基于混合电场线性叠加原理的换流变压器内部电场分布规律研究

换流变压器是特高压直流输电系统中的关键设备,其阀侧承受着交直流复合电压。研究热老化对交直流电压在油纸绝缘内分布的影响,可为换流变压器油纸选型提供理论借鉴。选取了换流变压器常用的绝缘油和绝缘纸作为研究对象,并对2种不同油纸组合展开加速热老化试验,测量并分析试验过程中绝缘油和绝缘纸的介电常数和电阻率的变化规律,在此基础上通过油-绝缘纸-油有限元电场仿真模型分析,基于线性叠加原则,得到了交直流电压在热老化过程中的分布变化情况,表明热老化主要影响油纸中直流分量的分布,将显著提高油中的电场强度。     

不平衡样本下基于变分自编码器预处理深度学习和DGA的变压器故障诊断方法

为提高变压器故障诊断效果,并改善训练样本数量不平衡对故障诊断的不利影响,提出了一种基于变分自编码预处理深度学习和油中溶解气体分析(dissolved gas-in-oil analysis,DGA)的变压器故障诊断方法。该方法以各样本DGA特征量为诊断模型输入,以各故障状态概率分布为诊断模型输出。首先通过变分自编码器对少数类训练样本进行预处理,在学习确定少数类训练样本分布特征的基础上实现训练样本自动生成,进而提高训练样本的均衡性。基于3隐层结构堆栈稀疏自编码器深度学习网络构建变压器故障诊断模型,并以经变分自编码器预处理后的均衡训练样本对诊断模型参数进行更新优化。基于实例验证了所提方法的有效性。实验结果表明,所提方法可改善训练样本不平衡的不利影响,各训练集下,采用所提方法的变压器故障诊断结果准确率均保持在91%以上,且漏报率较低。     

智能化磁控谐振高压试验系统研究

目前电网智能化水平的提升对高压试验的智能化和试验效率也有了更高的需求,为解决现有的高压试验电源在高压交流绝缘试验中存在的不足,提升高压试验的效率,提出了一种智能化磁控谐振高压试验系统。该试验系统集升压、补偿和调谐于一体,具有升压调节平滑连续,结构紧凑等优势,可用于工频耐压试验。阐述了该系统的结构组成与基本原理,并搭建了该试验系统仿真模型,通过研究空载和负载运行特性验证了该系统原理的正确性。     

适用于直流电网的推挽式直流自耦变压器及其控制策略

基于双有源桥拓扑结构的能量传输机理,通过融合直流自耦变压器与模块化多电平换流器的拓扑演绎规律,提出了具有高传输效率和高运行可靠性的推挽式直流自耦变压器。分析了推挽式直流自耦变压器的工作机理、控制策略和系统参数对运行特性的影响。通过采用特定拓扑结构的四绕组变压器并结合推挽式工作模式,推挽式直流自耦变压器内部的特定四绕组变压器可由2个相同的单相双绕组变压器等效代替分析,极大简化了稳态控制策略的设计难度。PSCAD/EMTDC仿真验证了推挽式直流自耦变压器的技术可行性与有效性。     

多判据融合的CVT谐波测量误差现场验证方法

随着电能质量监测和管理工作的持续深入,高压电网中广泛运行的电容式电压互感器(capacitor voltage transformer,CVT)所造成的谐波测量误差问题已不可回避。文中首先基于CVT谐波等值模型研究了其谐波测量误差产生的根本原因,并构建了涵盖多电压等级CVT谐波测量误差高压智能试验平台,深入开展多项测量试验内容,以对比分析不同CVT谐波测量误差的差异性。其次,基于试验结果提出适用于变电站现场运行CVT谐波测量误差的多判据融合验证方法。最后,据此设计了某220kV变电站的监测方案,分析结果表明该方法能够有效地判断CVT谐波测量误差。     

基于变压器反馈的平坦噪声系数超宽带CMOS低噪声放大器

在系统中集成超宽带(UWB)收发机芯片用于支持室内定位正成为移动通信终端技术发展的一个重要趋势.在超宽带收发机中,低噪声放大器(LNA)是一个核心功能模块.超宽带的全频段(3.1～10.6 GHz)覆盖要求给低噪声放大器的设计带来了巨大挑战,尤其是需要在宽带匹配及在带内维持平坦的噪声系数的情况下.传统的低噪声放大器架构应用在超宽带设计时,噪声、增益和输入匹配之间存在较明显的性能折中关系,因此无法达到良好的综合性能指标要求.本文采用基于变压器反馈的输入匹配的第一级架构和多功能第二级输出驱动结构,实现了平坦的噪声系数和高增益等性能.基于TSMC 65 nm工艺设计的电路仿真结果表明,该低噪声放大器在3.1～10.6 GHz全频段内,可实现输入匹配S_(11)-10 dB,增益17 dB,噪声系数2.71±0.28 dB,1-dB压缩点-17.5 dBm等指标,电路整体功耗为32.8 mW.因此,综合性能Ⅰ(FoM-Ⅰ)和综合性能Ⅱ(FoM-Ⅱ)分别可达2.32和0.41.     

一起110kV电容式电压互感器缺陷分析

电容式电压互感器(capacitor voltage transformer,CVT),是变电站的重要设备,主要用来测量线路电压,为二次设备提供电源等。通过对一起某变电站110 kV电容式电压互感器异常发热缺陷分析,结合电气试验、油色谱检测等,对缺陷部位和原因进行诊断,并提出了相应的防范措施。     

方波激励下纳米晶体铁心损耗模型建立与验证

为了实现电力机车小型化轻量化的发展要求,国内外专家考虑通过采用提高变压器的工作频率减小变压器整体的体积和质量。铁心作为高频变压器的关键部件,可以准确计算铁心损耗,对中高频变压器的设计和优化具有重要作用。针对高频变压器铁心通常是工作在方波或脉宽调制(PWM)波等非正弦激励下的特点,对传统Steinmetz损耗计算模型进行了优化改进,给出了考虑磁密的变化率及波形系数对损耗的影响的Steinmetz改进损耗模型。同时,为了提高损耗模型在不同特征频率下的通用性,进一步对损耗模型系数的非线性进行研究,给出了模型系数随频率变化的非线性函数。最后,利用有限元计算结果同实物测量结果进行比较,证明了所提损耗模型在方波激励下对纳米晶体铁心计算的准确性。     

影响配电变压器负载损耗测量精度的研究

负载损耗是配电变压器重要的特征参数之一。本文对影响配电变压器负载损耗测量精确度的因素进行研究,分析了直流电阻、绕组温度、测量仪器损耗和短接配件对变压器负载损耗检测的影响。研究结果表明提高变压器负载损耗测量精度的关键因素有:进行负载试验时,应根据变压器连接组别,正确测量负载损耗计算所需的直流电阻;确保负载试验中配电变压器绕组温度与顶层油温度的温差较小;使用精确度高的测量仪器,选择合理的接线方式,有助于减少测量仪器和线路的附加损耗;采用硬质铜排作为短接配件,夹紧短接配件。     

基于恒流源向电感充放电的LVDT设计

针对目前工业测试场合中所用到线性可变差动变压器(LVDT)系统结构与电路组成较复杂,且线性度与灵敏度不高等因素;设计出了一款空心LVDT,用直流恒流源作为其激励信号,由ARM单片机控制开关桥向原线圈充放电,在稳定放电期间,利用单片机的控制逻辑去捕获两个副线圈上的脉冲高度差来进行位移量的测量;最终试验数据表明,该方法所设计的空心LVDT在满量程为3 mm时,相对百分比精度可达0.3%,灵敏度为0.284字/μm,且有较高的频率响应特性,能满足一般的工业自动控制与测量需求。