小电流接地故障暂态过程的LC谐振机理

对于小电流接地故障,传统基于健全相充电与故障相放电的暂态机理,尚未得到严格理论或实践验证,且仅能反映部分暂态过程。提出一种基于电感—电容(LC)谐振的小电流接地故障暂态机理,即在建立基于线路分布参数小电流接地故障全网模型的基础上,分析各模网络及同模网络内不同检测点阻抗的依频变化(交替呈现容性与感性)特性,给出其间发生LC串联/并联谐振的条件与能量交换规律。研究发现,小电流接地故障暂态过程由同模网络内单条出线、不同线路间的若干组LC并联/串联谐振以及线模和零模网络间LC串联谐振组成,其中频率最小且能量最大的模网络间串联谐振为主谐振,其产生的暂态电压电流含有明确的故障位置信息且易于利用。     

一种全桥双谐振CLL谐振变换器的分析与设计

提出一种全桥双谐振CLL谐振DC-DC变换器拓扑。该变换器有两个谐振网络,共用一个变压器。该谐振变换器能在全负载范围内,实现开关管的零电压导通ZVS(zero voltage switching)和副边整流二极管的零电流关断ZCS(zero current switching),变换器开关管的开关损耗低,同时消除了二极管的反向恢复损耗,实现较高效率,适用于分布式电源系统中的直直变换模块。采用基波分析FHA(fundamental harmonic approximation)方法对该谐振变换器进行分析,得到了该变换器的直流增益特性。最后,制作了一台200 W的实验样机,验证了理论分析的正确性。     

智能传感器热电及磁场能量收集方法

针对部分输变电设备智能监测传感器存在的电源不易获取、现有供电方案可靠性差这一问题,提出了利用环境能量收集技术,采集并转换热电、磁场能量,从而实现智能传感器工作能量自给的方法。通过理论计算分别对上述两种能量收集方法进行了可行性分析,通过取能实验研究了其输出特性,并采用Zigbee无线传感器节点进行了带载实验。计算及实验结果表明:在该研究条件下,利用油浸式变压器箱体产生的热量,当其上附着的热电模块冷热端温差达55 K时,热电能量收集能获得475 m W的最大输出功率;利用安装于35 k V母线排表面的取能线圈,当母排电流达到480 A时,可驱动Zigbee节点连续工作,此时,磁场能量收集能获得163 m W的最大输出功率。通过结合上述两种在电网中可行性较高的能量收集方法为传感器提供电源,能满足大部分低功耗智能传感器节点的能耗需求,具有一定的应用前景。     

磁耦合谐振式无线电能传输系统谐振方式分析

磁耦合谐振式无线电能传输系统在实际设计中具有传输效率高,结构简单,实用性强等特点。从等效电路的角度研究了单发射-单接收谐振模式中串联-串联式、串联-并联式、并联-串联式和并联-并联式4种谐振模型下系统传输效率。经过数值仿真,得出了每种谐振模型下系统传输效率和输出功率与系统振荡频率、传输距离及带负载能力之间的变化关系,发现每种谐振模型各有其适用工况,总结出了在设计中如何根据实际情况选择适当的谐振方式来达到最佳的传输效果:当所设计的系统供电对象为小负载且仅需较小的传输距离时,采用串联-串联谐振模型能够达到较好的传输效果;当需要具有较远的传输距离和较强的带负载能力时,应采用串联-并联谐振模型;当无法实现较高的系统谐振频率时,应采用并联-并联谐振模型。最后根据4种谐振模型,实际设计制作了4套磁耦合谐振式无线电能传输系统,验证了上述分析的正确性。     

UHF RFID标签谐振特性非接触测试方法的研究与实现

针对U H F RFID标签贴附在介质表面时,标签的谐振特性用接触式测量方法存在较大的误差问题,通过建立标签的接收功率模型,分析标签芯片获取到的能量与频率之间的关系,提出非接触式测试 U HF RFID谐振特性的方法。详细描述了利用频率和距离关系测试标签谐振特性的原理,说明了非接触式测试方法硬件测试平台的搭建方法和测试软件的编写思想,并完整地实现了该平台。实测实验证明,该测试方法和平台能有效地测试标签的谐振特性。在实际应用中,可以根据标签的谐振特性设计适合不同物体的标签。     

基于VSC的双馈风电场群宽频带次同步谐振抑制作用分析与实验

双馈风电场的次同步谐振频率具有宽频时变特性,为其抑制带来了难题。对此,基于并联型电压源换流器(VSC)技术,设计了双馈风电场群宽频带次同步谐振的抑制装置,并将其安装于风电场群的汇集线上,将抑制装置等效为受控源,给出了分析该装置抑制双馈风电场次同步谐振作用的等值电路的一般形式和简化形式,通过次同步电流的响应方程揭示了其抑制次同步谐振的作用。该装置测取汇集线的次同步电流作为馈入信号,采用宽频滤波器并进行相位补偿的方案提取振荡模态,调整其幅值和相位后,向系统中注入次同步阻尼电流,通过增强系统阻尼实现抑制。不同工况下的数字-物理闭环仿真实验结果表明,通过参数优化设计,该装置能快速、准确地动态检测出宽频带次同步谐振信号并实现有效的抑制,可集中解决大型风电场群的时变次同步谐振。     

双向LLC谐振型直流变压器的软启动及功率换向控制

双向LLC谐振型直流变压器(DCT)在保持了LLC谐振变换器高效率和高功率密度等优点的同时,具备双向传输能量的能力。通过对双向LLC谐振型DCT在变频控制和移相控制下增益特性曲线的分析,提出一种基于移相控制的软启动控制策略,使得DCT无论是空载还是满载启动,都能平稳快速地建立输出电压,有效避免了谐振网络中的电流和电压冲击。针对双向LLC谐振型DCT既可为负载供电又能接收能量回馈的工作特点,采用一种基于输出电容电压滞环控制的功率换向控制策略,可准确迅速地变换DCT的工作模式,从而顺利地改变功率流动方向。所提控制策略的可行性和有效性通过仿真和样机实验得到了验证。     

脉冲方波激励下的无线电能传输仿真与实验

磁谐振式无线电能传输技术是基于谐振耦合现象利用近区磁场进行非辐射性、中距离输电的新技术。自MIT发表基于磁谐振的无线电能传输实验论文以来,各国学者相继进行了大量研究。许多结果都基于正弦交变电流作激励,以此分析计算线圈的耦合特性,计算耦合电压和功率。脉冲电流也可以产生交变磁场,脉冲激励下的无线电能传输有其自身的特性。本文分析了脉冲激励下的电路响应过程及谐振耦合机理,其耦合过程也是一种正弦波耦合,由场路耦合仿真分析和实验验证可知,与正弦激励相比,用脉冲方波作激励负载可获得较大的传输电压,此方式也可实现有效的无线电能传输。     

石岭塘变电站10KV网络铁磁谐振的模拟试验研究

对复杂10kV网络的铁磁谐振模拟试验进行了讨论,试验中曾利用21组具有不同激磁特性的模拟PT,它们的谐振区间不同。文中利用模拟试验结果对长沙石岭塘变电站10kV网络10种典型运行方式进行了谐振判定,给出了基波谐振区和分频谐振区,用容抗比值X_(co)/X_(Lm)和零序电容C_0两种方式表示谐振区间。     

一种中距离无线能量传输系统的频率特性

磁谐振耦合式无线能量传输系统的工作频率直接影响到系统的效率和最大传输功率。对一种工作在数百千赫兹频率段的磁谐振耦合式无线能量传输系统进行频率特性研究,基于该无线能量传输系统在不同传输距离条件下线圈自感和互感参数建立无线能量传输系统的Simulink模型。研究无线能量传输系统工作频率变化时系统的频率-效率和频率-输出功率特性。根据系统的频率特性提出了一种通过调节系统频率控制输出功率的方法,并通过仿真和实际电动汽车动力电池组恒流充电验证了该方法的有效性。     

新型混合有源电力滤波器的特性分析和控制方法

本文针对某变电站35kV高压侧存在谐波超标、无功不足的情况,研究了一种适用于高电压等级的大功率双谐振注入式混合有源电力滤波器。在分析了其拓扑结构的基础上,讨论了该滤波器的滤波性能特性、双谐振注入支路的无功补偿特性和其分压分流特性。为了增强整个系统的稳定性,提出了谐波电流双闭环控制策略,内环以逆变器输出电流为控制目标采用传统PI控制器;外环以电网谐波电流为控制目标,针对外环控制目标为非直流量的特性,提出了基于改进PSO-BP神经网络的递推积分PI控制方法,使用改进的PSO-BP神经网络来调整控制器的比例、积分系数,具有很好的稳态和动态性能。实例分析验证了本文研究内容的有效性和正确性。     

变电站内工频电磁场三维数值仿真研究

高压变电站内外工频电磁环境的评估日益重要。将三维建模软件Solidworks同电磁场分析软件Ansoft相结合,实现了大模型、复杂电磁问题的三维数值分析。根据某110 kV变电站设计图,建立电气设备三维仿真模型,对变电站户外区域离地1.5 m高度处工频电磁场进行了仿真和分析。仿真结果表明,该110 kV变电站内、外工频电磁场数值均在标准限值以内。在工作走廊上,计算值同实测结果变化趋势一致;在电气设备不太密集的区域,工频电场计算值与实测值之间误差低于10%。文中所用方法给变电站电磁环境评估问题提供了一个良好的解决方案。     

750 kV超高压交流输电线路电磁环境研究

采用CDEGS软件包,对750 kV交流输电线路周围的电磁环境进行了仿真研究。以三相双回架空线路为模型,分析了导线对地高度、相序布置、分裂导线的根数、分裂间距、分裂导线子导线直径等因素变化对工频电场、工频磁场、无线电干扰和可听噪声的影响;提出了改善线路周围电磁环境的措施;根据工频电场的限值划定线路走廊的宽度;并分别比较了大雨、湿导线和晴天时输电线路周围的无线电干扰和可听噪声。仿真结果表明影响750 kV输电线路电磁环境的主要因素是可听噪声和工频电场。     

超高压交流输电线路跨越农业大棚区的电磁环境研究

为评估超高压交流输电线路跨越农业大棚区的电磁环境,对辽宁省境内500kV交流输电线路跨越农业大棚区的工频电场强度和磁感应强度进行了现场测量,然后基于模拟电荷法、模拟电流法原理编制了可计算各种交流输电线路下方工频电磁场分布的软件包,最后应用此软件计算了农业大棚区的工频电磁场强度并与现场测量结果进行了比较。结果表明,农业大棚区的工频电场和工频磁场现场测量值均未超过标准规定的10kV/m和0.1mT;农业大棚对电场分布产生了一定的影响,但对工频磁场影响不大;对于农业大棚区的工频电场和工频磁场,数值计算结果与现场测量结果规律所呈现的基本一致。工频电磁场计算软件可为高压交流输电线路跨越农业大棚区的电磁环境评估提供参考。     

500kV变电站站内工频电磁场检测分析

结合目前电力行业工频电磁场的检测判定标准,对广东省2座500 kV变电站站内工频电磁场进行检测分析,得出站内存在工频电场和工频磁场的结论。从保护变电站运行人员和公众免受低频电磁场影响的角度出发,提出相应的防护建议及措施。     

工频磁场对电磁继电器动态特性影响的三维有限元分析

外部磁场对于电磁继电器动态特性的干扰,是研究继电器电磁兼容性的一个重要内容.本文以典型的拍合式电磁继电器为研究对象,针对其受到工频磁场干扰的情况,采用三维有限元方法建立了仿真模型.通过仿真计算,详细分析了继电器的吸合时间、电磁力矩、吸合速度以及吸合电流随外部工频磁场变化的规律,并定量给出了动态特性的各参数随磁场变化的曲...     

电磁弹射系统的脉冲功率源设计

为了解决盘形线圈弹射装置发射需要用于改变弹射体的发射方向的2个正交时变磁场,研制了由2个独立模块构成的脉冲功率源装置。每个模块的储能为300 kJ,由6个电容、改进的大功率火花隙开关、续流二极管、高频PWM整流器及用于脉冲成型网络的同轴电缆输电线组成,且每个电源模块可经光纤控制器单独触发,通过改变触发脉冲的延迟时间改变发射方向(在10 ms到几μs间)。为减小电磁干扰和电磁力的影响,使系统具有高灵活性和可靠性,改进了脉冲电源模块中元器件的位置及其结构,每个模块所能承受最大电压5 kV,放电电流峰值达200 kA。实验结果表明,研制的脉冲功率源输出电流大、安全可靠、结构紧凑、操作方便、性能满足电磁弹射研究的需要。     

变电站接地网的暂态分析方法综述

绍了用于变电站接地网暂态分析的4种方法：电路法、电磁场法、场路结合法和传输线模型法，分析了各方法的基本原理、适用的工程条件、需要解决的问题和发展方向。电路法模型简单，可以兼顾土壤放电的非线性特性以及接地导体之间的相互耦合作用，但仅适用于暂态电流频率为几百kHz以下的情况；电磁场分析法基于天线理论，算法精度较高，但计算量较大，在处理地网参数的时变性方面有困难；场路结合法能够对接地网和地上电网统一建模，降低了计算量，在1 MHz的暂态电流频率范围内可以满足工程精度要求；传输线法计算效率较高，在处理干扰传递耦合相关问题方面有很好的前景，但难以确定兼顾时变和频变特性的地网导体参数。     

220 kV变电站电磁环境实测分析

对佛山市区21座220 kV变电站的电磁环境进行了普查,归纳分析了典型结构的220 kV变电站工频电磁场水平。测量结果表明,220 kV变电站工频电磁场强度完全符合相关环保标准要求,站界电磁场强度距标准限值还有相当大裕度,不会对周边居民及站内长期工作人员的健康造成影响。     

互联电网频率响应标准

从电力系统一次调频原理出发,通过采集华东电网事故时的频率数据,详细分析华东电网的频率响应特性,用初始频率、准稳态频率、最大动态频率偏差等参数加以表征,解构了频率变化的不同阶段及其特性,揭示了电网一次调频能力的重要性。指出互联电网必须对发电机组的频率响应作必要的约束和规范,才能保证系统的一次调频能力在事故时完全发挥出来,否则容易导致系统低周减载装置动作,造成不必要的负荷损失,大幅度降低系统的可靠性。并结合电网的频率管理体系,指出了电网频率响应标准的具体发展方向。