电容型电气设备介质损耗在线监测系统的设计

电容型电气设备介质损耗是判断其绝缘状况的有效手段。针对介质损耗角在线监测的特点,提出了以高精度快速傅里叶变换为核心的纯数字测量方法,通过曲线拟合求频谱幅值最大处的频率,利用正弦参数法求该频率处的相位角。同时在信号提取方面采用基于零磁通无源穿心式小电流互感原理的泄漏电流传感器的新方法。首次将温湿度检测应用到此监测系统,保证了监测数据的可靠性和准确性。系统软件主要分为三大模块:系统定制模块、运行检查模块和信息查询模块,采用功能强大的C++ Builder开发。试验结果证明本系统能满足测量的可信度、准确度和稳定度要求,可实现介质损耗角的在线监测。     

河南省电力公司2002年科学技术进步获奖成果简介之五

200337 DJC—Ⅰ型电力电缆绝缘在线监测系统 成果简介：该成果是一种分层分布式的在线检测系统，采用低频重叠法和tgδ法测量电力电缆低频泄漏和工频介质损耗tgδ值，对110kV及以上单芯电缆的绝缘状态进行在线监测。系统分为两个平台，     

二次综合比较法在电容型设备监测中的应用

介绍了二次综合比较法的原理。提出一种利用时间序列分析法对电容型设备在线监测的介质损耗角正切tanδ和电容量C的测量值进行分析的方法,它通过运用数理统计的原理计算出介质损耗角正切tanδ和电容量C的一次报警值,并对该报警值采取连续报警个数的确认和修改报警值二次确认的方法进行最终的确认,可有效地减少环境和设备本身的干扰。由实际检测数据的数值实验表明,该方法是有效可行的。     

tanδ高准确度测量的加权插值FFT算法

在用谐波分析法对介质损耗因数进行在线监测时,电网频率的波动使数据采样频率与电网频率间不同步给测量系统带来很大误差。为实现介质损耗因数的高准确度测量.本文针对误差产生的原因提出了采用海宁加权插值快速傅立叶变换FFT算法对采样信号进行处理,从而跟踪系统频率的变化并对谐波分析得到的信号参数进行校正。该算法附加运算量少,受电网谐波影响小。数字信号试验结果表明该算法有较高的准确度,能够满足介质损耗因数在线监测的要求。     

基波频率修正方法在测量介质损耗中的应用

分析了电网的系统频率波动对监测变压器套管tanδ的影响,提出一种基于基波频率修正原理的介质损耗因数测量方法。该方法将电压、电流信号在时域内过滤其直流分量,修正所测电信号的基波频率,对原信号采用样条插值法进行插值计算,并进行整周期反复采样,截取整周期样本长度进行快速傅里叶计算,得到基波电压和基波电流的相位夹角,求出其余角的正切值即为介质损耗因数。仿真试验及现场应用的结果表明:采用该方法可实现对变压器套管介质损耗的准确测量。     

固体环网柜介质损耗数字测量算法

固体环网柜采用的固体绝缘套筒介质损耗在线监测系统存在抗干扰能力差、数据同步采样条件要求高、计算分辨率低等问题。为降低这些因素对监测精度的影响,采用瞬时功率变换法测量介质损耗值,通过瞬时对信号进行分解,提取基波阻性电流和容性电流,实现介质损耗值的动态监测。结合滤波器的设计,达到监测结果的高精确度。设计、制作了环网柜介质损耗在线监测系统进行试验,结果表明:采用该方法的在线监测可以控制相对误差在3%以内,有效地克服了由于非同步采样和非整周期采样造成的频谱泄漏和栅栏效应带来的误差。     

基于Kaiser窗频谱校正的介质损耗因数测量

采用基本窗函数和广义余弦窗函数对信号加权的谐波分析法可减轻非整周期截断对介质损耗因数tanδ测量的影响,但其效果受到窗函数固定旁瓣性能的制约.Kaiser窗可定义一组可调的窗函数,自由选择主瓣与旁瓣衰减之间的比重,因此能全面地反映主瓣与旁瓣衰减之间的交换关系.本文讨论了Kaiser窗的旁瓣特性,提出了基于Kaiser窗双谱线插值FFT的tanδ测量方法,运用多项式拟合求出了实用的插值修正公式,推导了信号初相角及tanδ的计算式.仿真结果表明,Kaiser窗函数抑制频谱泄漏效果好,基于Kaiser窗的双谱线插值FFT方法克服了谐波干扰、基波频率波动、采样频率变动、采样时间长度变化及白噪声对tanδ测量的影响,且设计实现灵活,测量结果精确、稳定,可用于介质损耗因数tanδ的离线测量与在线监测.     

柔性直流输电用金属化膜电容器多频介损在线获取方法研究

金属化膜电容器具有储能密度高、可靠性高及使用寿命长的特点,被广泛应用于柔性直流输电系统的核心设备模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)中。实际工程中,金属化膜电容器用量大且难以拆卸,因此实现柔性直流输电系统中金属化膜电容器的在线监测具有重要意义。本文提出一种金属化膜电容器多频率介质损耗角正切(tanδ)的在线获取方法,通过对电容器承受的电压电流信号进行频谱分析,获得不同频率下电容器的tanδ,最终实现对电容器的在线监测。     

高压交联聚乙烯电缆在线监测及检测技术的研究现状

综述了我国高压交联聚乙烯（XLPE）电力电缆的在线监测及检测技术的研究进展及现场应用状况,对局部放电,温度,接地电流、介质损耗（tanδ）等监测方法的优缺点进行了讨论,认为tanδ监测方法存在工程上难以实现及无法获取电缆局部劣化信息的缺点,不宜在高压电缆系统的在线监测或检测系统中采用。提出了适合我国高压XLPE电力电缆的在线监测技术及检测方法。     

基于最小二乘法的MOA表面污秽干扰误差修正方法研究

为了消除MOA表面污秽导致绝缘在线监测系统介质损耗角测量值产生的误差,文中用盐雾法对避雷器进行人工污秽试验,通过试验数据研究表面污秽程度与介质损耗角测量误差之间的关系,得出基于最小二乘法的介质损耗角修正方法。采用该方法可根据避雷器的污秽程度(等值盐密值),得出介质损耗角修正值,使修正后的测量值更接近真实值。实验室试验结果表明,该方法对于表面污秽产生的测量误差,具有良好的抑制效果,显著提高了介质损耗角的测量精度。     

傅里叶算法测量介质损耗的误差分析与应用

为减少傅里叶算法用于电容犁设备介质损耗（介损）计算的误差,基于信号仅含基波分量和信号频率变化的前提下对傅里叶算法用于介损计算的误差进行理论推导和分析。获得了介损角计算误差的表达式,该表达式由电雕与电流信号的相位差、电流信号的初始相位、信号频率和信号长度组成,即介损角的计算误差受这些因素影响。分析结果表明：存仞始相位变化...     

电器试验选相合闸自适应控制技术及其实现

结合高低压电器试验和研究中对选相合闸装置的实际需求,研究了跟踪输入电压信号频率的选相合闸自适应控制技术,即通过快速傅里叶算法得到输入电压的频率和初相位,并根据待合闸相位输出控制信号。系统设计了以ARM微处理器为控制核心的硬件电路,主要包括ARM中央控制单元、信号调理电路、隔离与电力开关模块、触摸屏等部分。分析了选相合闸装置在检测和数据处理方面产生误差的原因,并给出了解决办法。试验结果表明:选相合闸控制装置工作可靠,实际选相误差小于±1°,有一定的应用参考价值。     

基于空间电压矢量的软起动器变频阶段的优化及仿真

对于空间电压矢量软起动器变频阶段的负相转矩和转速振荡问题,依据电压矢量的控制方法,对频率转换点的选取实行优化。以电机负载状况来获取各个变频阶段的控制角初始值,以恒压频比原则获取控制角终值,以此对软起动器变频阶段的控制进行优化。最后对优化后的软起动器进行仿真验证,结果显示,软起动器工作在变频阶段时,在频率转换点出现的转速超调得到了改善,电流峰值有所减小,没有负转矩出现。     

Determination of phase angle and amplitude error of voltage and current transformers up to some 100 Hz for loss measurements on power transformers

Contents  For the load loss measurement of power transformers, current and voltage transformers with usually extremely low errors of phase angle and amplitude are used. However, even small errors of the measuring transformers may result in an error in the measured load loss. Therefore, national and international standards allow the correction of the measured value by the amount caused by phase angle and amplitude error of the measuring equipment [2–4]. The determination of the errors of phase angle and amplitude of measuring transformers is carried out on the basis of calibrated standard measuring transformers which are traceable to national standard equipment at rated frequency, e.g. at 50 and 60 Hz. For some applications – e.g. the load loss measurement of HVDC power transformers according to the draft of IEC standard 61378-2 [1] – a load loss measurement at frequencies other than rated frequency is required. For that, the errors of phase angle and amplitude of the measuring transformers must be known. This paper describes a method how to determine the phase angle and amplitude errors of the measuring transformers at arbitrary frequencies on the basis of the calibrated error values at rated frequency. Received: 9 August 2000     

基波电流瞬时值检测及同步电流相量测量方法

为了能够实时有效地测量出系统在各种状态下的基波电流相量的频率、幅值和相角,给出了一种基波电流瞬时值检测及同步电流相量测量算法。把系统的零序电压和电流瞬时值看作三相系统中的a相分量,按照正序对称原则无延迟地构造出b相和c相电流和电压。利用同步坐标变换的方法准确检测出零序、负序和正序基波电流瞬时值,给出了基波电流相量的频率、相角和幅值测量算法。该方法提高了多种动态条件下的测量精度和动态响应特性,仿真结果表明了该方法的正确性和有效性。     

数字恒频移相调功串联谐振逆变电源的研制

当两个或多个感应加热线圈距离很近且电源工作频率不同时,就会产生低频噪声。针对这一问题,提出了恒频移相调功方式,在功率调节过程中,超前臂开关管始终工作在零压开通、零压关断状态;滞后臂开关管在移相角小于负载阻抗角时工作在零压开通状态,在移相角大于负载阻抗角时工作在零流关断状态。还详细分析了开关模态,给出了超前臂开关管并联电容的选择原则和相应实验波形。产品长期运行的结果表明,所提出的功率调节方式不仅成功解决了上述低频噪声问题,而且开关损耗小,可靠性高,具有极大的工程应用价值。     

一种高精度的电网谐波/间谐波检测的组合优化算法

为了提高电能质量,准确测量电网中的谐波和间谐波频率、幅度和相位,给出一种高精度的电网谐波和间谐波检测的组合优化算法。首先,利用双窗全相位快速傅里叶变换时移相位差频谱校正法,检测出谐波和间谐波的频率值;再构建谐波和间谐波信号幅值和相角参数的目标函数,设定初始值和迭代精度,由拟牛顿优化算法对目标函数进行迭代运算,检测出相应的谐波和间谐波信号的幅值和相位角。利用该方法对复杂间谐波信号进行检测,仿真实验结果表明,基于双窗全相位快速傅里叶变换时移相位差频谱校正法和拟牛顿法的组合算法实现了间谐波幅值、频率和相位三个特征的较高精度检测。且该算法具有较高的抗噪声干扰能力。     

PWM-CSI induction motor drive with phase angle control

The authors describe a pulse-width-modulated current-source inverter drive system using an induction motor. Its dominant feature is that it provides adequate control of either torque or speed over a wide range without requiring a shaft position or speed sensor. The capacitor-loaded current-source invertor system has the advantages of simplicity, low switching frequency, four-quadrant operation, overcurrent protection, and low harmonic content in the motor current and voltage. The choice of maximum value for the capacitor depends on the degree of nonlinearity that can be tolerated in the torque-stator current relation, whereas its minimum value depends on the need for a low impedance path for inverter current harmonics. The control strategy is based on the concept of controlling the stator phase angle of the induction motor. The stator voltage is sensed, and the current-source inverter is used to inject current into the motor with the desired phase angle     

等效正弦分级变频软启动器的研究

对使用三相异步电动机的分级变频控制方式来实现重载启动过程的若干问题进行了分析和研究。首先,分析分级变频软启动的基本原理,然后对三相变频的相序进行分析,得出最优的变频相序角度。其次,对频率的选择和切换进行研究。最后对功率因数角校正进行研究,并提出了功率因数角闭环控制的方法。然后利用MATLAB/Simulink的仿真功能进行仿真分析,从而验证方法的可行性和有效性。     

利用工频电压信号的配电终端时钟同步方法

配电自动化中常用的时钟同步协议如简单网络时间协议等,由于时钟同步命令往返时间的不一致,造成了时钟同步误差较大。利用同一配电线路上同相别的工频电压信号相位相差不大的特点,提出了一种利用工频电压信号的相位作为对时参考量的对时方法。进行对时的配电终端事先约定对时命令发送时对应的工频电压相位。发送端在电压到达约定相位时发送对时命令,接收端收到对时命令后,将前一个电压处于约定相位的时刻标记为参考接收时刻。通过相同约定相位的标记避免了对时命令往返的不一致造成的误差。理论分析和实验验证结果表明,在发送到接收的时延小于20 ms的情况下,利用电压信号参考量的对时方法,时钟误差小于1 ms。