电场对电容式电压互感器误差影响机理分析及验证研究

敞开式的结构设计导致电容式电压互感器(capacitor voltage transformer,CVT)运行时受周围设备产生的电场影响,以及外界产生的杂散电容参与电容单元分压比计算,导致中间电压值与设计值产生偏差,离线误差校准数据不能直接反映实际工作误差情况。为定量分析周围电场对CVT误差产生影响程度,以500 kV电压等级CVT实际参数建立有限元电场分析平台,开展金属支架、避雷器、高压引线产生的电场对CVT误差影响程度仿真分析计算,结合仿真试验对仿真结果进行验证分析。通过分析比较仿真数据与实测数据可知,外电场仅对CVT的比值差产生影响,周围设备导致的电场增加时会导致CVT比值差增加,高压引线夹角、长度、直径改变后对CVT比值差的影响在0.05%以内。该结论对开展CVT离线误差试验数据分析提供技术支撑。     

GIS电容式电压互感器的电场数值计算

利用有限元分析软件ANSYS的电磁分析功能对220kV GIS电容式电压互感器(CVT)进行电场数值计算，并对计算过程中出现的一些问题进行了探讨。     

电场对CVT计量误差特性影响研究

实际运行表明:电场是影响电容式电压互感器(CVT)计量误差的重要因素之一。为了分析周围电场对CVT计量误差特性的影响,文中采用有限元仿真软件分析周围物体、高压引线及相间干扰对220 kV等级CVT计量误差特性的影响。仿真结果表明:随着物体电位U的增加,CVT计量误差基本呈线性增加变化,且线性度与物体距离D有关;CVT计量误差随着物体与CVT之间距离D的增加呈逐渐减小趋势,当距离大于3 m时,可以忽略周围物体对220 kV CVT计量误差造成的影响。高压引线对CVT误差的影响与高压引线的几何参数即引线的长度、直径以及其与CVT水平方向的夹角有关。对于三相220 kV CVT而言,在考虑变电站电气设备实际布置与安全规定下,相间距离选择为4 m最佳。同时在仿真基础上,搭建试验平台,验证了仿真结果的正确性。     

GIS电容式电压互感器的电场数值计算

利用有限元分析软件 ANSYS的电磁分析功能对 2 2 0 k V GIS电容式电压互感器(CVT)进行电场数值计算 ,并对计算过程中出现的一些问题进行了探讨。     

绝缘子表面电场紫外辐射量测仿真分析

在绝缘子串表面直接测量电场强度时,电场测量探头靠近绝缘子串引起其表面电场畸变。提出了一种通过测量紫外辐射数值间接获得绝缘子串表面电场的方法。分析了表面电场与紫外辐射之间的数值关系,采用有限元电磁场仿真ANSYS软件对XP-100悬式绝缘子串表面的电场进行仿真,得到绝缘子串周围的电场分布,并依据它们的数值关系推导出紫外辐射场分布,对紫外辐射场分布和电场分布进行对比分析。结果表明:紫外辐射场分布和电场分布保持相同的变化规律,即可通过测量紫外辐射值间接获得绝缘子串表面电场强度,验证了该方法的可行性。     

大型三相电力变压器相间三维稳态电场有限元分析

本文把边界电场约束方程法发展用于三维电场的数值分析。采用20个节点六面体的等参元,对大型三相电力变压器相间三维稳态电场进行了有限元分析,获得了任意时刻的边界场强和空间电场分布。并详细描述了具有对称结构的非对称场分布的稳态电场的分析方法     

电容式电压互感器发热原因分析

对电容式电压互感器(CVT)发热原因进行分析。介绍了CVT的结构组成,对运行中出现的3种CVT发热故障进行分析,得出谐振电容器进油击穿、保护避雷器绝缘异常及试验抽头污秽严重是导致CVT发热的主要原因。最后提出加强红外测温、加强监管巡视力度等防范措施,为CVT的检修和缺陷处理提供参考。     

高压SF6电流互感器绝缘特性分析

高压SF6气体绝缘电流互感器(简称HV SF6TA)由于绝缘气体本身特性,其内部电场分布的均匀程度和电场强度分布必须严格控制,以保证其高绝缘特性。电场计算是绝缘分析的重要手段。HV SF6TA场域结构复杂,为进行绝缘分析与结构设计,以220 kV HV SF6TA实际产品结构为研究对象,采用有限元数值求解方法,建立了含SF6、绝缘瓷套、空气等多重介质的三维电场数学模型,采用区域分解和自适应剖分技术相结合,对三维电场进行了仿真求解,得到了复杂结构中三维场域电场分布,找到了HVSF6TA内部最大场强所在位置以及绝缘薄弱点。为提高HVSF6TA全场域电场的均匀度,避免电晕放电等击穿现象的发生,绝缘设计中对法兰盘附近加设屏蔽环以及在一次导体端部加设屏蔽环两种方案的电场进行了分析,并将HV SF6TA各结构部件沿面电场分布以及全场域电场分布进行了对比分析,为HV SF6TA绝缘结构设计提供了数值基础。     

电容式电压互感器在谐波背景下测量误差的分析

对谐波条件下电容式电压互感器(CVT)的测量误差进行了理论分析和试验研究。依据CVT的结构和工作原理,推导得出了其变比的频率响应特性,得出了谐波幅值测量误差的理论表达式。以此为基础,分析了不同因素对测量误差的影响规律,结合典型CVT的结构和参数对所得结论进行了仿真验证。设计了CVT测量误差的试验平台,通过试验验证了此分析结论的正确性。     

基于集成光学电场传感器的过电压测量技术

通过测量电场获取电力设备实际遭受的过电压对于电力系统故障分析、电力设备绝缘耐受试验标准制定具有重要的指导意义。为此,提出了一种基于集成光学电场传感器的过电压测量技术。首先,介绍了该测量技术的基本原理;其次,研制了集成光学电场传感器,并对过电压测量系统的响应速度、频率响应等性能指标进行了测试;最后,采用所提出的测量技术对220 k V母线投入电容式电压互感器(CVT)、投入避雷器期间产生的过电压分别进行了测量。结果表明:过电压测量系统的响应速度达μs级,频率响应在5 Hz~100 MHz内比较平坦;在投入CVT和避雷器的暂态过程中,过电压上升时间约为几μs,过电压倍数可达1.73倍。测量结果反映的物理过程与理论分析一致。     

水轮发电机镜板和推力头热弹变形分析

介绍了ANSYS软件用于镜板和推力头的热传导和热弹变形计算的方法.考虑到镜板和推力头结构和受力周期对称的特点,取其Z分之一(Z为瓦块数)作为ANSYS有限元分析模型.推力头和镜板接合面为三维等效热传导单元和三维接触单元.镜板在力载荷作用下,周向变形的高点处在瓦上,低点在瓦间,径向变形在外径侧上翘;镜板在温度载荷作用下,周向由于恒温而不产生变形,径向变形为下凸.镜板面的综合变形为径向下凸,外径侧上翘,沿周向为波浪形.     

补偿脉冲发电机电流脉冲成形的分析

补偿脉冲发电机利用电磁感应定律和磁通压缩原理,集能量存储、机电能量转换和脉冲成形于一体,是一种很有潜力的高功率、小型化脉冲电源。为深入研究补偿脉冲发电机的工作原理及脉冲成形电流,在简化的电机原理图和一定假设的基础上,详细推导了脉冲发电机在3种不同补偿方式下输出电流的表达式;以选择被动补偿为例,应用MATLAB软件对建立的脉冲成形电流进行了分析计算,得到了各种情况下脉冲发电机的典型脉冲电流波形,进而对比分析了电流脉冲波形与点火角度、线圈相对位置、耦合深度、补偿形式等因素的关系;比较了有补偿和无补偿情况下的脉冲电流波形;通过对补偿式脉冲发电机脉冲成形电流的分析得到了其与脉宽、脉冲能量等的对应关系。     

新型单级隔离型软开关功率因数变换器

提出一种兼具软开关和箝位的新型单级隔离型功率因数校正(power factor correction, PFC)变换器拓扑。该变换器能满足电气隔离的应用要求，提升单级隔离型PFC的功率等级。与传统单级结构相比，新拓扑输入电流校正效果明显，功率因数接近1。比较理想地解决了限制单级PFC功率等级的变压器漏感和直流母线电容应力问题。箝位电容被充分利用简化了零电压过渡(zero voltage transition,ZVT)技术在隔离型变换器中的应用，既改善了半导体器件的开关环境、优化系统电磁兼容，又提高了变换效率。实验制作一台87 kHz，1 kW的样机。实验结果表明，这种变换器的效率基本能够达到93%(半载以上)，功率密度提高，适合于中大功率应用场合。     

基于振动频谱机理的架空输电线路张力检测方法

介绍了采用振动频谱分析法实现线路张力的间接测量。首先,分析了导线微风振动的原理,讨论了导线张力与其振动频谱相关性的理论模型。在此基础上,搭建了导线张力和振动信号同步测试系统,校准了张力测量系统,设计了振动测量系统。根据架空输电线路的实测结果,采用小波分析对信号进行了降噪处理和分析。结果表明,振动频谱法能够对架空输电线路张力提供较好估计,适合在线监测使用;导线横向水平振动时,频谱分布与理论计算结果存在差异,其一阶振动本征频率相对变小,认为对于多股绞合导线,大振幅振动产生较大阻尼力,消耗风能输入功率,降低了振动频率。     

基于AD9910的宽带捷变频频率合成器设计

选取了内部时钟可以达到1 GHz,输出频率最高可达400 MHz的高性能DDS芯片AD9910作为核心器件,设计了500 MHz捷变带宽的频率合成器.分析了AD9910的宽带动态不失真范围(SFDR),选取了合适的频段进行捷变频率合成.应用了混频的方法,在保证低噪声的前提下,产生频率捷变带宽500 MHz、跳频时间可达...     

电磁兼容性测试用冲击电压分压器设计及实现

基于"场-路"耦合的思想,通过电磁场仿真计算提取电阻分压器的杂散参数,建立了冲击电压下电阻分压器的等效电路模型,进而研究了电阻分压器结构参数对测量结果的影响.依据仿真分析结果,设计并实现了电磁兼容性测试用10kV冲击电压分压器与冲击电压测量系统.经测试该系统测量冲击电压峰值的扩展不确定度、测量波前时间的扩展不确定度、测量半波时间的扩展不确定度等,均满足电磁兼容性测量要求.     

广义大系统的渐近稳定与镇定

针对广义大系统的渐近稳定与镇定问题,利用广义Lyapunov函数方法,研究了广义大系统的渐近稳定与镇定,给出了渐近稳定的判定定理,并设计了适当的反馈律。通过实例计算表明,该定理实现了广义大系统的镇定,且方法简单、直观具有可行性。     

大型汽轮发电机定子系统的双壳模型及响应分析

由圆柱壳的运动方程推导出圆柱双壳系统的耦合方程，并将其应用于大型发电机定子系统的响应分析。本是半解析法，其特点是将圆柱壳的三维弹性运动方程表达成Hamilton正则方程，没有应力和位移模式的假设，不限制壳的厚度；同时，象一般有限元方法一样该方法适应复杂的边界条件，未知量少于一般有限元方法，计算速度快，数据准确方便，适合工程应用。     

考虑源荷不确定性的电热系统联合调度

针对风电和电热负荷不确定的问题,提出计及源荷不确定性的旋转备用容量的优化方法,建立考虑电热备用耦合影响的调度模型。在日前阶段,以能源与负荷的预测量制定机组的出力方案,风电由于其预测精度较低,利用Beta概率密度函数来拟合风电出力,从而确定风电的不确定性带来的旋转备用容量,利用机会约束规划来处理不确定问题;负荷有较高的预测精度,但其波动性较强,使用概率场景生成和削减的方法制定不同场景下负荷备用需求的调整量,以日运行成本最低建立目标函数,运用改进的粒子群算法在IEEE30节点系统上验证了所提模型的经济性和鲁棒性。     

发电机传动轴承的异常振动谱特征提取算法

对发电机传动轴承的异常振动特征的准确提取是实现机械运行状态检测和发电机动轴承疲劳损伤预测的基础。当前对发电机传动轴承的异常振动的特征提取采用功率谱密度特征提取方法，由于功率谱密度特征具有非高斯性，对交变温度下发电机传动轴承异常振动的跟随性能不好。提出一种基于Hilbert变换的发电机传动轴承的异常振动谱特征提取算法。建立一个多参量的发电机传动轴承动力学模型，进行轴承的振动分析模型构建，采用经验模态分解和Hilbert谱提取方法把发电机异常振动进行多分量分解，提取发电机传动轴承的异常振动的Hilbert谱特征，计算接触轴承所产生的轴承力的响应幅值和时间滞后值，实现对振动特征的横向、扭转的定位和检测。以此为基础优化传动系统的结构和动力学参数，进行齿轮的啮合异常修正。仿真结果表明，该方法稳定可靠、性能优越，提高了发电机传动轴承的状态监测和损伤预测能力。