一种适用于小电流母线的电子式电流互感器供电电源

针对电流互感器供电电源存在供电死区、线圈易饱和问题,文中基于能量收集的思想,设计了七级电荷泵电路实现能量收集和转移。采用磁导率较小的硅钢材料作为铁芯且通过开气隙的方法增加铁芯磁路磁阻,使铁芯不易饱和。采用超级电容存储电荷泵转移的电荷,并设计了电源管理模块控制泄能通道和供电通道。最后研制了样机,以低功耗单片机控制的无线测温模块和通用分组无线业务(GPRS)模块为负载进行了测试。实验结果表明电源样机能够在输电线电流为1A时为负载提供足够能量。与二次绕组为1 500匝的电流互感器供电电源相比,所设计的550匝供电电源更适用于输电线电流小的情况。     

电子式电流互感器高压侧供能方案的研究

针对一直制约其应用的有源型电流互感器高压侧电源的研究难点,分析了目前的几种供电方案后,提出了一种改进的供电方案,该方案将母线电流取能和储能电池供电相结合,两者取长补短,解决了铁心处于饱和状态时,自动重合闸的电源启动速度慢的问题,同时在母线电流很小或断电时能为电流互感器高压侧电路提供稳定电压,有效解决了母线取能供电存在的技术难点。     

创新型的基于软开关的X射线电源系统

自动X射线检测(AXI)已经成为检测和评估复杂微机电系统(MEMS)和微光电子机械系统(MOEMS)的基本方法,在医疗、考古等领域也有了广泛应用,而稳定可靠高效的直流高压电源是AXI的核心组件。一般的高压直流电源为定值输出,它们在X射线管这样的宽负载变化范围下的稳态和暂态响应不能满足AXI的要求。基于AXI的需要,本文介绍了一种最新研制的可调高压电源,创新型的主电路拓扑结构由PFC(功率因数校正)模块、Buck模块、逆变电路、高频变压器和倍压电路组成。电源利用变压器的寄生参数谐振工作,利用软形状技术实现了ZCS低损耗。PFC模块能使此电源系统适用于国内外市场并且可减小对电网的谐波污染。电源的控制电路采用基于DSP的PI调解器,并基于RS232实现与PC的通信,从而实现本地控制和远程管理。     

饱和铁心型超导限流器的暂态特性分析

随着电网规模的不断扩大,短路电流超标问题已成为制约电网负荷增长和电网发展的突出因素之一。传统的限流措施已经很难满足现代电力系统发展的需要,随着超导材料的快速发展,超导限流器这种利用新兴超导技术而研制出的快速有效的限流装置应运而生。由于饱和铁心型超导限流器拥有突出的优越性能,其被广泛应用于输电线路及配电系统中。考虑到饱和铁心型超导限流器的实际结构,提出了一种新式等效磁路法,进而可以精确、有效地分析限流器的暂态特性。等效磁路法的提出对饱和铁心型超导限流器的理论分析及实际应用都有重要的意义。     

小型化钛泵高压电源的设计与实验研究

介绍了一种应用于钛离子泵真空维持系统中的小型高压DC-DC开关电源。高压开关电源采用非回馈的推挽型结构,变压器采用Mn-Zn铁氧体磁芯,高压输出电路采用三倍压结构,额定输出电压3kV,开关频率达68kHz,输出功率大于3W。研制的钛泵高压电源已应用于静电支承惯性仪表中,具有功耗低、体积小、工作温度范围宽等特点。     

光电电流互感器高压端供能电源的设计

光电电流互感器(简称OECT)在电力系统中具有广泛的应用前景,但为其高压端供能的电源是研究的难点,一直制约着有源电流互感器(CT)的应用。在此,设计了一种改进的供电方案——交直流结合供电方案.即小CT母线电流取能和储能电池相结合供电。介绍了该方案的供能原理,并进行了具体的设计和实验。实验证明,该电源方案能在母线电流很小或断电的情况下为高压端提供不小于540 mW的功率,而且能在大电流情况下,提供稳定电压,保护后续变换电路,有效解决了母线取能供电存在的技术难点。     

基于功率控制法的电流互感器取电电源设计

根据电流互感器的工作原理,建立了电流互感器取电线圈的负载工作模型,理论论证了取电线圈在未饱和时的输出功率与副边匝数、负载电流、磁化电流等的对应关系,并通过实验验证了理论推导的正确性,在此基础上提出基于功率控制法的电流互感器取电电源的设计方法,通过控制法拉电容充电电流,把取电线圈的输出功率限定在一个较小的范围,从而使电流互感器取电电源可以适应较大的导线电流范围.最终测试结果表明电流互感器取电电源在30 A～1 000 A的电流范围内可稳定输出近1 W的功率.     

高压侧测量用电源设计

分析了高压侧测量用电源从母线电流取能的供电方案,针对高压母线电流动态变化范围大的特点,设计互感器时使铁心大多情况下处于饱和状态,当母线电流较小时用锂电池作备用电源辅助供电,当母线电流较大时作为能源,同时对锂电池充电.介绍了2种具体的电源方案:一是采用稳压管吸收多余电流的简便设计,可以限制输出电压,该电路适用于100 mW以下的低功耗电路,电源体积较小;二是采用晶闸管限定交流输入电压峰值,对于母线电流变化范围大的应用场合,控制了整流电路输出电压上限,宽范围直流输入电压采用DC/DC稳压输出.     

限流器用多输出隔离电源负载谐振模式研究

介绍了一种适用于固态限流器的多输出高压隔离谐振式电源,给出了主电路拓扑结构,分析了其工作原理,并用PSpice对其进行了仿真验证,最后给出了实验结果。理论分析和实验结果证明,负载谐振模式使负载电流波形接近正弦波,从而使变压器能量传输效率提高了3%,并减小了电磁干扰。     

一种高效率高压开关电源设计与实现

设计了一种高效率高压开关电源,可以应用在高电压、低电流器件中,如行波管、磁控管等.该电源电路设计主要包括全桥逆变电路、高频升压变压器、倍压整流电路以及控制电路.为了实现开关管的软开关,有效减少开关损耗,选用了一种零电压开关移相全桥变换拓扑电路.引入了计算机辅助设计,通过电路仿真优化参数,实现了开关管的软开关,缩短了设计...     

饱和铁心型桥式故障限流器的性能参数设计与实验

为解决系统短路电流过大、传统饱和铁心型故障限流器限流效果和经济性不理想等问题,提出一种饱和铁心桥式故障限流器(BSFCL)。相比传统饱和铁心型故障限流器,该限流器采用桥式结构,可有效减小限流器的体积和成本;通过外加限流电感,有效提高了限流器的限流效果。首先分析饱和铁心型桥式故障限流器的工作原理,然后建立限流器的磁路模型,并对限流器性能参数进行详细分析和设计。在此基础上,基于Ansoft建立饱和铁心型桥式故障限流器的场路耦合仿真模型,通过仿真说明其工作原理和良好的性能,并分析不同参数对限流器限流效果的影响。最后研制了一台220V/20A饱和铁心型桥式故障限流器实验样机,实验结果验证了所提结构和方法的有效性。     

经济型三相饱和铁芯故障限流器

故障限流器是限制高压电网短路故障电流的有效措施。由于高压故障限流器存在限流器是单相结构、励磁容量大、损耗高、体积大和成本较高等问题,提出了一种经济型三相饱和铁芯故障限流器结构。该结构采用三相共用铁轭方式,能有效限制电网的各种短路故障电流,具有永磁体涡流损耗小、永磁体可靠性提高、铁芯磁性材料和永磁体用量小等显著优点。首先介绍了经济型三相饱和铁芯故障限流器的工作原理,建立其等效电路和磁路模型。其次采用有限元方法分析了经济型三相饱和铁芯故障限流器各种状态的阻抗特性和磁场分布特性。最后设计并研制出限流器小容量试验模型,开展了试验研究。仿真和试验结果均证明了文中所提出方法和结构的可行性和有效性。     

创新型基于软开关的X射线电源系统

介绍了一种最新研制的可调高压电源,其创新的主电路拓扑结构由功率因数校正(PFC)模块、Buck模块、逆变电路、高频变压器和倍压电路组成.电源利用变压器的寄生参数谐振工作;利用软开关技术实现了ZCS的低损耗.PFC模块能使该电源系统用于国内外市场,并减小其对电网的谐波污染.电源的控制电路采用基于DSP的PI调解器,并基于RS232实现了与PC的通信,从而实现了本地控制和远程管理.     

采用双磁路的电流互感器在线取电方法

针对目前应用较为广泛的电流互感器在线取电装置存在磁路易饱和、取电功率较小等问题,提出双磁路拓扑结构与谐振功率控制相结合的在线取电方法。在双磁路结构中,一个两半圆磁芯安装于输电线路上,通过二次侧接入电容使磁路中的励磁电感与电容发生并联谐振,增大该磁路阻抗值,从而控制线路上的电流更多流入双磁路另一磁路线圈,并通过该磁路实现内部阻抗与外部负载值匹配,获取最大功率。基于该取电方法,提出调整谐振电容的磁芯防饱和方法,使取电装置维持高取电功率的同时正常工作。采用Maxwell与Simplorer的联合仿真验证了该取电方法的正确性和线路谐波情况下的适用性。初步搭建的取电装置实验表明,双磁路取电功率满足高压输电线路监测设备需求。     

创新型的基于软开关的X射线电源系统

介绍了一种最新研制的可调高压电源,创新的主电路的拓扑结构由PFC(功率因数校正)模块、Buck模块、逆变电路、高频变压器和倍压电路组成。此电源利用变压器的寄生参数谐振工作,利用软开关技术实现了ZCS低损耗。同时,PFC模块能使此电源系统适用于国内和国外市场,并且减小对电网的谐波污染。     

电子式电流互感器高压端供能电源的设计

电子式电流互感器(Electronic Current Transform,简称ECT)在电力系统中具有广泛的应用前景,但为其高压端供能的电源是研究的难点,一直制约着有源电流互感器(CT)的应用.在此,设计了一种改进的供电方案--交直流结合供电方案,即小CT母线电流取能和储能电池相结合供电.介绍了该方案的供能原理,并进行了具体的设计和实验.实验证明,该电源方案能在母线电流很小或断电的情况下为CT高压端电源提供不小于250mW的功率,而且能在大电流情况下.提供稳定电压,保护后续变换电路,有效解决了母线取能供电存在的技术难点.     

负荷变压器差动速断保护区外故障误动原因分析及对策

差动速断保护是为了在变压器内部发生严重故障,一般的比率差动保护可能误判为涌流而失效时能够快速切除故障而设置的,高压厂用变压器(简称高厂变)等负荷变压器因低压侧区外故障电流互感器(TA)深度饱和引起的差动速断保护误动问题一直是实际运行中的难题。针对一起高厂变差动速断保护区外故障误动的案例,通过对TA饱和特性的分析,找到了常规差动速断保护误动的原因,提出了用工频量差动速断保护来解决高厂变和直配线路负荷变压器因低压侧TA饱和引起的差动速断保护误动问题的对策。     

基于CT的交流电源及其控制策略研究

针对目前高压线路在线监测装置供电难的问题,文中基于电流互感器的电流-电压变换原理建立了一种可为变负载供电的交流电源模型。采用一个三绕组电流互感器,通过电力电子设备来控制第三辅助绕组的状态。当辅助绕组短路时,铁芯饱和使得负载绕组输出电压为零;当辅助绕组开路时,负载绕组输出电压恢复,从而对负载绕组输出电压起到幅值调制的作用。设计了稳压反馈控制电路与基于多项式最小二乘曲线拟合函数法的稳压控制器算法,解决了在一次侧电流和所带负荷发生变化时,输出电压不稳定的问题,使负载及电流在一定范围内变化时输出电压能保持稳定。通过MATLAB/Simulink仿真平台验证了在可变负载情况下,所提出的基于CT交流电源有着良好的稳态和暂态输出特性,并对一次侧线路产生的影响可忽略不计。     

特大电流下电流互感器传变特性探讨

由于系统容量增大或因系统结构等原因,电力系统中某些回路在近处短路时会出现100倍额定电流以上的特大电流,大大超过了保护用电流互感器(TA)的10%误差曲线所容许的电流倍数,可能影响相关的继电保护设备的性能.文中以n次曲线模拟TA铁心饱和时的非线性磁化曲线,由此导出TA回路的非线性微分方程,并采用数值方法计算出在典型暂态短路电流作用下的TA二次电流波形.分析表明,当出现特大电流时,相关的继电保护装置很可能会拒动,从而导致失去选择性的越级跳闸,扩大停电范围.     

并联电抗器在超(特)高压电网中应用及发展

研究了超（特）高压输电线路在长线电容效应、不对称接地和突然甩负荷等各种工况下工频过电压的产生．提出了采用并联电抗器进行无功补偿限制工频电压升高的措施。分析了并联电抗器在超（特）高压输电线路单端供电与双端电源供电情况下抑制过电压的作用。分析比较了裂心式、磁饱和式及变压器式3种超（特）高压可控并联电抗器的基本工作原理、主要功能和特性．指出裂心式可控电抗器具有非线性伏安特性,兼具大幅度限制操作过电压功能：磁饱和式电抗器的伏安特性与普通电抗器相近,结构简单、控制方便,具有优良的技术经济综合指标：变压器式可控电抗器与磁饱和式可控电抗器相比。谐波电流更小、响应速度更快、功率损耗更小。同时指出了特高压并联电抗器与超高压并联电抗器相比的特殊性。