光电集成强电场测量系统及其应用研究

为研发高性能强电场测量系统,在分析高压电场测量的特殊要求后,介绍了光电电场测量系统的基本原理、最新进展及其在高压测量领域的优势。通过对光电集成电场测量系统及传感器体系结构、关键参数的分析,研制了一种光电集成强电场传感器并测量它的输入输出特性。用研制的测量系统测量棒板间隙击穿过程冲击电场与复合绝缘子工频场,证明光电集成电场测量系统在高压测量研究领域的广阔应用前景。     

光电集成强电场传感器的频率特性校准研究

为了将光电集成电场传感器用于时域电场测量,为高电压技术领域的研究工作提供一种有效的实验手段,需要校准传感器的频率特性,常用的实验手段无法满足上述校准需求,故结合高电压工程领域电场传感器校准的基本要求和光电集成电场传感器的特点,分析并确定了传感器时域校准的方案,利用有界波电磁脉冲模拟器开展校准工作,通过实验与计算获得了传感器的上升时间和上限截止频率等,为传感器的测量应用打下了基础。     

特高压真型塔操作冲击放电电场测量

鉴于研究长空气间隙放电特性对于发展特高压输电技术具有重要意义,开发了光电集成电场传感器,并建立了双通道的电场测量系统。利用球板间隙冲击电场对测量系统进行了校验,并且用冲击信号均匀电场考察了测量系统的时域波形性能,证明了测量系统对电力系统的冲击信号具有较小的误差和良好的时域特性。利用该系统在特高压真型酒杯塔中相塔窗内开展了操作波放电电场测量实验,得到了电场峰值和波形,并与计算值进行了对比,分析了电晕、流注和先导等因素的影响。实验结果表明,光电集成电场测量系统可以用于特高压长空气间隙放电的研究工作。     

雷电冲击下棒-板间隙空间电场的测量

长空气间隙放电特性是特高压输电技术的重要研究内容,电场测量作为其重要研究手段,是近年来的研究热点之一。为此,建立了以高场强光电集成电场传感器为核心的空间电场测量系统。利用平板电极对电场测量系统进行校准,获得系统的输入输出特性;通过时域波形对比,证明测量系统具有良好的动态响应特性。利用该系统对1m棒-板间隙在正极性雷电冲...     

正极性雷电冲击电压下空间电荷电场测量研究

很多绝缘问题本质上都与电场相关,电场测量是高电压领域的重要研究手段。空间电荷导致电场畸变是流注理论的基础,因此定量测量空间电荷的泊松电场对于研究空气间隙的放电机制有重要意义。利用光电集成电场传感器测量了1m棒–板间隙未发生放电条件下各点的轴向电场,并与数值仿真结果进行对比,验证了电场传感器进行定量测量的可靠性;对3种电极条件下1m棒–板间隙空间电荷区域外部轴线上各点的电场时域波形进行测量,将空间电荷形成的泊松电场与外加电压形成的拉普拉斯电场分开,定量测量了不同电压幅值下、不同空间位置的泊松电场幅值与变化规律。研究结果为建立并验证空间电荷模型奠定了基础。     

无电极型工频电场传感器的设计

分析了电力系统中工频电场测量的技术手段和应用现状,指出现有手段的存在的问题;利用集成光学技术研制了一种基于铌酸锂晶片铁电畴反转的无电极电场传感器,该传感器内部没有金属部分,具有集成度高、对被测电场影响较小等优点;分析了传感器的设计要点,针对电力设备工频电场测试的实际需求完成传感器的参数设计,并研究相关的工艺流程;针对传感器半波电场太大的特点设计了合适的方案测试传感器的特性;根据国标GB/T12720-1991建立工频电场测试系统,并利用该系统完成传感器的工频电场标定测量实验。实验结果表明,该传感器在较大测量范围内具有较好的线性度,适合于电力系统工频电场的测量。     

MEMS电场传感器测试技术研究及进展北大核心CSCD

传感器测试技术对于MEMS电场传感器的研制、试产与测量应用非常重要。文中在MEMS电场传感器研发基础上分析了晶圆级测试、器件级测试、测量标定等技术及发展现状,首先介绍MEMS电场传感器原理、结构设计和传感器件的制备工艺等特点。然后重点阐述现阶段研制MEMS电场传感器的晶圆级测试内容与测试方法、器件级测试内容和测量标定系统。最后分析了国内外MEMS电场传感器测试技术的局限性和发展趋势。在此基础上指出随着国内MEMS电场传感器深入应用,MEMS传感器件测试技术将会迎来快速发展期。     

110kV及以上变电站暂态过电压在线监测方法的研究

研究了110 kV及以上变电站采用变压器套管末屏安装低压臂分压器、GIS(断路器)装设手孔分压器的暂态过电压直接监测方法;采用电流传感器测量套管及避雷器等设备的接地回路暂态电流,采用光电集成电场传感器测量设备周围的电场,进而还原过电压幅值及波形的间接监测方法。重点开展了测量装置设计与研制、测量系统准确度校准、实验室与现场测量等工作,论证了各种监测方法的有效性和可行性,为今后变电站过电压监测的工程实践提供理论依据及指导。     

基于光纤消逝场的电场测量技术研究综述

电场测量对于电力设备绝缘设计优化、高压系统电磁环境分析、屏蔽装置防护效果评估等领域具有重要意义。消逝场式电场传感器是近年来新兴的一类光纤电场传感器,测量上限高达24 MV/m、封装尺寸低至1.2mm×0.2mm×0.2mm,可同步测量多场点、多方向电场,在电缆故障诊断、特快速暂态过电压监测、电磁武器改良等方面具有广阔应用前景。目前,关于光学电场传感器原理和结构方面的研究综述较多,但缺乏对新型消逝场式电场传感器的相关总结,以及对各类光纤电场传感器技术参数的分析比较。为此,首先总结了消逝场式电场传感器的测量机理、典型结构、研究进展、应用场景、温度补偿方法和关键技术问题。在此基础上,重点分析、比较了各类光纤电场传感器的测量指标、封装尺寸和性能特点,并结合相关标准对其实用化过程中存在的问题进行了讨论。最后,指出消逝场式电场传感器在材料改性、加工工艺优化、微观尺度电场仿真和耦合影响因素分析等方面值得做进一步深入研究。对于消逝场式电场传感器的设计、研制与性能改进具有一定意义。     

基于集成光学电场传感器的过电压测量技术

通过测量电场获取电力设备实际遭受的过电压对于电力系统故障分析、电力设备绝缘耐受试验标准制定具有重要的指导意义。为此,提出了一种基于集成光学电场传感器的过电压测量技术。首先,介绍了该测量技术的基本原理;其次,研制了集成光学电场传感器,并对过电压测量系统的响应速度、频率响应等性能指标进行了测试;最后,采用所提出的测量技术对220 k V母线投入电容式电压互感器(CVT)、投入避雷器期间产生的过电压分别进行了测量。结果表明:过电压测量系统的响应速度达μs级,频率响应在5 Hz~100 MHz内比较平坦;在投入CVT和避雷器的暂态过程中,过电压上升时间约为几μs,过电压倍数可达1.73倍。测量结果反映的物理过程与理论分析一致。     

TDT液位检测研究

本文首先介绍的是常用的时域反射法来测量各种不同液面高度的原理,以及此种方法在实际应用中的缺陷.针对该种方法的不足,根据电波在不同介质中传播速度不同的特点进一步提出利用时域传输法,来更精确测量液面的高度.通过实际的实验测量数据,并对时域反射法液位测量法进行分析和比较,最后得出时域传输法具有测量简便、成本低、线性度好的特点,优于时域反射法方法.     

Log‐domain linear transformation filters revised: improved building blocks and comparison results

A method for designing high‐order log‐domain filters has already been proposed in the literature based on the concept of the classical linear transformation (LT) filters. For this purpose, a substitution table containing the log‐domain LT equivalent of each passive element has been introduced. Drawbacks of the log‐domain filter topologies derived according to this table are the following: (a) a dc offset current appears at the output of all pole filters and (b) dc instability is observed in the case of the substitution of LC resonators. In addition, an alternative technique already proposed for simulating filters with LC resonators is valid only under small‐signal conditions. In order to overcome the aforementioned problems, new log‐domain LT equivalents of a number of passive elements are introduced in this paper. The correct operation of the novel blocks has been verified through simulation results. Also, a comparison concerning the behaviour of the log‐domain LT filters and that of the filters derived according to the leapfrog and the wave methods has also been performed. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

Square‐root domain linear transformation filters

A new systematic method for designing square‐root domain (SRD) linear transformation (LT) filter is introduced in this paper. For this purpose, a substitution table containing the SRD LT equivalent of each passive element has been introduced. The proposed equivalents have been realized by employing appropriate SRD building blocks with low‐voltage operation capability. As a design example, a 3rd‐order SRD LT filter has been realized and its performance has been evaluated through simulation results. In addition, the most important performance factors of the SRD filter have been compared with those achieved by the SRD filters derived according to the leapfrog, wave, and topological emulation methods. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

OFDM系统及其关键技术

0FDM(正交频分复用)，把信道分成许多正交子信道，减少了子信道问干扰，提高了频谱利用率。时域同步是0FDM系统中的关键问题，论文简要论述了时域同步的两种方法及基于IFR／FFT的0FDM系统，并展望了0FDM的应用前景。     

Realization of log‐domain high‐order transfer functions using first‐order building blocks and complementary operators

High‐order log‐domain filters could be easily designed by using the functional block diagram (FBD) representation of the corresponding linear prototype and a set of complementary operators. For this purpose, lossy and lossless integrator blocks have been already introduced in the literature. Novel first‐order log‐domain highpass and allpass filter configurations, which are fully compatible with the already published integrator blocks, are introduced in this paper. These are realized using integration and subtraction blocks or a novel differentiation configuration. As a result, a complete set of first‐order building blocks would be available for synthesizing any arbitrary high‐order transfer function. In order to verify the correct operation of the proposed structures, the performance of the introduced highpass filters was evaluated through simulation results. In addition, a fifth‐order log‐domain bandpass filter was designed and simulated using one of the introduced first‐order highpass filter configurations. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

电压暂降在时域和变换域中的检测算法综述

电压暂降特征量是电能质量中重要的指标,针对当今电力系统中电压暂降敏感型负荷大量接入的现状,如何准确快速地识别电压暂降信息是保证用电设备安全稳定运行的关键.文章从电压暂降现象的概念与特征入手,对时域和变换域中不同的电压暂降检测方法原理进行综述,详细分析有效值检测法、残差电压检测法、d-q坐标分量检测法、两点检测法以及小波变换、傅里叶变换等方法的时效性、抗干扰性以及实用性等不同特点,并选取时域和变换域中的典型检测算法进行仿真分析,仿真结果验证了所述检测方法的时效性和抗谐波性能,最后对文中所列的主要检测方法进行归纳和总结.     

基于chirp-z逆变换矢量网络分析仪时域测量技术

矢量网络分析仪时域功能采用数学变换方法实现频域数据和时域数据转换，文中介绍这种转换理论和基于chirp-z逆变换的时域测量算法，并给出该算法MATLAB仿真结果。     

PWM控制LLC变换器的工作原理和外特性分析

针对变频控制LLC谐振变换器空载输出和限流时工作特性不佳的问题,提出在输入电压范围不宽且要求电路结构简单易于限流的应用场合,使用PWM控制LLC谐振变换器以获得较好的空载调压和限流特性。阐述了不同占空比下变换器的工作原理,并从时域的角度分析了其输入输出增益特性,最后针对370～390 V输入、60 V/3.6 kW输出的供电电源,完成了样机的制作与实验,验证了变换器的软开关特性和增益特性。     

基于BPA的电力系统暂态稳定时域仿真研究

应用电力系统稳定分析BPA软件,对典型的4机11节点系统进行时域仿真计算。通过在不同故障切除时间下发电机的转子摇摆曲线,判别电力系统的稳定状态,从而可以在系统受扰失稳前采取有效的措施,提高系统暂态稳定性,避免稳定事故的发生。     

静止无功发生器的建模

在原先提出的一种新的开关函数正负半波分解方法的基础上,利用等效开关函数的概念,使得在上下电容电压相等的条件下,开关函数仍具有统一的表现形式,简化了静止无功发生器(SVG)的建模.推导出了SVG的时域模型,并在频域内获得了SVG输出有功电流、无功电流和直流电容电压的响应时间与SVG参数间的关系,并得到了仿真结果的验证.