暂态录波型故障指示器导线取能技术

目前,互感器感应取电已经成为配电线路故障指示器主要的供电方式之一,但是配电线路存在电流变化较大、电流过大时多余能量难以释放的问题。提出了用于暂态录波型故障指示器采集单元的导线取能技术,采用大动态范围导线取能的方法,可使取电装置在较大的输电线电流变化范围内正常工作且输出稳定。提高了暂态录波型故障指示器的连续工作时间和在线监测装置的可靠性,为电网的安全、优质和经济运行提供了坚实的技术保障。     

变电站进线段在线监测装置地线取能方法研究

变电站进线段在线监测装置可监测输电线路的运行状态。针对变电站进线段在线监测装置的在线供电技术,利用EMTP-ATP程序仿真计算,对进线段的地线取能方式、取能功率及相关因素的影响、取能装置的雷电过电压水平进行分析。结果表明,进线段地线取能的功率水平较低,但通常可以满足在线监测的用电需求。在此基础上,结合各取能方式的功率水平、雷击过电压水平及工程可行性,确定了地线取能方式的基本原则。研究成果可为变电站进线段在线监测装置的就地取能工程提供技术参考。     

基于三芯电缆自取能技术的热状态评估系统研制

三芯电缆沿线由于缺乏可靠的电源,电缆热状态的监测难以有效开展。提出并研制一种基于三芯电缆自取能技术的热状态评估系统。针对三芯 电缆运行状态下电缆周围空间电磁场分布特征,采用了基于分裂绕组的三芯电缆取能技术,创新性地实现了三芯电缆非侵入式电磁感应取能;围绕三 芯电缆取能线圈的输出特性,设计了低损耗AC-DC变换器,避免了由于开关损耗较大而导致取能失败的问题;建立了有限元模型,分析了电缆内部的温 度分布;开展了实验验证,系统在电缆电流有效值为125 A的情况下可以获取峰值为248.3 mV的感应电压,满足系统正常运转的供电需求,建模评估得 出的电缆温度分布与实测值误差小于2%,证明了该自取能式热状态评估系统的可行性和实用性。     

新疆输电线路在线监测设备供电可靠性研究

新疆输电线路在线监测装置在极寒环境下无法正常工作，为输电线路运维带来了一定的困难。为些提出了OPGW感应取能的实施方案，基于EMTP仿真平台建立了500 kV交流输电线路模型，仿真计算了地线感应电压和感应电流，并提出了双重保温方式。研究表明：地线感应电压和感应电流与档距、负荷功率正相关，基本不受土壤电阻率的影响；在档距为300 m，负荷功率为500 MW，地线取能装置的输出功率为137.8 W，完全满足输电线路在线监测装置的供电需求;在-45 ℃的长期极寒温度条件下，采用硅质纳米多孔保温层和红外线辐射膜加热的双重保温方式，仍能保证不低于-30 ℃的理想温度条件;供电电源采用保温措施后，在线监测装置平均无故障率由85.9%提高至99.6%，可靠性明显增加。研究结果为极寒地区输电线路在线监测装置提供了稳定供电的设计思路。     

三芯电缆自取能方法及其在热状态监测中的应用研究

随着三芯电缆在配电网中广泛应用,开展热状态监测对于确保其安全运行十分必要。传统的电缆测温装置功能单一,只能对电缆护套温度进行检测,且存在电池电量耗尽后需要更换电池的问题,不利于持续使用。文中提出了一种新颖的三芯电缆的自取能方法,利用Ansys仿真软件建立三芯电缆自取能模型,从理论上证明这一方法的可行性。基于所提出的的方法研制了三芯电缆自取能及测温装置,该装置可以利用取能线圈输出的感应电压计算得到电缆负荷电流大小,并利用测温装置测得的电缆表皮温度值,通过有限元方法计算了稳态下电缆线芯温度,实现对电缆载流量和热状态的全面评估。通过开展试验室电缆热状态试验,证明了三芯电缆自取能及测温装置的有效性。     

继电保护装置自取能电源供电异常分析及改进建议

采用自供电即电流互感器自取能的微机保护装置,在供电系统设计以及装置可靠性上,存在着一定的安全隐患。结合具体事故案例,分析了高压开关柜微机保护装置供电系统存在的问题,根据现场运行情况,通过对比多种供电方案,提出一种外部双电源交流不同源带铅酸蓄电池储能装置的供电方案,并对外部双电源交流不同源带储能电源装置的参数进行了计算,该供电解决方案经在实际装置中应用表明,其运行工况满足设备运行要求。     

交流架空线路导线电磁感应取能功率分析与研究

本文介绍了在智能电网背景下的架空线路在线监测装置对供电的需求特点,论述了当前交流架空线路在线感应取能的几种方式及其原理,重点对导线电磁感应取能技术进行了分析.通过导线电磁感应取能原理建立了取能的物理和电路模型,在对影响取能的各因素进行分析后,进行了该方式在特定取能条件下的最大功率估算,并对影响取能功率的因素进行了分析,...     

一种基于交流电场感应的取能电源设计

基于交流电场感应的取能电源是输电线路在线监测装置的一种新型供电方式,但由于其输出功率较低,目前还难以满足在线监测装置的用电需求。针对此问题,文中在理论分析影响取能功率因素的基础上,提出了一种新型的感应电极结构,并进行了仿真分析和实验验证。研究表明,在10kV电压等级下,所设计的感应电极可产生3.35mA的位移电流,在负载电阻大于5kΩ时取能电源可输出600mW以上的连续功率。本文的原理和方法为解决在线监测装置的供电问题提供了新的思路。     

广州电网供电可靠性改进策略研究

从网架结构、技术支持、运维策略3方面对广州电网和新加坡电网的供电可靠性进行了详细的对比分析,分析了广州电网供电可靠性落后的原因,并针对性地提出了强化网架基础、提高配电网技术支持以及建立健全状态监测和状态检修等,切实提高广州电网供电可靠性的策略,对提高供电可靠性具有重要意义。     

城区电力电缆接头温度在线监测与分析系统

对电力电缆接头温度进行在线监测可有效地预防和减少电缆接头事故的发生。介绍了一种新型城区电力电缆接头温度监测与分析系统,以GSM短消息方式实现数据传输,将GIS应用到监测分析软件,系统具有异常报警和接头状态评估分析功能。终端采用感应取能供电,供电电路设计中采用了超级电容,有效解决了供电难点。系统已经投入现场运行,系统运行稳定、可靠实用,具有广阔的应用前景。     

逐塔接地条件下OPGW地线取能方法研究

地线取能是架空输电线路在线监测装置较为理想的供电方式,为此,文中针对典型架空输电线路逐塔接地的光纤复合架空地线(OPGW)的取能原理和方法进行了研究。基于架空输电线路地线的电磁感应原理,笔者分析了逐塔接地条件下OPGW取能的可行性,提出了取能原理示意图和取能负载接线示意图,并以某单回线路为例,应用EMTP-ATP程序计算了取能负载的电压、电流以及功率,同时对负载阻抗取值、导线换位、杆塔接地电阻以及档距对这些参数的影响进行了分析。计算表明,在合适的相电流条件下,合理选择取能负载取值可以获得较大的取能功率。最后,设计了一个取能装置并在线路上进行了实测,验证了上述分析结论。     

自取能无线测温装置研究性试验中发现的问题及改进建议

为验证自取能无线测温装置的性能,笔者筛选了3种自取能无线测温装置,装配于模拟导电回路,按标准GB/T 11022—2011进行温升、额定短时耐受电流和额定峰值耐受电流的研究性试验,发现自取能无线测温装置在精度校验方法、传感器探头选择,自取能线圈铁心材料的选择、保护及控制回路设计方面存在着较大的改进及完善空间。     

基于10 kV高压自取能光电触发TSC装置的延时触发角谐波分析

高压晶闸管投切电容器(TSC)无功补偿装置作为传统高压无功补偿装置在高压领域应用较为广泛,但因其晶闸管全导通时阀组端电压为0,无法从阻尼回路中取能用于晶闸管触发,故自取能光电触发电路一直是研究攻克的难点。为解决这一难题,自主研制了一套基于自取能光电触发10 kV高压TSC装置,通过延迟一定的触发角度实现晶闸管触发电路的自取能。但TSC与TCR不同,当存在延迟角时必然会因du_c/dt的影响引起冲击电流,造成触发脉冲的紊乱。因此,为了抑制冲击电流,在实际使用中必须配置电抗器。通过理论和仿真分析了TSC触发脉冲延迟角及电抗器与谐波含量的关系。     

环网柜综合智能在线监测装置的研制与应用

针对不同厂家、结构环网柜各运行监测装置存在安装无序、布线散乱及功能单一等缺点,研制了一种环网柜综合智能在线监测装置。该装置能对环网柜运行状态的电气和非电气量信息进行在线监测和预报警分析,并具有就地显示、实时查询、存储下载和异常状态预报警等功能。该装置能帮助运维人员及时发现和避免环网柜故障,实现环网柜由"被动运维"变"主动运维",对提高环网柜的供电可靠性具有促进作用。     

高压铁塔监测设备无线供电技术研究

结合感应取电和磁耦合谐振无线传输技术,设计了一套在线监测无线供电装置,实现了在线监测设备长距离、大功率、高效率、宽频带的无线供电。该装置受气候影响较小,实现了24 h全天候对在线监测设备稳定可靠的供电。该技术相比传统的风力发电、光伏发电,其运行成本更为低廉,实现方案更为安全可靠。该技术先通过感应装置在输电线路上获取电能,然后经过磁耦合谐振式无线传输,将获取的电能传输至高压铁塔的在线监测设备上。从而实现对输电线路及高压铁塔的实时监测,把握输电线路的实时运行状态,使输电线路的运行更加稳定可靠。     

输电线路一体化监测装置电源系统研究

研究了输电线路走廊范围各种可能的取能方式及其低功耗电源管理技术,提出了基于镁基蓄电池、太阳能、高低电位感应取能及势能取电相结合的稳定供电取能方式,以及动态电源管理技术（DPM）、动态电压频率调节技术（DVFS）低功耗电源管理技术的电源综合解决方案,提升装置的自我生存能力.     

高压输配电线路在线监测设备供电电源的研究

针对目前高压输配电线路在线监测设备供电电源的缺点,提出了一种新型供电电源设计方案。采用两个不同材质的取能磁芯并行工作,根据电流范围选择合适的磁芯进行取能,同时将感应取能供电与锂电池供电相结合。通过对比不同磁芯材料的特性,选定了铁基纳米晶合金与硅钢片制作磁芯,并设计了电源电路。实验测试结果表明:该供电电源可在电流为0 A~1 000 A范围内稳定供电,无电源死区。     

面向换流阀状态监测用传感器节点电磁取能仿真分析与设计

特高压直流输电技术应用在我国发展非常迅速,对特高压直流输电系统核心设备-换流阀-实现多物理量在线状态监测的需求变得越来越迫切。低功耗无线智能传感网络技术是实现换流阀设备多物理量在线监测一种有效手段,但在实际工程应用中必须解决传感器节点自取电这一瓶颈问题。该文根据实际工程应用换流阀的电气和结构设计,提出并验证了一种用于晶闸管表面温度在线监测传感节点的小型化非侵入式电磁取能方案,即利用换流器桥臂电流的开通和关断暂态过程获取能量。文章首先建模分析了换流器桥臂电流在阀组件周围空间的磁场分布情况,在此基础上提出了电磁取能线圈设计方案,利用仿真并结合大电流实验提取取能线圈互感等关键参数,建立电磁取能回路感应部分的等效电路模型。最后在等效电路模型的基础上,用换流阀接近实际工况电流波形对取能模块的输出电压和输出功率特性进行仿真研究,评估取能模块在实际运行工况条件下的有效性。     

自取能自触发式晶闸管过压保护电路

在晶闸管(SCR)的高压串联应用场合,由于反向恢复电荷Qrr的存在,将产生关断过电压,此电压对其串联技术提出了较高的要求。在TCR+FC型静止型动态无功补偿装置(SVC)的实际应用中,尽管已采用了动静态均压、器件冗余等技术,高压串联的晶闸管仍经常被过压击穿。目前,一种以击穿二极管(BOD)元件为核心的自取能自触发式晶闸管过压保护电路得到广泛应用,该电路具有响应快、抗干扰能力强、数字化等诸多优点。     

基于PMOS的自取电直流固态断路器

相比传统机械式断路器，固态断路器(solid-state circuit breaker,SSCB)以其分断速度快、不产生电弧等优点，在直流电网中得以广泛关注。然而，固态断路器基于半导体开关器件，除功率电路外还需要额外的控制和驱动电路，这部分电路工作需要外接供电电源，提高了系统复杂程度，特别是在电网自身故障时，供电电源也可能不稳定，降低了固态断路器的可靠性。为此，提出了一种基于PMOS的自取电直流固态断路器，并分别通过仿真与实物样机证明了本固态断路器的可行性与有效性。实验结果表明，所提固态断路器在正常导通时，PMOS处于完全开通状态，不影响线路正常工作时的电压；在直流系统发生短路故障时，利用短路电流耦合能量在无需额外供电电源的前提下使得PMOS可靠关断，提升了系统的稳定性与可靠性，可以应用于直流微电网或者电池储能等场合，具有较好的应用前景。