浅析电流互感器饱和对继电保护的影响及对策

文中简单介绍了电流互感器(CT)饱和的原理,分析了电流互感器饱和对电流保护、差动保护和距离保护的影响;给出了几种防止电流互感器饱和的方法,其中包括限制短路电流、选择合适的电流互感器、减小电流互感器二次负担、采用抗饱和能力强的继电保护装置等.     

电流互感器二次回路电流信号自动化校验技术

为了能够避免电力设备出现故障，减少经济损失，该文提出了电流互感器二次回路电流信号自动化校验技术。根据电磁感应原理计算二次回路电流，得知磁滞回线会引发能量损失，导致饱和铁心温度升高。采用新相位误差调整电流互感器模数转换及数据处理带来的延迟，通过取样技术将基准系统数字化，修正整体的测试体系。测量电流互感器二次回路负荷和总电阻，计算电缆最大容许长度，判断是否达到制定标准，实现回路电流信号检验。通过实验，证明所提技术下电流信号准确，能够达到设定标准，以确保设备运行安全。     

光电电流互感器高压侧编码模块的设计

介绍了光电电流互感器及其高压侧数字输出编码模块的基本原理,着重阐述了CRC编码模块的设计过程,从理论上分析了CRC校验码,并给出了实现CRC校验码的VHDL程序,在现场可编程门阵列(FPGA)上得到实现,继而将组帧数据进行曼彻斯特码编码,然后通过光纤传输至低压侧.本方案能够满足光电电流互感器对数据通讯的快速性、可靠性要求,对于电力通信系统具有广泛的应用前景.     

多工位电流互感器测试系统智能保护器的实现

电流互感器二次侧开路,会危及人身安全及损坏电路.实现一种用于电流互感器测试平台的二次侧开路保护器,以保护操作人员和测试电路.保护器主要由氧化锌压敏电阻、保护继电器、二次侧开路监控电路、硬件处理保护电路和单片机等组成.二次侧发生开路时,压敏电阻限制开路电压,监控电路同时控制保护继电器触点闭合短接二次侧两端,单片机通过串口上传开路报警信息.多工位实时保护,集中监控多路互感器测试通道.保护器既可由硬件独立完成保护工作,也能受PC机管理控制.它对互感器二次侧相关电路影响小,开路保护反应时间短,保护效果好.现场运行一年多来,表明保护器性能可靠、稳定.     

光纤电流互感器自适应温度补偿系统

针对光纤光栅(FBG)电流互感器容易受到温度影响这一特性，设计了一种基于STM32单片机的光纤光栅电流互感器温度补偿系统。通过单片机实现PID自适应控制算法，锁定电流互感器输出的电压值恒定在静态工作点，从而实现电流互感器不受外界温度影响得到稳定的电流信号输出。实验结果表明，在22~39 ℃范围内，输出电压稳定度在±1%以内，解决了电流互感器受限于环境温度的问题，实现了电流与温度的同时测量。经过此方法改进后的电流互感器测量精度高、系统结构简单、成本低、可靠性高，加快了光纤光栅电流互感器的实用化进程。     

电能计量互感器二次回路故障远程诊断方法

为保障电量计量设备平稳运行,提高二次回路故障诊断准确率,提出了电能计量互感器二次回路故障远程诊断方法,提高不同原因导致的二次回路故障诊断效果。在电能计量二次侧的电压、电流二次回路上布置各检测点,通过远程诊断设备的PT监测单元、CT监测单元、多路模拟采集器采集各检测点的电参量数据,传输至远程诊断设备的故障诊断单元,故障诊断单元综合处理接收的各数据信息,利用基于改进粒子群优化的BP神经网络故障诊断模型诊断互感器二次回路故障,并输出故障诊断结果。实验结果表明：该方法经80次迭代后,适应度曲线达到最佳收敛效果,获得最小MSE值,可有效识别电流信号的波形变化,实现不同原因导致的互感器二次回路故障的远程诊断,且故障诊断准确度高。     

电流互感器二次侧开路缺陷的危害及预防探究

在变电站的设备中,变流互感器十分关键,在电流互感器的作用下,系统中的大电流将变成小电流,使各种保护计量等设备安全的运行。若电流互感器在运行的过程中出现二次侧开路,将导致电站的工作人员和系统中的二次设备出现严重的安全问题。因此,需要寻找正确的处理办法,从而有效的降低电流互感器二次侧开路缺陷的危害,并做好相应的预防工作。     

基于铁磁特性虚拟相位在变压器保护中的研究

针对励磁涌流和电流互感器(CT)饱和对变压器差动保护影响的问题,从铁磁特性角度提出变压器虚拟相位保护方法。首先,阐述铁磁磁化特性,通过对应于磁化曲线、磁通、电流和相位的方法,对得出的波形进行谐波含量分析。然后,提出新型的变压器虚拟相位保护的方法:通过求故障分量电压平移后的虚拟纵向阻抗相位差来判断区内外故障。由理论分析可知:当发生外部故障时,虚拟相位差小于90°;当发生内部故障时,虚拟相位差大于90°;当发生外部故障、励磁涌流及CT饱和时,谐波不会使保护动作,内部故障保护能可靠地动作。现有的CT精度能满足要求。搭建模型并仿真后可知:当发生内部故障时,相位差由0°突变到180°附近,保护动作;外部故障、CT饱和及励磁涌流时,相位差范围为0°~30°附近,保护不动作。仿真结果与理论分析一致,验证了方法的正确性。     

双馈风电机组的自适应神经网络保性能虚拟同步机控制

近年来，可再生能源的电网渗透率逐年提升，电网对可再生能源参与一次、二次调频的需求也愈加紧迫，虚拟同步机技术（VSG）应运而生.VSG能够赋予新能源机组主动参与电网调频的能力，然而当VSG应用于双馈感应风力发电机（DFIG）时，存在动态过程中转子电流超出转子侧变流器（RSC）容量的风险.本文提出一种应用于DFIG的保性能虚拟同步控制器，通过使用误差映射函数将输出受限的系统转化为等价的不受限系统，并使用李亚普诺夫方法设计保性能控制器，保证转子电流在调频、故障穿越等强动态过程中不超过任意人为设定的限制；此外，利用神经网络自适应策略，对发电机组中的不确定动态特性进行补偿，从而获得理想的控制效果.最后，本文通过大量仿真验证了所提控制策略在调频能力、转子电流控制和应对参数偏差等方面的控制性能.     

分析电流互感器二次侧开路的危害及防范措施

电流互感器是一种把大电流转变成小电流的变换器,由于其特殊的物理结构,二次侧是不能开路的,否则会导致电流互感器的准确度降低,甚至电压过高危害运维人员的安全。因此要分析其二侧开路的危害及防范措施,避免类似事故的发生。     

基于Magnet-MATLAB的微型磁通门联合仿真研究

针对Magnet在微型磁通门仿真分析时时间过长的问题,提出了一种将Magnet与MATLAB联合进行仿真分析的方法.基于Magnet建立磁通门探头3D模型,经仿真计算,得到被测磁场对应的感应线圈磁通;联合MATLAB将得到的感应线圈磁通转换为等效的小电流,经与激励电流叠加后,通过软件Flux提供的公式分别计算出受被测磁场影响下感应线圈磁通的变化情况;总磁通对时间求导,获得感生电压.在微型跑道型铁芯磁通门条件下,通过对Magnet仿真与Magnet-MATLAB联合仿真的计算结果比较表明:当外磁场小于5 μT时,2种仿真磁通门输出信号最为接近;与对全模型采用Magnet仿真计算用时超过30 h相比,联合仿真计算时间大幅减小,不超过10 min.     

Adaptive Robust Motion Control for Linear Induction Motor with Electromagnetic Nonlinearity Compensation

This paper presents an adaptive robust motion control algorithm for linear induction motor (LIM) with electromagnetic nonlinearity compensation to suppress nonlinear magnetic thrust reduction due to the end effect. The electromagnetic compensation adaptive robust control (ECARC) algorithm is developed to deal with the parametric uncertainties and uncertain nonlinearities that are widely present in LIM. This algorithm employs a discontinuous projection‐type method to estimate the system parameters. The disturbance is bounded by a critical value, which guarantees that the system is exponentially stable. However, due to the magnetic field distortion caused by the opening of primary ends, the relationship between the driving current and the resultant motor thrust is nonlinear. Consequently, electromagnetic thrust and flux are calculated and used for feedback compensation. Different from the traditional vector control and direct torque control, the control algorithm employs electromagnetic thrust and magnetic flux to compensate torque current and magnetic field. Simulation results and comparative experimental results show that current control algorithm is accurate and efficient.     

Mathematical simulation of helical flux compression generator physics

Helical flux compression generators (HFCG) are used as sources of powerful peak currents and magnetic field strengths. We propose a numerical method of the HFCG resistance calculation, based on nonlinear magnetic diffusion. The method has been implemented with a two-dimensional HFCG model and demonstrated good agreement with experiments both at small and high conductor heating.     

V/V接线牵引变压器励磁涌流建模及特征分析

励磁涌流不仅易导致变压器差动保护误动作,甚至损坏绕组。针对V/V接线牵引变压器空载合闸或外部故障切除恢复供电时会在一次侧产生较大励磁涌流问题,分析了励磁涌流产生的机理以及影响因素。研究发现励磁涌流与合闸初相角、剩磁以及铁芯饱和特性密切相关。利用Matlab软件对牵引变压器合闸涌流进行仿真验证,计算分析结果与理论分析一致,为励磁涌流的识别、抑制以及差动保护优化设计提供了基础。     

Mathematical Model of Permanent Magnets and Superconducting Coils

A Lagrangian formalism is developed, which allows finding the magnetic potential energy of interactions in a system of superconducting inductors (coils with constant magnetic flux) and permanent magnets (coils with direct current). The explicit form of potential energy for the magnetic system with constant magnetic fluxes and direct currents allows the stability analysis in such magnetic systems both at equilibrium and in motion. A number of applications are indicated, which will benefit from this approach such as modeling of cyber-physical or technical systems of magnetic levitation.

     

定子斜槽月球车驱动电机性能的快速计算

通常采用3--D有限元方法分析斜槽电机的性能,但3--D模型剖分单元数目庞大、计算时间极长,对计算机性能要求也较高.为快速且准确地预测月表极限温度下月球车车轮驱动用斜槽电机的性能,提出了2--D几何模型耦合恒流源电路模型处理多截面模型中分段电机同槽导体电流相等以及定子斜槽的方法,并研究了计算精度的影响因素.针对一套永磁无刷直流电机方案,计算了齿槽转矩、空载感应电势和电磁转矩,并结合转子典型位置下气隙磁场沿电机轴向的分布特征以及谐波分析结果评估了计算精度.该方法的计算量较小,计算结果与3--D模型仿真结果、实测结果的比较表明了该方法的有效性.     

一种在线测算交流永磁同步电机定子电感参数的方法

本文介绍了一种采用准电流定向控制在线测算交流永磁同步电机定子电感参数的新方法,该方法利用通用的PWM调制的电压型逆变器在电机定子d轴上施加了一个正负交替的小电压,与d轴上获得的正负交替的小电流一起推算出定子电感参数。该法具有测试时间短和电机无需堵转的特点。它所涉及到的数学计算简单易于数字编程实现。MATLAB仿真结果证明了该方法的可行性和正确性。     

HIERARCHAL CONTROL SYSTEM FOR A VARIABLE SPEED CAGE MACHINE WIND GENERATION UNIT USING NEURAL NETWORKS

A hierarchal control strategy, that addresses three control objectives for a wind generation system, is proposed in this paper. It controls the local bus voltage (to avoid voltage rise), captures the maximum power in the wind and also minimizes the power loss in the induction generator. In the first level, given the instantaneous wind speed, electrical torque and output power, the designed neural networks calculate the desired rotor speed, air‐gap flux and the grid side reactive power. In the second level, the desired current wave shapes (instantaneous three‐phase currents) of the rectifier and the inverter in a double‐sided PWM converter system are calculated. In the third level, the PWM controller guides the system towards the optimum operating conditions. Simulation results show that even as the wind speed changes randomly, the proposed control strategy leads the system to the optimum operating conditions.     

基于ANSYS的直流励磁电机电磁场分析与计算

应用有限元数值分析软件（ANSYS）对直流串励电机内部电磁场进行分析计算,获得电动机负载运行时的电枢反应磁场,并通过ANSYS的后处理功能得到负载运行气隙磁密分布图,在此基础上对直流励磁电机的电磁转矩进行了分析计算,通过样机实验验证了计算结果,证明了理论分析的正确性。为直流励磁电机的性能分析及设计提供了一定的参考。     

直流试验线段用阻波器的参数优化设计

阻波器安装在试验线段和高压试验电源之间,可隔断来自高压试验电源的谐波干扰,同时阻止试验线段上的电晕电流流入电源侧,对准确测量直流试验线段的无线电干扰具有重要作用。首先,基于EMTP软件,建立了阻波器和试验线段的仿真计算模型,研究了阻波器各参数取值变化对电晕电流衰减效果的影响,推荐采用阻波器参数设计方案。接着基于ANSYS Maxwell仿真软件,对阻波器均压罩表面的电场强度进行了校核,保证了阻波器在试验电压下不发生电晕。最后,将研制的阻波器安装于试验线段上。通过现场实测,无线电干扰频谱特性规律得到明显改善,验证了阻波器设计方案的合理性。该研究为电磁环境试验研究提供了参考。