基于光纤S锥的电力变压器油中微水传感研究

微水含量是衡量油浸式变压器绝缘性能的一个重要技术参数,实时跟踪变压器油中微水含量对保障油浸式变压器乃至整个电力系统稳定运行具有重要意义。为此,该文提出一种基于光纤S锥的微水传感技术。通过分析S锥形光纤的物理模型,构建S锥引起光强衰减与微水含量的量化关系,并利用光束传输法分析光纤S锥光束传播过程,评估锥腰直径、轴向偏移量等参数对S锥中基模、高阶模之间耦合程度以及高阶模的占比程度和持续长度的影响。制备不同结构参数的S锥光纤传感器,并开展不同微水含量的变压器油样中实测。结果表明,S锥光功率衰减幅值随油中微水含量增加而增加,S锥锥腰直径越细、轴向偏移量越大,对应S锥的检测灵敏度越高。对于锥腰直径为30μm、轴向偏移量为60μm的S锥光纤探头,检测下限达到4.67mg/L。可知,S锥传感器可有效实时跟踪变压器油中的微水含量,有助于及时发现变压器早期存在的绝缘受潮问题,保障其长期安全运行。     

新型压电式三维力传感器的设计及特性研究

基于压电效应设计了一种新型三维力传感器,分析了传感器原理。根据传感器的结构,推导了传感器的灵敏度、固有频率的计算公式;分析了传感器部件参数对传感器灵敏度与固有频率的影响,通过计算与仿真,得到了影响传感器灵敏度与固有频率的影响因素与规律。计算与仿真结果表明了此计算方法的有效性。     

微流体流道耗尽边界及交界扩散层的设计研究

微流体燃料电池的流道集合了传统燃料电池的核心部件(电极、集流板、质子交换膜)及功能(燃料的传输、生成物的转运),由此可见微流体电池的结构形式对其性能的重要性,而受结构影响较大的耗尽边界层及反应液交界面扩散层厚度很大程度上制约了微流体燃料电池性能的提升。介绍了几种控制耗尽边界层及反应液交界面扩散层的微流体燃料电池结构,并说明了这些结构在解决问题的同时所带来的"副作用",为微流体燃料电池结构设计提供一定的参考。     

基于电光聚合物薄膜的芯片式光学硅基电场传感器传感及温度特性研究

双碳”背景下,新型电力系统的数字化转型对电力传感技术提出了更高的要求。文中针对光学电场传感器温度稳定性差的问题,提出了基于电光聚合物薄膜的芯片式光学硅基电场传感器。首先介绍了电光效应原理,电光聚合物的2阶非线性光学效应以及电光能量耦合方法,其次设计了传感器的加工流程并完成了制备,同时在敏感芯片上成功涂覆电光聚合物,最后通过搭建实验测试平台,完成了传感器的线性度、交流响应以及温度特性测试。实验结果表明,所制备的光学电场传感器在工频电场下拥有较好的线性度且灵敏度高达0.945 mV·(kV·m^-1)^-1,传感器在0～75℃温度范围内输出幅值及相位稳定,其幅值比最大波动为0.481 dB,相位差最大为3.82°。文中提出的传感结构切实可行地提升了光学硅基集成电场传感器的温度特性,为硅基集成光学电场传感器在电力系统中的使用提供参考方案。     

基于逆阻型IGCT器件的固态式直流断路器设计及研制

直流系统是支撑高比例新能源接入与灵活高效用能的重要技术方向。固态式直流断路器(solidstateDC circuitbreaker,SSCB)具有开断速度极快、无电弧、寿命长等优点,在中低压直流系统的故障保护中得到广泛应用。随着电力电子器件的发展,固态式直流断路器的拓扑结构、工作性能也在不断进步。为此基于逆阻型集成门极换流晶闸管(intergated gate commutate thyristor,IGCT),提出了一种新型的固态式直流断路器结构及设计方法,通流支路采用逆阻IGCT反并联结构实现双向通流,缓冲支路采用金属氧化物避雷器(metal oxide varistor,MOV)-电容结构来抑制过电压,吸能支路采用MOV吸收系统能量。进一步地,给出了关键元器件的参数设计方法,并验证了有效性;设计了性能良好的重力热管散热器,单个模块散热功率可达700 W;提出了主被动结合的控保策略,提高断路器的保护性能。最后,研制了固态式直流断路器样机,可用于750 V以内的低压直流系统,额定通流可达2 kA,可在百微秒内开断10 kA故障电流,成本低、体积小、高可靠,具有良好的应用前景。     

基于控制环叠加正交频分复用信号实现直流微网载波通信的变换器设计方法研究

电力电子设备在功率变换过程中,同时具备发送信息 的能力.功率/数据双载波调制技术通过在功率控制环输出的基准上叠加信号载波,同时实现功率变换与信息发送功能.该方法采用独立的通信载波,不需要额外的通信控制器和耦合电路,具有信号强度可调、传输距离远和实施成本低等优点.为提高通信速率,采用正交频分复用(orthogonal f...     

基于WHDI的视频传输及高灰度AM-OLED微显示系统的研究与设计

<正>随着微型显示器向高分辨率、高灰度方向的发展,传统的无线协议越来越不能满足微显示器的传输需要。为此提出采用无线家庭数字接口(WHDI)协议作为微型显示器图像信息源传输方式,实现高清视频的多终端显示。主要完成了基于WHDI的视频传输及高灰度AM—OLED终端微型显示系统的设计,并参与了具有自主知识产权的硅基AMOLED微型显示器的设计与测试。     

基于微光纤探头及光学成像技术的位移测试系统的研究与设计

阐述了复杂结构产品径向与周向位移测量的重要性,介绍了传统位移测量的局限与不足之处,提出了一种基于微光纤探头及光学成像技术的位移测试系统.从测试系统的结构组成、工作原理、标定系统、位移计算、图像数字化处理、界面设计等几个方面进行了详细的分析、设计和计算,并论述了该测试系统的创新点和技术进步之处,在同类行业中具有一定的借鉴...     

基于MOSFET的直流电子辅助断路器设计及开断性能优化方法研究

为提高传统机械式塑壳断路器(mechanical molded case circuit breaker,MCCB)的开断容量和开断速度,提出了使用金属—氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)改进传统MCCB拓扑的方法,设计了一款新型混合式直流断路器,通过电力电子换流电路辅助MCCB切断直流短路故障电流。该拓扑能够将电力电子换流电路的故障电流承受时间限制到100~200μs,利用功率等级较低的开关元件即可实现与混合式直流断路器相近的开断性能,因而能够大幅降低断路器研制成本。其次,设计了一种改进的RC缓冲回路,可将关断电压尖峰由30 kV抑制到600 V,由此通过保护拓扑中的MOSFET来提升断路器的稳定性、延长其电寿命。最后对所设计的新型混合式直流断路器拓扑建立仿真模型,功能验证结果证实了该方案的可行性和有效性。     

基于DSP的无刷直流电动机位置伺服控制器设计及实验研究

介绍了采用DSP作为CPU来实现永磁无刷直流电机位置伺服控制的方法.系统的控制策略采用位置-速度-电流PID控制,其中位置环采用非线性PID控制.结合系统和负载的特点对传统双极型PWM进行修改,以解决系统灵敏度低的问题.控制器通过专用通信芯片与上位机进行通信,实现了控制器与外部数据传输的数字化.通过实验验证了设计方案的合理性和有效性.     

基于NPS蒸发波导预测模型的适应性研究

蒸发波导预测模型的适应性研究对电磁波的传播、雷达通信及战术指导有着十分重要的意义。根据蒸发波导的探测原理,为了研究蒸发波导NPS模型对南海海域的适应性,在我国南海海域搭建了一套气象梯度仪测试设备,获取了大量的海洋水文气象数据,并仿真分析了空气温度、相对湿度、气海温差、风对蒸发波导高度的影响,将蒸发波导高度实测数据和NPS模型预测值进行了对比分析与验证。实验结果表面,稳定条件下NPS模型预测的蒸发波导高度的偏差值随气海温差呈现出近似线性变化规律。该文的研究成果对南海海域蒸发波导预测模型的选择具有一定的指导意义。     

毫米波段折射率结构常数的建模及敏感性分析

大气湍流的存在对于毫米波传播有着重要影响.运用Bulk方法和Monin-Obukhov相似性理论,采用Frederickson和Thiermann两种相似性函数对近地面大气毫米波段的折射率结构常数进行了估算和比较,并且对这两种估算模式进行了敏感性分析.结果表明:采用Frederickson公式所估算的折射率结构常数是采用Thiermann公式所估算结果的两倍左右;采用Thiermann公式计算折射率结构常数C2受测量误差的影响较小;在估算折射率结构常数时,对于温度和湿度的测量精度要求较高.研究结果对于研究毫米波在大气中的传播、以及分析测量精度对折射率估算的影响具有参考价值.     

低压电力线载波通信信道衰减特性测量与分析

研究低压配电网信号传输衰减特性对提高电力线通信系统中物理层信号传输的稳定性和可靠性具有重要意义。通过实测低压电力线横截面积、长度及网络结构对信号传输衰减的影响,精确计量和分析了宽频带范围内信号的幅频衰减特性随电力线基础特性变化的趋势,提出利用近距离和常态T型网络模型研究电力线信道多径传输的频率选择性衰落。通过仿真和实测直观展示了电力线基础特性影响信号传输衰减的统计效果,对深刻理解和把握低压电力线信号传输特性形成的本质原因具有重要借鉴作用,为预测复杂配电网中信号传输特性提供了一种有效分析方式。     

基于静电传感的气固两相流测量及研究装置

气固两相流参数的测量是国际公认的难题,针对静电传感原理的测量方法,从该方法用于气固两相流测量的发展现状和支撑该研究的装置建设两方面进行了综述.对于测量方面的研究现状,分别从颗粒速度的测量、颗粒浓度的测量和静电传感器的模型及测量机理研究3个方面进行了介绍.对于研究装置,从模拟和实流装置两方面进行了介绍,最后,指出了应用该...     

基于磁流体动力学的35 kV自脱离防雷装置灭弧仿真

为研究影响基于气吹灭弧原理的自脱离防雷装置灭弧的影响因素,文中基于磁流体动力学理论建立装置灭弧过程的数值仿真模型,研究电流初始相角与装置气流速度峰值对装置熄弧性能的影响,并结合大电流燃弧试验验证模型有效性。研究结果表明,自脱离防雷装置灭弧时间与工频电流初始相角密切相关,在0°～180°电角度区间内,电弧熄灭所需时间随工频电流初始相角的增大而减小。装置气流速度峰值对电弧熄灭具有决定性作用。当灭弧气流速度峰值高于243 m/s时,装置可在半个工频周期内有效熄灭电弧并防止重燃;灭弧气流速度峰值低于243 m/s时,在装置产气灭弧筒出口处将出现“电弧堵塞”现象导致电弧重燃。研究结论可为气吹防雷装置灭弧性能优化提供理论依据。     

基于WinCE的色彩分析仪的研究与设计

在现阶段的生产过程中,经常会使用光谱分析仪对产品的色彩进行取样分析,确保产品符合标准.阐述了利用颜色传感器TCS-230D为核心,以ARM9芯片搭建平台,移植WinCE嵌入式操作系统作为主控单元,对生产过程中的产品的色彩数据进行检测分析,并编写上位机软件,利用以太网构成远程色彩数据采集系统,实现生产中的实时监测,具有较...     

基于TCensus的立体匹配算法及FPGA设计

随着无人机技术的迅速发展,利用无人机代替人工进行电力线巡线是行业内发展的新趋势。尽管无人机电力巡线相对于人工巡检效率更高,更加安全,但无人机巡检仍然面临一些问题,无人机的避障技术亟待完善,在巡检过程中无人机会出现与周边障碍物相撞的情况,尤其是细小的电线对无人机安全造成巨大的威胁。这些线状物往往目标不明显,雷达,超声波等技术得到的回波较少,造成避障困难。基于双目视觉系统的无人机避障技术在无人机避障领域得到了广泛的研究和关注。针对双目视觉实时无人机电力巡检避障应用,提出了基于TCensus（形态学Tophat变换和MiniCensus）变换的匹配代价测量方法来对原始图像中的弱目标进行增强,同时采用基于十字结构的支持区域来提高匹配的准确度。实验证明,本文设计的双目视觉系统可以有效检测无人机到电力线之间的距离,检测误差达到5%,提出的TCensus立体匹配算法与其它方法相比除了能够获得同样准确的背景深度图之外,还能对电线区域具有更精细的成像效果。     

Harmonic distortion degradation and filter optimization based on sensitivity studies with considering resonance issue

Voltage distortions are characterized by the harmonic spectrum of the nonlinear load (NLL) and harmonic impedance of the whole system. On one hand, the harmonic impedance is at the peak value when the frequency is at the resonance point, which leads to serious voltage distortions. On the other hand, harmonic distortions will be excited from excessive harmonic emission without resonance. In order to address the above causes, shifting the resonance frequency sensitivity (RFS) and the critical individual harmonic voltage distortion (IHD_V) sensitivity (IHDS) indices are presented here to control the critical IHD_V and total harmonic voltage distortion (THD_V). The main idea is to find and adjust the most sensitive network parameter against these sensitivity indices until the harmonic distortion reaches the required value. A three‐bus test system and the IEEE 14‐bus system are used to verify the proposed method. Comparison of the results shows that these indices complement each other for solving the harmonics problems with or without harmonic resonance. The sensitivity‐based methods can be effective for system optimization and filter design by considering harmonic resonance. © 2015 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于正负综合灵敏度的输电断面双层优化潮流控制策略

过载线路故障跳闸会使潮流转移到关联输电断面内其他线路上,造成连锁跳闸事故。快速制定合理有效的潮流控制策略,消除线路过载,是防止发生连锁跳闸事故的关键。针对灵敏度分析方法精度不高和直接优化类方法计算量过大等缺陷,文中提出基于正负综合灵敏度的输电断面双层优化潮流控制策略。考虑节点对过载和重载线路潮流的整体调节作用,提出正负综合灵敏度指标,然后通过双层优化方法快速制定潮流控制策略。为防止搜索空间过大导致计算量激增,建立第一层调度节点多目标筛选优化模型,优选参与调整的调度节点。在此基础上构建第二层潮流调控优化模型,得到调度节点的精确出力调整量,从而实现对输电断面潮流越限的精准调度。利用IEEE 39节点系统和某省级电网的仿真分析验证了所提方法的快速性和准确性。