策略

针对线性模拟电路软故障诊断问题,提出了一种新的基于解析模型的方法。该方法利用硬故障电压值,构建电路的阻抗-电压方程,以便计算线性模拟电路软故障时系统输出电压,从而形成用于软故障诊断的故障特征向量。该文首先讨论了电路阻抗参数连续变化时,单软故障建模和模拟电路可测性分析的基本结论;其次以多故障中最常见的双故障为例,亦给出了由阻抗-电压方程确立的软故障电压建模;最后形成了相应的故障定位定值策略。在交流信号激励下的例子电路中进行建模与诊断分析,结果表明,提出的软故障建模与诊断策略运行有效,结果准确。     

基于脉冲反射法电缆故障定位脉冲源的设计

在电力生产和运行过程中,电线或电缆的精确测长及参数突变点定位,对于电力施工、电缆故障检测、高阻接地故障诊断以及电缆的生产管理等都有着重要的意义.然而,对于用脉冲反射法进行电缆故障定位,脉冲源的质量决定了脉冲反射法电缆故障定位的准确程度.本文提出了一种用于电缆故障准确定位的脉冲源设计方法,并给出了具体的电路设计,该电路能够产生脉冲宽度可调,脉冲电压幅值可调的纳秒级低压脉冲,并对该脉冲源进行了测试并用于电缆故障准确定位.实测结果表明,设计的脉冲源能够产生脉冲宽度50~100 ns,幅值5~15 V可调的窄脉冲,对测试结果分析之后能够将测量盲区控制在5 m以内,满足电缆故障准确定位设计要求,为低压纳秒级脉冲源的生成提供了一个新思路,并为相关技术领域提供了一个新方法.     

基于ReliefF的时频联合特征及随机森林的配电网电缆故障识别方法

提出一种基于ReliefF算法的时频联合特征及随机森林的配电网电缆故障识别方法. 针对零序电压,从时域和频域构造23个故障敏感特征,采用ReliefF算法进行特征选择,得到最具分类能力的特征子集. 将特征子集作为基于随机森林的输入进行训练,得到最终的分类模型,实现了电缆故障类型识别. 所提方法与基于单一特征的方法相比,能够更加充分地挖据数据潜力,同时由于采用ReliefF算法筛除了无关特征,提高了算法效率. 最后采用Matlab软件进行仿真,并与决策树、KNN、SVM等算法进行比较,仿真结果验证了所提方法的可行性和高准确性.     

新型三相三电平光伏逆变器开路故障检测与容错控制的研究

为提高三电平光伏逆变器运行的可靠性，提出基于改进型电流流通路径开路故障检测和电压空间矢量冗余容错控制方法。首先，以三相三电平光伏逆变器拓扑结构为基础，详细地分析了各部分功率器件发生开路故障后电路电流流通路径，利用流过钳位二极管和负载的电流以及开关器件的切换状态进行故障检测，通过短时间内注入欠励磁无功电流对故障类型进行分类。然后，从理论上探索不同位置的功率器件发生开路故障后逆变器电压空间矢量的变化情况。根据逆变器故障后电压空间矢量的分布规律和逆变器自身的冗余矢量完成容错控制。提出的方法无需额外的硬件成本和复杂的计算，故障检测和容错控制速度快。最后，搭建一台额定功率为10 kW的样机验证提出方法的有效性和可靠性。     

燃料电池发电系统中高增益直流变换器控制回路的设计

燃料电池输出电压具有低等级和宽范围变化的特性。为满足直流负载或后级逆变器的需求,设计一种具有较高电压等级且稳定的高增益直流变换器是关键。文章分析单管高增益二次型Boost变换器的主电路拓扑结构、工作原理及稳态性能,通过对其小信号建模及频域特性分析可知:被控制对象的开环传递函数中含有2个谐振尖峰,系统稳定性差,需在控制回路中加入相应的补偿网络。为此,设计了控制回路的补偿网络并对控制回路参数进行选取。仿真和实验结果表明:输出电压都能稳定在期望值50 V;仿真输出电压纹波为2 %,实验输出电压纹波为2.5 %。同时由实验结果还知,满载时变换器工作效率最高达到90 %。仿真和实验结果验证了变换器设计的正确性和可行性。     

S32电缆故障定位系统在配电网故障探测中的应用

针对配电网电缆故障的特点,利用一种新的配电网接地故障定位系统进行探测,探讨了使用S32电缆故障定位系统进行故障定位的方法.结合某公司电缆故障探测中的不同故障,分析了S32电缆故障定位系统与其它电缆测试设备的应用对比情况.     

电力操作电源系统的设计

为了进一步提高操作电源的稳定性,设计了一种基于AT89S51单片机控制的UPS-220V/3A电力操作电源系统.该系统主要由整流、直流变换、智能控制三大部分组成.首先整流部分利用该电路特有的两个控制环相互作用提高输入侧功率因数;然后直流变换部分采用高频逆变电路、高频变压器以及全波整流相组合以实现稳定的直流输出;通过输入模块和显示模块,调整充电电流等级和控制充电模式并进行显示;最后控制部分利用AT89S51单片机采集信号并进行处理,通过控制高频逆变模块来控制系统的稳定以及实现输出电压的可调.该操作电源系统在市电输入时能稳定电压;当市电断开或输入异常时,可对负载进行零时间切换供电.结果显示输出电压偏差在±0.5%以内,输出纹波系数在0.1%以内,供电稳定,负载正常运行.     

基于概率分析的高阻接地故障检测新方法

针对配电网系统的单相高阻接地故障,提出了一种基于概率分析的故障检测与定位方法.该方法适用于零序不接地或经消弧线圈接地系统,利用数据采集系统采集到的零序电压和各线路零序电流的变化,进行各线路故障概率计算,在最大故障概率条件下进行故障定位.算法简洁有效,现场实测数据证明了该算法的正确性和实用性.     

PWM/PSM双模式高压异步整流BUCK电路

为了在全负载范围内取得高转换效率,提出一种根据占空比来自动实现模式跳转的脉冲宽度调制（PWM）/跨脉冲调制（PSM）双模式的低功耗、高压直流电压转换电路.它的输入电压为3～24 V,输出电压为2.5～(VIN-0.5)V.当负载电流较大时,芯片采用开关频率为1 MHz的PWM工作模式;当负载电流减小时,采用开关频率降低的PSM模式,从而保证了在全负载电流变化范围内的高转换效率.PWM到PSM模式的跳转采用简单逻辑及最小占空比电路实现,达到了模式的自动转换.电路采用CSMC公司的0.5 μm 40 V高压混合信号模型设计并完成流片加工.测试结果表明,在5 V的输出下,当输入电压到达最大值24 V时,芯片保持了55%以上的转换效率.芯片在2种模式间可以实现平稳过渡,具有良好的负载电流调整特性.     

基于EMD和SVM的高压断路器机械故障诊断方法研究

高压断路器操动过程中,声波信号的变化反映了断路器机械状态,声波信号特征提取直接关系到故障诊断的准确性和实用性。提出一种基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)的状态特征提取方法,根据高压断路器分闸过程的物理特点,将分闸声波信号分为分闸前期、分闸中期、分闸后期三个阶段,各阶段声波信号等时间分段,形成等时间分段能量熵以反映声波信号的时间、频率和能量变化。将能量熵输入支持向量机(support vector machine,SVM),采用"一对其余"策略进行多级分类,可诊断出断路器的正常运行状态和典型故障。通过对ZN28A型真空断路器正常状态、拐臂润滑不足、缓冲器有多余无效撞击和其它故障的测试实验,基于EMD和SVM相结合的诊断方法,有效提高了小样本下诊断断路器机械故障的准确性。     

大规模光伏电站经柔性直流并网系统故障穿越策略

大规模光伏经柔性直流并网系统采用直流架空线路是未来新能源并网的趋势之一。然而,架空线直流短路故障发生概率较大,极易导致光伏电站脱网或换流站电力电子器件损坏。本文首先根据柔性直流输电系统、光伏电站特性,建立了相应的数学模型及仿真系统模型;其次,针对大容量光伏经双极模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的高压直流功率传输系统发生直流架空线路单极短路接地故障工况,分析其故障特性;最后,提出综合考虑直流断路器(direct current circuit breaker,DCCB),换流站控制方式,光伏电站功率出力控制的直流故障穿越的协调控制策略。即故障发生时利用非故障极换流站继续进行功率传输,根据换流站额定功率与光伏电站输出功率计算得到不平衡功率,充分利用光伏阵列自身功率输出特性,优化光伏电站内的直流线路电压,实现控制光伏电站输出功率减载;对直流架空线路在瞬时故障情况下的故障穿越问题,提出了光伏电站减载以及换流站功率前馈增量控制,从而维持系统功率平衡,提高系统的并网稳定性;基于PSCAD/EMTDC的建模仿真,通过故障穿越措施前后的系统参数对比,表明所提方法能够有效的维持光伏电站与柔性直流系统运行特性,平稳实现故障穿越。