电压互感器二次回路接地点的分析

对一起电压互感器二次回路多点接地导致继电保护装置误动作情况进行分析,验证了电压互感器多点接地造成的危害性。建立了电压互感器二次回路一点接地和多点接地等值电路模型,结合反措要求对现场电压互感器二次回路接地点的检查方法进行总结。提出利用电阻法判断存在多点接地的可能、电流法确定接地点的支路、电压法确定具体的接地点。通过实例验证了检查方法的正确性,同时针对电压互感器二次回路接地点的实际运行情况提出了相应的运行管理要求。     

基于二维线性跟踪器的二次系统直流接地故障检测新方法

在低频信号注入法的基础上,针对支路对地电容影响检测精度,以及小波检测方法存在的不足,提出了基于二维线性跟踪器的直流回路接地故障检测方法。将采集到的电压、电流信号送入二维线性跟踪器检测系统,通过调节跟踪器参数,提取低频信号和相应的微分信号,用最小二乘法拟合得到接地电阻值和对地电容值。仿真结果表明:该方法检测步骤简便、计算量小、测量结果准确,能全面反映支路的运行状态,为直流系统接地故障检测提供了一种新思路。     

基于现场总线的分布式直流系统接地在线监测装置设计

采用了一种常态下利用双不对称电桥实时监测直流系统绝缘的方法,解决了正负母线绝缘均按比例下降时失效的问题。并在低频信号注入法的基础上提出了双变频测量法,测量各支路的接地电阻值,从而判断出故障支路,解决了低频信号注入法容易受到直流系统支路中存在的对地分布电容的影响问题。详细介绍了基于现场总线的分布式接地监测系统的设计与实现方法,每个前置采集单元就近检测一定数量的支路接地电阻,并通过CAN总线互连,将检测数据上传到集中处理单元。实验和现场运行表明该系统布线少、配置灵活、测量精度高、支路接地故障定位的准确率高及抗干扰能力强。     

电压互感器二次回路N600多点接地查找方法及应用

运行中的变电站若电压互感器二次回路N600两点或多点接地,当系统发生故障时,将造成中性点的电压相位偏移,影响保护装置对电压的准确测量,可能导致距离保护、零序方向保护拒动或误动.介绍了电压互感器二次回路多点接地的常用查找方法,并提出了一种直接通过电流测量来确定接地点的新方法.该方法操作简单,能成功地查找出出电压互感器二次回路的两点接地故障.     

电压互感器二次回路一点接地检查及查找多个接地点方法

针对运行变电站、电厂电压互感器二次回路N600存在一点接地和两(多)点接地难以检查和查找的问题,提出了在不停电情况下的检查和查找方法.通过建立运行变电站、电厂电压互感器二次回路N600存在一点接地、两(多)点接地的电压互感器二次回路的等值电路,对比了两者间的差异,提出在电压互感器二次回路N600的永久接地线上串入小电阻,改变电阻值,测量永久接地线流过的电流,若永久接地线流过的电流不发生变化是一点接地;若永久接地线流过的电流发生变化,则是两(多)点接地.实践证明,该方法成功地检查和查找出电压互感器二次回路一点接地或两(多)点接地故障.     

核电半速汽轮发电机组轴电流误报警问题研究与改进

本文以某核电厂百万千瓦半速发电机调试及运行期间多次出现的轴电流误报警问题为例,对汽轮机叶片静电脉冲产生轴电流的机理进行了建模仿真,对因轴电压参考接地点设计不当可能造成轴电流测量回路干扰进行了理论分析和现场实测。证实了该报警问题根源在于电流的采集和传输回路,由此提出了改进机组轴电流测量系统准确度的有效措施,提高了核电厂发电机安全稳定运行水平。     

10kV自然换流型混合式直流断路器中真空电弧电流转移特性研究

围绕应用于?10kV直流配电领域中的自然换流型混合式直流断路器的电弧电流转移特性展开研究。开断过程中,机械开关支路在没有辅助换流装置的情况下,需要在真空电弧电压的作用下实现电流向主关断支路的转移。文中建立了真空电弧电流转移的数学模型,确定了电弧电压、转移回路电感电阻参数、电力电子支路的导通压降是影响真空电弧电流转移的主要因素。实验方面首先对具有不同触头结构及材料的真空灭弧室进行了电弧电压测量,实验表明真空电弧电压可以同电力电子支路进行配合;在此基础上,采用IGBT作为电力电子支路开关,进行真空电弧电流向电力电子支路的转移实验,并研究了回路电感电阻参数对于转移特性的影响;最后,设计实现了10kV自然换流型混合式直流断路器,并对开断进行了实验:真空灭弧室电弧电流在1.5ms内完全转移到电力电子支路,关断电流3.6kA、关断过电压21.4kV,验证了该方案的可行性。     

直流系统短路故障的快速识别与短路保护

提出了利用霍尔传感器测量直流系统回路电流、母线电压，以电流、电压综合判据快速识别直流系统短路故障的方法。采用可控直流断路器替代传统的熔断器法，将交流系统三段式微机电流保护原理应用于直流系统的短路保护，设计了辐射式I，Ⅱ，Ⅲ段直流供电回路，同时为防止在切除故障支路时因Ⅱ，Ⅲ段开关同时拒动，而由I段开关切除故障引起的其他供电支路电源消失问题，对Ⅲ段直流供电回路采用了备用开关自投方案，并研制了直流系统三段式微机电流保护装置。分析了该装置的选择性、灵敏性、速动性和可靠性。通过对样机的仿真实验和现场运行，表明了该原理与方法的有效性和实用性。     

基于ATT7022E和STM32的电力数据采集系统

为实现电力数据的实时采集与监测,设计了一款基于电能计量芯片ATT7022E和微处理器STM32的电力数据采集系统,详细阐述了其各模块硬件电路设计和软件设计及其功能实现.所设计的数据采集系统能够测量6路电压、电流、功率、功率因数等电力数据,利用串口通讯进行数据传输.实验结果表明,该数据采集系统测量精度高、实时性高,可应用于多种电力设备和电力系统.     

基于回路分析的回路类型转换与支路潮流越限处理

在π型等值的基础上,将负荷等值为电压源,而以阻抗支路为链支、接地支路为树支,建立网络的节点电压方程及回路电流方程,从而将潮流计算中的雅可比矩阵元素表示成以节点电压和回路电流为状态变量的函数的形式;并且定义了回路类型和Qθ节点类型,当支路潮流越限时,通过回路类型和节点类型的变换、调整相应节点的注入有功功率对越限支路潮流进行调整.在IEEE-30节点系统上的检验证明这种方法是非常有效的.     

基于霍尔传感器阵列的电流测量系统

集磁环的存在导致开环式和闭环式霍尔效应传感器存在磁饱和现象。一种由多个霍尔元件构成圆形阵列方式的传感器阵列电流测量系统,通过测量一次导线产生的磁场计算得到被测电流数值克服了这一现象。首先建立霍尔传感器阵列数学模型,分析霍尔元件数量、载流体偏心引入的误差变化,然后设计加权增益调整电路、移相电路和基于电压反馈的功率放大电路,用于实现大功率信号输出,最后根据试验结果证明,所设计的电流测量系统整体准确度达到0.2级水平。该电流测量系统包含16个霍尔元件,检测电流变比为600 A/5 A,系统功耗仅0.4 W。     

一种高精度超声测距系统设计

基于超声走时法的超声测距精度依赖于声速和超声到达时间测量,据此设计了大发射功率、高频率超声发射模块,以实现较大的超声测量距离同时具有较高的分辨率,设计了具有放大倍数可调的二级精密仪表放大电路和高品质因数的滤波电路的超声接收模块,以适应不同的测量范围,并抑制共模干扰信号和其他频率信号的干扰,采用小波软阈值降噪来判定超声首波到达时间,并采用标准距离测量来确定环境声速.实验结果表明,该系统在1 m范围内精度高于1 mm,5 m范围内精度高于1.7 mm,实现了较高的测量精度.     

新型时钟管理电路模型分析与参数设计

现今,电子产品的功能越来越复杂,随之而来在电路板设计中会选用多种类型芯片,比如微处理器、ADC、存储器、接口芯片等。这种情况下就需要时钟管理电路实现对多路时钟在频率、相位、占空比、抖动指标上的管理,为每种芯片提供不同属性的工作时钟。本文提出一种基于时钟芯片的新型时钟管理电路,进行总体方案设计,重点对电路中的锁相环的重要环节模型及电路整体模型进行分析,归纳了电路参数选择方法及其与系统指标之间关系,为最终电路详细设计和程序配置的提供参考依据。     

非周期分量对电流互感器饱和特性的影响的仿真

电流互感器是将系统一次侧的电流信号传变到二次回路的重要测量设备,绝大部分继电保护依赖于电流互感器传变过来的电流信号而动作。电流互感器是否能够将一次电流准确的传变到二次侧是继电保护能否正确动作的关键。因此,电流互感器模型在电力系统仿真中有着重要的作用。着重介绍了电力系统暂态仿真中常用的Jiles-Atherton电流互感器的数学模型。并利用该电流互感器模型,仿真了变压器空载合闸产生的励磁涌流的过程,并分析了非周期分量对电流互感器饱和特性的影响。     

基于隧道磁电阻效应的宽频带电流无线测量装置

宽频带电气量数据包含大量故障暂态信息,传统互感器带宽受限难以精确全面地测量宽频暂态信号。针对该问题,提出一种含精确时标的非侵入式电流测量方法并设计原理样机。通过隧道磁电阻(TMR)芯片测量线路电流感生磁场,根据被测导体与TMR传感器的相对位置计算变比并通过微处理器进行录波和读数。设计低噪声、可变增益的传感器模组电路和暂态录波无线测量传输模组电路,精确感知宽频信号;根据传感器实际安装位置推导传变关系式,实现对一次电流的精确计算。搭建测试平台对测量装置直流、交流及暂态信号传变能力开展测试,在10 kV配电网进行接地故障电流测量对比实验。分析了影响磁阻传感器测量精度的主要因素,结果表明其直流和工频信号测量误差小于1%,高频信号测量误差小于3%。     

具备主动维护功能的分布式电池管理系统的研究

蓄电池组是变电站直流操作电源系统的重要组成设备,其在交流停电时为负载提供不间断电源。为实现对蓄电池的主动维护,设计出基于RS485总线的分布式电池管理装置,其由若干测试单元和一台监测单元组成。测试单元内置自带模数转换的单片机,对单体电池的端电压实现实时检测,并在电池充电时实施PWM分流法,监测单元分析各节电池状况,通过测试模块单元内部的PWM分流电路,实现单节电池的均衡充电,克服电池间的不一致性。     

光纤振动传感器的信号检测电路设计

基于干涉仪的相位调制型光纤传感器具有极高的灵敏度,其中探测微弱光信号的光电信号检测电路起着重要的作用。针对光纤振动传感器系统,分析了PIN光电二极管前放电路和典型跨阻抗PIN-FET的组件电路,为减小前放I/V变换电路中跨阻阻值很大而带来的热噪声,设计了T型电阻网络。利用结构简单、性价比高的PIN光电二极管的前放检测和滤波器电路,对Sagnac干涉仪的输出的光信号进行了检测。实验表明该电路有效地降低了输出光电流噪声的均方值,其性能可靠,完全满足振动传感器的实际应用的测量要求。     

用于激光供能电流互感器的低功耗光电传输系统

设计了用于激光供能电流互感器的低功耗光电传输系统,系统包括上行光纤和下行光纤.上行光纤在完成向包含传感器及相关电路的一次转换器供能的同时,还可以传输控制信号.在不影响光供能稳定性的情况下,在短暂的供能中断中完成数据通信.在一次转换器中,控制信号通过在能量变换电路中增加一个比较器电路提取出来.改进的一次转换器光发射驱动电路只需要消耗数毫瓦的平均功率就可以稳定地工作,一次转换器总的功耗可控制在40 mW以内.实验结果表明,上行光纤和下行光纤中通信波特率可以分别达到200kbit/s和2 Mbit/s,完全满足电流互感器通信需要.     

基于Rogowski线圈的电子式电流互感器的积分器技术

积分器是基于Rogowski线圈的电子式电流互感器中的关键环节之一。分别论述了三种积分器的设计与实现,并对其性能进行了比较:用模拟电路实现的积分器不但在测量稳态电流上有很高的精度,还能较真实地反映故障电流的暂态过程,能稳定可靠地应用于测量、保护等实际工程领域。用数值算法实现的积分器由于其精度与算法实现问题,还需进一步研究与完善。采用集成芯片构成的数字积分器适用于计量系统,但在保护系统中使用具有一定的局限性。     

高灵敏度CCD光电信号检测系统的设计

高灵敏度线阵CCD常用于光谱仪的精密科学仪器中,设计优良的光电信号检测系统有利于充分发挥高灵敏度CCD的作用.为了充分发挥高灵敏度CCD的作用,提高脉动光谱信号的质量和仪器的性能,本文在埋沟道型IL-C6-2048C线阵CCD基础上,根据CCD的输出信号是负极性的离散模拟信号并且混杂有幅度较大的复位脉冲干扰的特点,设计电路对CCD输出信号进行适当的预处理.对于预处理后的信号含有1/f噪声和低频噪声的问题,本文采用了相关双采样技术提高了动态光谱检测系统的信噪比.为了提取信号的特征及对信号进行后期处理,本文设计了高速的ADC对CCD信号采集.整套系统可以大幅度提高CCD信号的质量与精度.