瞬态弱磁场测量系统的研究

为评估变电站内瞬态电磁干扰对保护和控制设备的影响及所用防护措施对干扰抑制的效果,须测试分析瞬态干扰,故而开发了一套频率范围0.1～100MHz,幅值范围0.005～50A/m的瞬态弱磁场测量系统,并在电磁脉冲模拟器下进行了初步标定。实验结果表明该测量系统满足瞬态弱磁场测量的要求。     

光纤瞬态磁场传感器的研究及其应用

为了对超高压变电站的开关瞬态磁场进行有效的测量，该文研制了一套光纤瞬态磁场传感器。采用单匝线圈作为磁场探头，利用光纤作为信号传输通路，解决了强电磁干扰环境内的瞬态磁场测量问题。提出了数字频率均衡方法，满足了变电站开关瞬态磁场测量对传感器的宽频带要求。实验室测试和现场应用表明，该传感器在频带宽度、测量范围、线性度和抗电磁干扰性能等方面，均可满足变电站开关瞬态磁场测量的要求。将该传感器应用于我国某500kV变电站开关操作和电抗器投切操作产生的瞬态磁场测量，取得了满意的结果。     

基于磁阻传感器的三维瞬态磁场记录仪的研制

随着智能变电站的发展,变电站二次设备的瞬态电磁干扰问题越来越引起人们的关注。为了研究变电站开关操作时的瞬态磁场,本文基于各向异性磁阻(AMR)传感器研制了一套高速大容量三维瞬态磁场记录仪。该仪器测量频带为DC-5MHz,动态范围20m Gs到6Gs,线性度大于97%,测量误差小于3%,存储深度大于50ms。测试和现场应用表明,该瞬态磁场记录仪在动态范围、线性度和抗电磁干扰性能等方面,基本满足变电站瞬态磁场测量要求,各项指标均达到设计要求。     

磁传感器阵列测量瞬态电流的新算法

不借助如聚磁环等辅助装置,直接利用磁传感器组来测量载流导体周围的磁场,进而反算待测电流是电力系统大电流测量的一种新思路.为了快速计算电流,尤其是电力系统中常见的瞬态电流,同时确保测量的准确性,文中研究了测量频带内磁场分布的动态特性,在时域中建立了基波电流与磁场幅值对应关系的瞬态电流计算模型.以三相矩形母排系统为例,研究...     

电磁脉冲模拟器仿真与实验研究

为了获得电磁脉冲模拟器工作区间内瞬态电磁场的分布情况并用时域有限差分法对自建的电磁脉冲模拟器进行了建模和数值仿真,并用三维瞬态电场测量系统和瞬态磁场测量系统实际测量了模拟器工作区间内的瞬态电磁场。仿真和测量结果表明,该电磁脉冲模拟器可产生上升沿为20~30ns的强电磁脉冲,且二者吻合较好。基于建立的模型得到了有界波电磁脉冲模拟器工作区间内瞬态电磁场的分布规律:电磁脉冲强度由工作区间中心向两侧逐渐减小,随高度的增加,电磁脉冲强度逐渐增大。基于上述模型通过数值仿真可检验电磁干扰和电磁防护实验结果的准确性。     

快前沿脉冲磁场测量系统研制

针对高空核电磁脉冲(HEMP)模拟器建设和效应研究中脉冲磁场测量的需求,介绍了一种快前沿脉冲磁场测量系统的设计、标定和使用过程。首先,依据等效电路分析了电小环天线的测量原理和频率特性;其次,建立了小环天线数值计算模型,研究了其脉冲接收特性;然后,通过电路模拟的方式研究了电路参数对测量结果的影响;最后,设计了一种快前沿B-dot传感器,结合积分器和光纤传输系统构建了一套快前沿脉冲磁场测量系统,测试了其性能指标,并在高空核电磁脉冲模拟器下取得了应用和验证。结果表明:该测量系统上升时间小于1 ns,满足快前沿脉冲磁场测量需求。     

磁传感器阵列测量瞬态电流的新算法

不借助如聚磁环等辅助装置,直接利用磁传感器组来测量载流导体周围的磁场,进而反算待测电流是电力系统大电流测量的一种新思路。为了快速计算电流,尤其是电力系统中常见的瞬态电流,同时确保测量的准确性,文中研究了测量频带内磁场分布的动态特性,在时域中建立了基波电流与磁场幅值对应关系的瞬态电流计算模型。以三相矩形母排系统为例,研究了该测量模型适用的磁传感器组放置区域,并分析了误差的来源。最后利用实验验证了该模型的有效性。     

基于光纤技术的电磁脉冲3维电、磁场测量系统

为对空间中任意极化方向的电磁脉冲进行测量,研制了一套3维电场和磁场测量系统。分别选择棒状电小天线与B-dot天线作为电场、磁场传感器的接收天线,并通过改变天线几何尺寸来满足工作带宽与灵敏度的测量要求;通过光电转换模块将调理后的天线输出信号转换为光强度信号并通过光纤传输;最终通过建模仿真与标定试验来验证测量系统的性能。实验结果表明:所研制的测量系统体积小、抗干扰能力强、对电磁脉冲的纳秒级前沿响应快,其响应前沿3 ns,电场测量系统的动态范围可达-8.5~8.5 kV/m,磁场测量系统的动态范围可达-10~10A/m;且可以通过3维矢量合成的方法方便地测量空间任意极化方向的电磁脉冲。     

电磁脉冲D-dot电场传感器的设计与优化

瞬态电场测量对于研究智能电器在强电磁脉冲环境下的可靠性具有重要意义。文中基于D-dot原理利用等效电势法确定了电磁脉冲电场探头的基本参数,通过结构优化,设计了4种不同结构的电场探头,分析其电场分布的特征,设计了引线屏蔽壳,分析了不同频率下的输出响应。采用GTEM小室和RS105系统分别对电场传感器进行频域、时域瞬态响应的测试,通过实验,验证了该优化的设计方案可以满足ns级脉冲电场的测试需求,同时有利于天线的加工制造和安装,稳固性好。     

静电放电小空间测试装置性能分析与验证实验

为了满足核辐射条件下静电放电（ESD）瞬态脉冲场小空间测试的需要,基于有源电光调制法研制了一种经济实用的传感器,并利用该传感器搭建了光纤传输式瞬态电场测试装置。在介绍传感器设计与研制过程的基础上,对测试装置的电性能进行了实验研究。通过频域信号注入实验、方波脉冲注入实验及方波脉冲辐照实验,对测试装置的响应时间以及线性度等指标进行了性能分析;通过ESD脉冲辐照实验,对测试装置性能进行了综合验证。实验结果表明,该测试装置的响应时间〈1ns,可用于ns级辐射场测试;其线性度良好,通过调整天线负载电容的取值可以调节测试灵敏度。该测试装置可用于静电放电辐射场的时域测试,能够在小空间测试静电放电瞬态脉冲场。     

电源滤波器抑制阻尼振荡波的试验研究

针对变电站一次回路开关操作产生的暂态干扰,分析电源滤波器的插入损耗和特征阻抗,进行电源滤波器抑制阻尼振荡波抗扰度试验,研究了电源滤波器在抑制开关操作引起的电磁干扰方面的作用,为在变电站电磁环境内选用电源滤波器提供了参考。     

Electromagnetic‐circuit co‐simulation of very fast transient overvoltage in gas‐insulated switches

The very fast transient overvoltage (VFTO) originating from operations of an isolating switch in a gas‐insulated switch (GIS) will cause dangerous interference to the switch and its peripherals. Aiming at the engineering issue, a collaborative simulation method by field‐circuit‐wave of VFTO radiation interference is proposed in this paper. With a combination of project cases, the GIS equivalent circuit is first extracted by means of quasistatic electromagnetic (EM) field analysis. Furthermore, the equivalent time‐varying voltage source of VFTO is obtained by associating the time‐varying resistance model of the switching arc and the broadband circuit method. Finally, using the transient full‐wave technique in the time domain, the spatial EM interference by VFTO is simulated. It turns out that this method has high significance to the high‐voltage switch design. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于SWT的GIS电压互感器二次侧干扰分析

特快速暂态过电压（VFTO）是气体绝缘变电站（GIS）中切换隔离开关时产生的特殊电磁暂态现象。VFTO会以传导和辐射方式影响二次设备的正常运行。为探究VFTO对二次设备的干扰特性,文中采用自制的二次侧干扰测量装置对某1 000 kV GIS的电压互感器（PT）二次侧共模干扰进行现场实测。接着,对比了5种时频分析方法的性能,采用其中性能较优的同步压缩小波变换（SWT）对实测波形进行了时频分析。实测结果表明：PT二次侧的共模干扰电压峰峰值最高可达9.65 kV。微脉冲的时频分析结果表明：7.8 MHz频率分量幅值高,且贯穿波形的始终,是PT二次侧干扰的主导频率分量。该分析结果可为GIS中二次设备的电磁抗扰度测试和电磁防护设计提供参考。     

智能变电站的电磁兼容性测试

浙江省电力公司在110kV大侣智能变电站组织实施了国内首次人工短路试验,该试验不仅验证了非传统互感器和智能保护系统的可靠性,还测试了系统故障情况下站内电磁兼容性。文中从站内工频电磁场变化、二次回路的电磁干扰、通信回路的电磁干扰3个方面分析了当前智能变电站面临的电磁兼容性问题,并有针对性地提出了解决方案。     

变电站二次回路抗干扰问题浅谈

随着变电站二次设备的电子化、微机化,电磁干扰问题变得日益突出,为此,介绍了变电站二次回路中电磁干扰的来源、传播途径和抗干扰的基本原理,以及实际工作中的一些防护措施,并对电缆屏蔽层的接地方式作了简要说明.实践表明：采用科学、合理的抗干扰措施,能够有效防止电磁干扰对二次系统的影响.     

变电站电磁干扰及二次抗干扰措施

针对一次设备对二次设备、二次回路和网络通信线的电磁干扰进行分析和研究,阐述电磁干扰产生的来源,并提出相应的抗干扰措施。     

气体绝缘开关设备中特快速瞬态过电压研究的新进展

气体绝缘开关设备（gas insulated switchgear,GIS）中的隔离开关操作空载短母线会产生陡波前、高幅值的特快速瞬态过电压（very fast transient overvoltage,VFTO）、瞬态壳体电位和电磁干扰,对GIS及其连接的具有绕组的设备、与壳体连接的二次设备绝缘产生危害,干扰二次设备工作,严重影响设备的安全运行。对2009年前国内外在VFTO测量方法、特性试验、数字仿真和对绝缘影响以及外部VFTO方面的研究状况进行了综述。概要总结了国家电网公司在特高压GIS中VFTO实测及仿真研究方面取得的新进展,提出了特高压GIS中VFTO需要深化研究的内容,即重点关注VFTO的传播特性与仿真建模,VFTO下的绝缘特性和机制研究,以期全面掌握特高压GIS中VFTO特性,对特高压输变电设备的研制、工程设计和运行提供依据和有益的参考。     

暂态过程中TV二次回路接线对继电保护影响及对策

对电压互感器TV二次回路的接线形式进行深入的分析，指出TV二次回路不恰当的接线形式，将会给暂态过程中的继电保护产生很大的影响，存在事故隐患，提出了消除影响的措施；须在开关场将仪表所接TV的中性点与保护所接TV的中性点分开而单独接地。避免电网故障时，因暂态分量影响，产生干扰压降，使零序方向保护发生误动作。     

电力系统二次回路电磁干扰及防范措施

对电力系统二次回路出现的准电磁干扰问题进行了案例分析,详细分析其产生的原因,入侵途径及类型,并提出各种有效的抗干扰方法及措施,从而确保电力系统二次设备安全运行。     

变压器耦合式固体继电器传导发射分析方法研究

在采用变压器耦合作为隔离电路的固体继电器中,变压器工作在自激振荡状态,通过磁芯将高频信号传递到变压器次级,较高的du/dt和di/dt产生较大的对外传导干扰,严重时会影响到其他电子设备的正常工作。以某型号变压器耦合式直流固体继电器为研究对象,在建立功率二极管、功率MOSFET的高频模型和变压器等效电路模型,以及考虑寄生参数对传导发射影响的基础上,建立固体继电器用于传导发射分析的精确时域电路模型。采用Pspice软件仿真得到固体继电器输入端电源线对外传导发射量,仿真结果与实验结果吻合良好。为抑制传导发射,提出在固体继电器输入端串入EMI滤波器的优化方案。试验结果显示,优化后输入端电源线对外传导发射低于国军标GJB1515A-CE102的规定,提高了固体继电器的电磁兼容性能。该固体继电器传导发射分析方法对继电器的电磁兼容性能预测具有指导意义。