电力电缆局放电磁耦合高频传感器的研制

电力电缆现已广泛应用于输配电网,其绝缘状况关系到电网的安全运行。现评价电力电缆绝缘状况的主要手段是检测电缆的局部放电。局部放电脉冲放电电流大小一般都在微安级,属于高频小电流信号。首先以罗戈夫斯基线圈为原型,分析了电流传感器结构参数对传感器性能的影响。然后设计制作了高频磁芯电磁线圈、放大电路和滤波电路,并进行仿真和实验研究。验证了设计的线圈频带宽,信噪比高,获得了预期效果。     

输电线路新型电磁防除冰

针对当前国内外高压输电线路除冰时需要线路停运,且需要较多的人力、物力、劳动强度大和危险等特点,提出了一种不停电电磁防除冰方法。基于高频电磁感应技术和热传导理论,建立了高压输电线路的防除冰物理模型,利用ANSYS参数化语言APDL进行编程,对输电线路物理模型中的电磁-热现象进行了耦合数值计算。通过对比不同电磁参数下输电线路温度的分布和变化情况,找到了影响输电线路温度变化的主要电磁参数,包括高频电流的频率、高频电流密度、感应线圈间距、感应线圈长度、感应线圈厚度和感应加热时间。据此对线圈尺寸进行了优化设计,使输电线路温度在0℃以上能够有效防除冰。     

用于检测输电线路电晕放电的平面矩形螺旋天线

随着高压输电线路等级的提高,电晕放电的频繁发生给电力系统带来了巨大的潜在安全风险和电力损失,因此输电线路电晕放电的检测对电力系统具有重要意义。矩形螺旋天线以其阻抗平滑、圆极化特性好而得到了广泛的应用,因此设计一种平面矩形螺旋天线,用于检测输电线路电晕放电产生的射频电磁波。通过优化线圈的长度、间距和匝数,确定了天线的基本结构。通过实验验证了该天线实现检测电晕放电的可行性。     

用于输电线路电晕放电检测的Hilbert分形天线设计

输电线路电晕放电是电力系统中的一种常见现象.若输电线路出现长时间连续的电晕放电,会造成严重的电网事故,因此有效地检测电晕放电并定位发生位置具有重要意义.Hilbert分形天线是一种宽频带小型天线,可探测到电晕放电产生的电磁波信号.针对5阶Hilbert分形天线的不同馈电方式,设计了一种5阶Hilbert分形天线.该天线是一种小型化天线,能实现电晕放电检测.     

复合线圈结构无刷双馈电动机的变极起动研究

为解决绕线式无刷双馈电动机的起动电流大和起动转矩小的问题,提出一种转子绕组采用无感线圈设计的新型绕线式无刷双馈电动机。首先从理论上详细介绍了电机变极起动的原理和复合绕组的概念,在此基础上设计并制造了一台新型复合线圈结构无刷双馈电动机实验样机,并针对电机不同起动方式下的起动电流和起动转矩进行了研究。通过对样机进行有限元建模仿真与试验验证了转子绕组设计的正确性。仿真与试验结果表明,采用复合线圈结构的无刷双馈电动机具起动电流小、起动转矩大、起动迅速等特点,适用于需要频繁起动的场合,具有优良的性能。     

输电线路智能故障监测及预警系统设计与应用

高压线路发生故障跳闸时会在线路上产生故障行波,故障发生前也可能会伴随较长时间异常放电,如污闪、绝缘子劣化等都会产生高频脉冲.为此,设计了输电线路智能故障监测及预警系统,通过获取输电线路故障行波、高频脉冲行波及工频分量,利用双端行波定位技术,准确确定故障及隐患放电位置.     

输电线路树障砍伐绕线装置设计

针对输电线路树障砍伐人工爬树绕绳清理效率低问题,设计了输电线路树障砍伐绕线装置,该装置采用机械结构和控制系统一体化结构.阐明了该装置的主要结构和工作原理,给出了机械设计结构图,分析了控制系统的工作过程,并校验了绕线装置的实用性.校验结果表明,该绕线装置能完成系统设定绕线动作,绕线动作流畅,有效提高了树障清理效率.该绕线装置用于输电线路树障清理,成本低廉、使用便捷,具有较好的推广价值。     

超高压输电线路架空地线直流融冰试验分析

验证超高压输电线路架空地线直流融冰的可行性。以500 kV桂林变电站融冰装置为例,确定超高压输电线路架空地线融冰接线方式,在此基础上介绍线路普通地线及OPGW地线融冰的仿真建模方式和特点。通过实际应用验证了超高压输电线路普通地线及OPGW地线直流融冰的可行性。在超高压输电线路架空地线融冰试验过程中,发现地线放电间隙过小导致直流融冰装置闭锁,架空地线融冰接线方式转变困难,普通地线和OPGW地线因过电流被烧断等问题。针对以上问题提出了解决办法。     

开关功率变换器中高频电感器的分析与设计

对高频率和大电流的开关功率变换器,电感器损耗对温升及变换器效率指标具有重要影响.通过高频电感器线圈损耗机制的深入分析,对铜箔线圈以及里兹线线圈进行了比较,提出了线圈避开气隙扩散磁通的设计思想和原则.研究了基于功率铁氧体材料性能因素(PF)指标的铁芯材料选用依据.改进、设计了一种高频串联谐振型逆变器的谐振电感器,在1 kVA容量时,使逆变器整机效率提高了4%.     

基于多速率滤波器组的高压输电线暂态电流保护新方法

高压输电线路保护直接影响电力系统的安全经济运行.传统保护不能满足超高压电网发展的要求,探索新的保护原理和可行的实现方法提高输电线路保护的性能,是继电保护研究领域中的一个重要课题.多速率滤波器组应用于高压输电线路单端保护,具有对故障高频信号处理分辨率高、处理速度快等优点性能.分析暂态电流特征,利用多速率滤波器组抽取暂态电流和电压信号并计算能量比,根据能量比来判定故障类型.     

集成式脉冲电流传感器

在印制板的双面上均匀密布环状印刷线路,形成印制板式线圈,代替用导线绕制的传统罗氏线圈.在这种印刷线圈中,印制线路既充当传统罗氏线圈的小线匝的作用,还起着信号的耦合和传输作用.本文分析了双面板印刷线圈的构成方法、测量脉冲电流的工作机理、等效电路模型和线圈本身上升时间的计算方法.研究了印刷线圈的单面、双面和两个顺次串联线圈的自感系数、内阻、分布电容、阻抗特性和相频特性,并归纳了影响印刷线圈上述电气参数的重要因素.利用所制作的印制板式传感线圈测量脉冲功率源中的脉冲大电流.理论研究与实验表明,在不影响传感器带宽和动态特性的前提下,可以用环状印刷线路代替传统罗氏线圈的绕线;将印刷线圈顺次串联,能有效提高传感器的信噪比.     

高压输电线路电晕放电缺陷的检测方法研究

为提高电晕放电的检测水平和质量,及早制定预防措施和治理方案,本文对高压输电线路电晕放电缺陷的检测方法进行了深入研究,提出了一套基于射频频段分析的电晕放电缺陷的检测方法,能准确监测到高压输电线路的电晕放电,对提高电力系统输电线路运行稳定性具有重要意义。     

分布式输电线路故障定位装置的研制

传统故障定位装置多是安装在变电站内,高频故障行波经过CT后会发生衰减,频带变窄,影响波头的检测.该文提出一种新型的分布式输电线路故障定位装置设计方法,在一条线路上沿线设置若干检测点,利用Rogowski线圈直接检测输电线路中的高频故障行波,根据输电线路接地故障行波中线模和零模分量在线路中传播速度不同,利用到达各检测点的...     

输电线路树障砍伐绕线装置设计

针对输电线路树障砍伐人工爬树绕绳清理效率低问题,设计了输电线路树障砍伐绕线装置,该装置采用机械结构和控制系统一体化结构。阐明了该装置的主要结构和工作原理,给出了机械设计结构图,分析了控制系统的工作过程,并校验了绕线装置的实用性。校验结果表明,该绕线装置能完成系统设定绕线动作,绕线动作流畅,有效提高了树障清理效率。该绕线装置用于输电线路树障清理,成本低廉、使用便捷,具有较好的推广价值。     

无人机技术在输电线路电晕放电检测中的实际应用

电晕放电对高压输电线路的运行安全构成重大威胁,是当前电网输电管理部门最重要的巡检工作之一.为提高输电线路电晕放电的检测水平,提升电网线路运行的安全可靠性,文章对输电线路电晕放电检测现状进行了分析和探讨,提出了基于无人机技术的高压输电线路电晕放电检测方法.根据云南某地高压输电线路电晕放电实时检测困难的实情,研制了基于无人机技术的高压输电线路电晕放电检测系统.通过实际应用取得了良好效果,为高压输电线路电晕放电缺陷的预防和治理提供了有效技术支撑。     

利用多端暂态电流的高压输电线路保护新算法

该文提出了一种基于多端暂态电流小波变换的高压输电线路的保护算法.在对高压输电线路及母线对高频暂态电流衰减作用分析的基础上,得出了利用暂态电流实现保护的方法,并提出了综合利用多端暂态电流信息的保护算法,以及相应的保护定值设定依据,使保护动作更加可靠,可保护线路的全长,且整定方便.EMTP仿真结果证明此算法对不同的故障情况以及线路接线方式均可正确判断.     

输电线高电位取能电源的研制

为解决输电线路高压侧在线监测系统的供电问题,研制了一种新的取能线圈。为取能线圈引入气隙磁阻,并通过理论计算与软件仿真,实现对取能线圈的结构、铁心材料、绕组匝数、气隙长度等参数的合理匹配。基于此取能线圈研制的电源经整体测试表明,能在输电导线电流在90~990 A变化范围内安全工作,同时输出2.5~6.1 W的功率,性能稳定。     

基于电压控制的LC振荡放电融冰电源研究

高频电流的趋肤效应使等效导体中电流产生的热损耗增大,为输电线路融冰提供了一种新的技术方法。文中提出了一种基于LC振荡放电的高频融冰方法,利用RLC串联电路从某一稳态向另一稳态转换时由电容充放电引起电流变化的特性,通过控制电压方波来获得高频的电流。该方法可以有效降低IGBT的开关频率,减少开关损耗。根据功率器件的性能设计了一台融冰电源,仿真实验表明,对长度分别为40 km和35 km的LGJ-400/50导线、LGJ-240/40导线、LGJ-120/25导线和LGJ-70/10导线可获得1 kHz有效融冰电流。     

基亏导线互感取能的输电线路雷击故障点定位系统

研发了基于导线互感取能的输电线路雷击故障点定位系统,实现了输电线路雷击故障点的精确定位。重点介绍了导线互感取能单元的设计、实验验证及特性,该系统采用罗氏线圈作为电流互感器实现对雷电电流信号的捕捉,采用GSM无线网络实现监测终端和监控中心的通信及报警,采用ZigBee无线网络实现三相监测终端间的通讯。试验结果表明该系统可实现输电线路雷击故障点的精确定位。     

基于GSM网络的输电线路故障在线监测系统

为克服根据行波传播理论考虑线路结构特点等进行检测和信号分析的传统输电线路故障定位方法易受线路具体情况和信号传播衰减、干扰的缺点,提出了基于GSM无线通信网络建立的输电线路故障监测系统。这种系统采用自制的电流传感器直接监测线路铁塔上流过的故障电流,经信号处理和识别后,通过GSM网络以短消息方式进行数据的无线通讯,以监测、定位输电线路故障。实验室冲击电流和工频放电实验证明自制电流传感器在0～500A的工频电流和0～2kA的冲击电流作用下,传感器和测量回路的误差均<±3%。开发的检测系统经过测试线路上试运行,证实了其可行性和运行稳定性。