基于高频激励法的输电线路融冰激励源研究

针对当前输电线路融冰技术的缺陷,国外有学者提出了一种在线高频激励融冰方法。此方法具有可实现在线融冰、融冰电流小和融冰效率高等优点,但成套融冰设备未得到深入研究。为推进此融冰方法在输电线路中的实际应用,提出一种针对500 kV交流输电线路的移动式高频融冰激励源设计方案,重点分析并计算了移相变压器与功率单元相关参数,并运用MATLAB对级联式高频激励源进行仿真。结果表明,此方案可行且具有谐波含量低、输出电压稳定等优势。     

高频融冰激励电源及其控制策略的研究

高频激励融冰是一种新型输电线路融冰方法,利用覆冰在高频电场下是有损电介质和高频电流的集肤效应的共同作用对线路进行融冰,高频融冰激励电源是该融冰技术的关键装置。文中研究了一种5kHz高频融冰激励电源,通过逆变模块并联实现系统大容量的输出。常规SPWM较难实现高频率的输出,利用了载波相移技术产生逆变器开关的驱动信号,降低开关的工作频率,提高电源的输出频率。提出了一种电压电流双闭环加环流抑制的控制策略,电压外环保证电压稳定输出,电流内环采用电感电流反馈,改善了系统的动态响应,环流抑制环抑制各模块间的环流,提高了模块的功率分配均匀度。仿真验证了激励电源的设计和控制方法的可行性。     

应用有限元法分析覆冰输电线路高频电源除冰方法

输电线路在冬季风雪的影响下,覆冰可能引发大范围的停电事故以及耗费数目庞大的修复或重建费用。目前世界上虽然有许多融冰方法,但效果均不佳。本文所介绍的高频高压激励融冰法是近年来涌现出的一种新的融冰方法。在高频激励下,覆冰会转变为一种有损电介质,从而引起自身发热,而且高频下导体中电流所具有的集肤效应将使焦耳热在导体与覆冰的交界面集中产生。通过调节频率,可以调节上述两种效应的综合发热效果并最终达到稳定发热与均匀脱冰的良好效果。最后,通过仿真计算得出,与传统的短路融冰法相比,高频高压激励融冰法具有更高的融冰效率。     

输电线路高频融冰大功率激励电源设计与控制方法

本文设计了一种高频融冰大功率激励电源模块化结构。输入侧应用多重化PWM可控整流和功率单元输入载波相移技术,对输入谐波和功率因数控制;组合逆变器采用相移SPWM技术以克服大功率开关器件开关频率低无法输出高频的难点,并采用输入均压、输出均流的控制策略,各单元间通过均压、均流母线相互通信,抑制了功率单元并联结构产生的环流。搭建的融冰电源仿真试验结果表明:该融冰激励源输出频率可达到40 k Hz,输出电压稳定,谐波含量少,控制方便,为输电线路新型融冰装置研发提供了技术参考。     

一种5kHz逆变串联型高频激励融冰电源及其控制策略研究

输电线路覆冰会危害电力系统安全稳定运行,高频激励融冰作为一种新型的融冰方法,具有可在线融冰的技术发展前景。高频激励电源是该融冰技术的核心装置,文中研究了一种5kHz高频激励融冰电源。通过H桥功率单元模块串联实现大功率的输出,采用载波相移调制技术降低开关频率,增大逆变器的输出电压及功率。提出了一种在双闭环控制的基础上增加一个电压幅值外环的控制方法,有效地改善了系统的动态性能和稳定性,消除了系统静差,得到了良好的输出波形。仿真验证了高频激励电源设计及其控制方法的可行性。     

基于电场耦合法的高压输电线路谐波检测方法的研究与设计

新能源发电离不开逆变器等电力电子设备,随着电力电子设备大量接入电网,致使电网电能质量下降,引起电压谐波超标,而输电线路电网电压谐波测量目前只能在变电站内部借助于PT/CVT柜进行间接测量,由于受PT/CVT本身滤波特性及系统接线方式的影响导致电压谐波测量精度降低,严重影响了对电网电压谐波的准确真实判断,为此设计了一种基于电场强度法的测量高压输电线路电压谐波信号的新方法,该方法通过电场耦合原理直接获得电压谐波信号,并运用快速傅里叶变换（FFT）加Hanning窗算法对谐波测量数据进行分析处理,解决了2-32次及3-31次谐波准确测量问题,实现了对谐波含量的直接测量,经实际测试测量精度满足国家标准B级GB/T19862要求,谐波检测仪为高压输电线路谐波的直接检测提供了一种简便快捷的方法,具有很好的实用价值。     

基于谐波阻抗匹配的微电网互联线路谐振分析及抑制措施

相邻微电网之间往往通过长距离的输电线路互联.针对这类输电线路双端存在独立谐波源的系统,其谐波交互特性与谐波放大机理更为复杂,采用传统阻性有源电力滤波器方法抑制谐振并不适用.文中基于传输线理论分析互联线路的谐波传播机理,并提出基于谐波阻抗匹配的谐振抑制方案.为了克服线路参数与谐波源相角信息的不确定性,提出基于线路中点谐波电压检测的有源电力滤波器谐波阻抗协调控制策略,根据谐波电压含量在线调节线路两端谐波阻抗相角,实现谐振抑制目标.与此同时,提出一种有源电力滤波器改进控制策略,保证其谐波阻抗相角可以任意调节.仿真验证了控制策略的有效性.     

基于电磁-热耦合场的输电线路高频激励融冰分析与计算

覆冰事故是影响架空输电线路安全运行的重要因素。根据架空输电线路高频激励融冰的原理分析,建立了输电线路电磁-温度场二维有限元分析模型,确定耦合场的边界条件,求解得到输电线路内部磁场分布情况。将得到的焦耳热和介质热作为热源直接转化到热场模型中计算分析,并采用有限元ANSYS软件仿真求解出覆冰输电线路温度随施加激励时间的分布情况。此外,基于此模型通过仿真分析得出不同的外界因素对高频激励融冰时间的影响规律。该研究成果为高频激励融冰技术应用于输电线路融冰提供一定的参考价值。     

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。     

阻波器检查的几种简单方法

高频通道作为高频保护信号的传输通道,它能否正常地工作对于电网的安全可靠运行起着非常重要的作用.线路阻波器串联在电力线路中,是高频通道的重要部件.由于种种原因,运行中的线路阻波器缺乏测试维护,成为影响高频通道质量的重要因素,该文通过对线路阻波器的分析,结合现场实际给出了阻波器故障检查的几种简单方法.     

输电线路中频融冰频率与热功率均匀度分析

输电线路的覆冰会引发线路过负载、绝缘性能降低、杆塔倒塌、导线舞动等事故,而主流的短路融冰方法都存在着不可克服的缺陷;为此在高频激励新型输电线路融冰方法基础上,针对其在冰层介质损耗角正切值较小时电源频率过高的问题,提出了以牺牲一定融冰热功率均匀度为代价的中频融冰方法。首先基于均匀传输线理论,以长为100 km、电压等级为220 kV输电线路为例,搭建覆冰线路均匀传输线等效电路模型;继而分析沿线电压、电流和功率因数分布规律以及融冰频率与热功率均匀度的相互影响;最后提出输电线路中频融冰最佳电源频率的确定方法。仿真结果验证了所提方法的有效性与实用性。     

高频交流与直流短路融冰比较研究

利用输电线流过电流产生的热来融冰是一个比较可行的方法.为此,提出用频率为1 kHz的交流电流进行融冰,即利用输电线流过高频电流时电流的集肤效应,使单位长度输电线的电阻增大,与直流融冰电流相比,在相同的有效电流下,相同时间内交流电流产生近2倍于直流的热量来融冰,能够缩短融冰时间,减少经济损失.设计了一套级联型高频高压大功率装置,并用Matlab对该装置进行仿真分析.结果表明,1 kHz的高频交流电流适用于35 kV及以下的电力系统融冰.     

分布参数对静电除尘用高频高压电源的影响

应用串联谐振技术设计的静电除尘用高频高压电源因其电源体积小、除尘效率高等优点将逐渐取代传统的工频电源.但高频变压器中分布参数的影响使得谐振电流发生畸变,使控制系统失效.本文在原有的高频开关式电源的基础上,利用补偿电感,有效地抑制了高频变压器中分布参数的影响,仿真结果表明了该方法的有效性.     

一种单级高频AC-AC变换器的低通输入滤波器的参数设计

单级高频AC-AC变换器将工频电网电压转换为高频(一般大于100k Hz)正弦交流电压,并实现功率因数校正的功能。由于其功率因数校正单元工作于电流断续模式(DCM),使得输入电流含有大量高次谐波,需采用低通输入滤波器予以滤除。上述低通输入滤波器的滤波参数不仅影响其滤波性能,还会影响到输入功率因数等诸多方面,因此滤波参数的确定十分重要。首先,根据叠加定理分别建立变换器交流侧等效电路模型,即工频分量和开关频率分量单独作用下的等效电路;进而,根据滤波器输入、输出要求合理设置相关预设参数,使加入滤波器后电网输入侧满足能量之星关于功率因数的要求。在此基础上以LC低通输入滤波器为例,对输入滤波器参数的定量设计过程进行详细阐述,并归纳出一种程序化的设计方法;最后,进行仿真及实验验证设计方法的正确性,该方法也可用于单级有源功率校正器的输入滤波器设计,而且对设计其他类型的低通输入滤波器有借鉴价值。     

快速空间电荷测量用高压高频脉冲源的研究

采用电声脉冲法测量空间电荷时需要对试样施加脉冲激励,使试样中的空间电荷发生微弱位移产生机械波。为了获得足够高的信噪比,必须连续采集多个信号进行平均处理,对于多数测试系统平均次数至少需要40次。测量一次所需时间为脉冲频率和平均次数的乘积,因此脉冲源的频率决定了测量的速度。基于高压固体开关设计了高压高频脉冲源,可产生半峰宽5 ns至380 ns的窄脉冲,兼具连续脉冲模式和脉冲簇模式,脉冲重复频率可达3 k Hz,在脉冲簇模式下脉冲间隔最小为1μs,输出脉冲幅值最大为2.5 k V。经设备校验可知脉冲源可有效提高空间电荷测试速度,并适用于交流甚至任意波形下的空间电荷测试。     

基于高频谐振集肤电流法的线路除冰研究

针对现有线路除冰技术的缺陷,提出了基于线路集肤效应现象和串联谐振原理的谐振集肤电流融冰法.该方法通过提高线路融冰电流的频率来加深线路的集肤效应,使线路单位长度的电阻显著提高,即在相同的发热功率要求下可减少线路的传输电流;同时控制传送电流频率在线路等效电感和串入谐振电容器的谐振点处,使线路变为纯电阻性负载,完全消除线路的无功电流传送.简要论述了级联型除冰装置的具体构成及其主要的控制方法--载波相移空间矢量PWM调制法、自适应频率控制、分相控制,并给出了装置具体的线路连接运行图.实例计算表明,提出的谐振集肤电流融冰法可以有效地减少线路的过电流危害,同时也提高了线路的功率传送效率.     

高压输电线路耦合共振除冰技术分析

高压输电线路除冰是电网安全运行的有力保障,为提高线路的除冰效率,提出一种耦合共振除冰方法。重点对覆冰导线做动力特性分析和实验测试,计算分析圆柱形、椭圆形和扇形雨凇导线的共振除冰频率,并考察覆冰区域应力分布,通过与实验结果比较发现,覆冰导线共振产生的应力大于覆冰破碎强度,论证了该方法的有效性和可行性,为输电线路耦合共振除冰提供参考依据。     

一种基于F2812的SPWPM波形实现方案

在分析正弦脉宽脉位调制(SPWPM)原理的基础上,详细介绍了通过TMS320F2812型DSP芯片来实现SPWPM控制波形的方法,芯片频率高达150 MHz,使得该方案与其他方案相比在高频链逆变电源中更具优势。1.2 kW/50 Hz输出、40 kHz开关频率的实验结果证实了该方法的可行性和有效性。