110kV AIS隔离开关分合操作瞬态电场的模拟实验研究

在空气绝缘变电站(air insulated substations,AIS)中,为了研究隔离开关分合空载母线产生的空间电磁环境对站内一次侧电子设备的影响,需要在实际变电站现场进行大量重复实验以获得空间电磁环境变化规律,但这对正常电力运维是不现实的。文中设计了可以模拟实际隔离开关操作产生的瞬态电磁场的隔离开关模拟骚扰源,利用该源对110 kV AIS隔离开关分合操作产生的电场随母线参数、隔离开关触头距离、电源容量进行研究。研究结果表明:该系统可以产生频率在0.9～2 MHz左右、强度在6～20 kV的空间瞬态电场,与现有文献报道的110 k V AIS站隔离开关操作实测瞬态电场数据相吻合。     

光纤瞬态磁场传感器的研究及其应用

为了对超高压变电站的开关瞬态磁场进行有效的测量，该文研制了一套光纤瞬态磁场传感器。采用单匝线圈作为磁场探头，利用光纤作为信号传输通路，解决了强电磁干扰环境内的瞬态磁场测量问题。提出了数字频率均衡方法，满足了变电站开关瞬态磁场测量对传感器的宽频带要求。实验室测试和现场应用表明，该传感器在频带宽度、测量范围、线性度和抗电磁干扰性能等方面，均可满足变电站开关瞬态磁场测量的要求。将该传感器应用于我国某500kV变电站开关操作和电抗器投切操作产生的瞬态磁场测量，取得了满意的结果。     

GIS设备开关操作对其传感器和智能组件端口骚扰电压的模拟试验研究

GIS变电站结构紧凑,因电子设备与一次设备高度融合,使得电子设备的电磁兼容问题显得尤为重要。GIS设备开关操作产生的特快速瞬态电磁过程主要由传感器–电缆–智能组件这段电路对电子设备产生电磁影响。针对变电站电磁环境的复杂性,且现场测量是获得传感器和智能组件端口电磁骚扰数据的主要手段,提出一种GIS设备传感器和智能组件端口瞬态电磁骚扰的模拟测试方法,该方法无需改变变电站原有的传感器和智能组件,且在变电站现场具有很强的可操作性,然后分别将该方法应用于实验室GIS设备试验研究平台及智能变电站现场,并获得GIS设备传感器和智能组件端口电磁骚扰的时域和频率特性。研究结果表明,采用有效的屏蔽措施和接地技术后,220 kV电压等级GIS变电站开关操作产生的电磁骚扰对传感器和智能组件的正常工作不构成严重威胁。     

变电站电磁干扰预测分析

为了研究变电站开关操作时的电磁干扰问题,本文主要进行了两方面的研究。首先,针对500k V超高压变电站隔离开关切合高压空载母线操作瞬态进行仿真研究,利用ATP软件建立了空气绝缘变电站隔离开关切合空母操作瞬态的电磁仿真模型,并对电磁干扰在空载母线端点处产生的瞬态过电压、过电流进行分析,其仿真结果与实测吻合;其次,将改进多变量灰预测建模理论引入了变电站电磁干扰环境问题的研究,建立用于电磁干扰数据预测的多变量灰预测模型,预测结果达到了预期要求,证明将多变量灰预测建模理论应用于电磁干扰预测分析是可行的。     

500kV变电站开关操作瞬态电场测量与研究

变电站断路器和隔离开关操作会产生瞬态电场。该文对国内正在调试的两座500kV变电站开关操作产生的瞬态电场进行了测量。这是国内首次进行现场测量。本次测量使用三维球形有源瞬态电场探头，该探头最大可测48kV/m。测量项目包括隔离开关分合空载母线和短线、断路器合长线和投空载变压器等。对测量的数据进行分析获得关于断路器和隔离开关操作产生瞬态电场的一些重要特征。这些结果对变电站电磁干扰分析和保护与控制设备抗扰度研究具有重要的理论意义和实用价值。     

微机保护装置对开关瞬态干扰的敏感度研究

在分析500kV变电站内瞬态电磁干扰特点的基础上，建立了一套能模拟站内开关操作引起的瞬态电磁场的电磁脉冲模拟器，说明了模拟器各组成部分的特点，并利用该试验系统针对下放到开关场中的保护及控制设备进行了一系列试验研究，分析了这类自动化设备对瞬态干扰的敏感性。     

基于Ansoft的开关磁阻电机设计和有限元分析

开关磁阻电机作为一种机电一体化电机,其电磁关系较为复杂。首先对开关磁阻电机进行电磁设计,得到了性能曲线;然后利用有限元的方法进行了三维静态磁场和瞬态磁场的分析,得到了开关磁阻电机的静态磁场分布和瞬态响应曲线。为开关磁阻电机的设计、仿真、控制提供了依据。     

微机保护装置对开关瞬态干扰的敏感度研究

在分析500 kV变电站内瞬态电磁干扰特点的基础上，建立了一套能模拟站内开关操作引起的瞬态电磁场的电磁脉冲模拟器，说明了模拟器各组成部分的特点，并利用该试验系统针对下放到开关场中的保护及控制设备进行了一系列试验研究，分析了这类自动化设备对瞬态干扰的敏感性。     

基于磁阻传感器的三维瞬态磁场记录仪的研制

随着智能变电站的发展,变电站二次设备的瞬态电磁干扰问题越来越引起人们的关注。为了研究变电站开关操作时的瞬态磁场,本文基于各向异性磁阻(AMR)传感器研制了一套高速大容量三维瞬态磁场记录仪。该仪器测量频带为DC-5MHz,动态范围20m Gs到6Gs,线性度大于97%,测量误差小于3%,存储深度大于50ms。测试和现场应用表明,该瞬态磁场记录仪在动态范围、线性度和抗电磁干扰性能等方面,基本满足变电站瞬态磁场测量要求,各项指标均达到设计要求。     

变电所的瞬态电磁环境分析

变电所的瞬态电磁环境威胁二次系统的安全运行。采用现场测试和数值计算的方法分析了开关操作时和雷电作用时产生的瞬态电磁场。开关操作时产生的瞬态电场的频率范围为小于15 MHz,持续时间为8μs,主频为DC～1 MHz,上升时间为0.5～1.5μs;瞬态磁场的频率范围为小于20 MHz,持续时间为8～10μs,主频为0.5～3 MHz,上升时间为0.25μs。建议的最大瞬态磁感应强度为400 A/m,电场强度为20 kV/m。雷击变电所的雷电瞬态磁场建议取1 000 A/m。国家推荐性标准GB/T17626.9-1998的要求无法满足变电所实际雷电电磁环境的要求,建议变电所电子设备电磁兼容测试的脉冲磁场抗扰度的要求取1 000 A/m,另外建议对变电所的电子设备的抗扰度试验要增加瞬态电场测试,其强度取20 kV/m。     

高压输电线路的电磁辐射研究及其防治措施

电磁辐射对于人体和环境的影响越来越受到人们的重视.近年来,由于城市规模的扩大和电力设备的增加,人们开始关注城市的电力设施是否危害到市民的健康.讨论了高压线路与居民区的距离以及高压线路对环境造成的电磁污染等问题.并对此给出了几点防治措施,对输电行业工作提出了新的要求.     

交流输变电工程电磁环境测量结果不确定度评定

变电站和输电线路电磁环境是电力设施环境因子重要监测之一,其测量结果的准确性和可靠性极其重要,测量不确定度是定量说明测量结果质量的重要参数。针对交流输变电工程电磁环境测量不确定评定的问题,首先,给出电磁环境测量方法;其次,建立电磁环境测量不确定度的评定模型,包括A类、B类评定模型等;最后,结合实际算例,分别给出工频电场、工频磁感应强度测量不确定度评定计算过程。本文讨论的方法可推广至通信基站、雷达等电磁环境测量不确定度的评定。     

架空传输线在电偶极子激励下的瞬态电磁响应

利用电磁拓扑学,将电偶极子产生的电磁场与架空传输线的电磁耦合问题进行拓扑分解,推导出用于同时求解传输线瞬态电压响应和空间电场的BLT方程.推导过程中引入电场的分量形式以解决入射场的方向性,考虑了传输线中差模电流和共模电流的辐射,并计及了由传输线初始状态引起的零输入响应.利用本文结果可有效地计算外部电磁场与传输线的耦合问题.     

电动汽车无线充电电磁环境安全性研究

近年来,无线电能传输技术的应用越来越广泛,其中一个主要应用就是在电动汽车无线充电方面。为有效评估人体在电动汽车无线充电电磁环境下的安全性,利用基于有限元法的三维电磁仿真软件,构建电动汽车无线充电电磁辐射下的人体电磁环境模型,研究人体主要器官的电磁暴露问题。结果表明:不同的组织器官由于其电磁参数不同而对电磁波有不同的吸收,其中电流密度最大值为20.058m A·m-2,功率密度最大值为1.22×10-5W·m-2,比吸收率最大值为4.37×10-7W·kg-1,皆低于国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)导则的安全限值,这说明人体在此电磁环境下基本是安全的。     

高功率瞬态电场传感器的设计与分析

高功率瞬态电场的测试是电磁环境效应评估与防护研究领域的难点。笔者基于有源电光调制法,设计了一种高功率瞬态电场传感器。通过建立简化的等效电路模型,并借助CST微波工作室对该传感器的结构建模仿真,分别从频域和时域分析了接收天线负载对传感器接收特性的影响,并得到了一致的结果。结果表明:接收天线采用单极子天线,负载采用低阻时响应信号为被测电场的微分信号,采用高阻时响应电压与被测电场场强成正比,通过改变负载电容取值可以控制传感器量程。     

750 kV超高压交流输电线路电磁环境研究

采用CDEGS软件包,对750 kV交流输电线路周围的电磁环境进行了仿真研究。以三相双回架空线路为模型,分析了导线对地高度、相序布置、分裂导线的根数、分裂间距、分裂导线子导线直径等因素变化对工频电场、工频磁场、无线电干扰和可听噪声的影响;提出了改善线路周围电磁环境的措施;根据工频电场的限值划定线路走廊的宽度;并分别比较了大雨、湿导线和晴天时输电线路周围的无线电干扰和可听噪声。仿真结果表明影响750 kV输电线路电磁环境的主要因素是可听噪声和工频电场。     

含电动汽车快速充电站配电网的暂态电能质量特性研究

规模化电动汽车作为间歇性、冲击性负荷接入配电网,会对含电动汽车快速充电站配电网的暂态电能质量产生直接影响。论文主要对规模化电动汽车接入配电网产生的电压暂降、电磁暂态等暂态电能质量问题进行分析。首先对含电动汽车快速充电站的配电网进行建模,其次建立了基于变压器模型的电压暂降模型和基于分布参数等效模型的电磁暂态分析模型。理论分析了快速充电站接入配电网产生暂态电能质量问题,模型能够提高暂态仿真速度及准确性。通过仿真分析验证了快速充电站在正常投切和发生故障时产生的暂态电能质量问题。     

继电保护与自动化设备电磁兼容标准及其发展动向

由于电力系统的发展,电磁环境变得越来越严酷,反过来要影响继电保护及自动化设备的正常功能。为此,国际电工委员会根据IEC电磁兼容的基础标准并结合继电保护及自动化设备产品的特点,制定了较为完整的电磁兼容标准。通过熟悉电磁兼容标准,了解其发展的动向,并针对不断更新的电磁兼容标准,采取相应措施降低产品的电磁发射限值和提高抗扰度能力,以确保继电保护及自动化设备的品质和电力系统的安全可靠运行。     

采用六相输电技术优化双回高压输电线路电磁环境的研究

随着输电线路电压等级的提升,特高压线路电磁环境问题已成为决定其杆塔尺寸的主要因素之一。文中对1 000 k V特高压双回线路和六相578 k V线路的电磁环境进行了计算和比较,结果显示采用同样的塔头和呼高情况下,六相线路的电磁环境优于三相线路。文中还研究了六相线路电磁环境随呼高的变化规律,地线及距地面最高的两根输电线的表面场强随呼高降低而降低,其余导体表面场强随呼高降低而增加;线路下方地面附近工频电场强度、无线电干扰及可听噪声均随着呼高的降低而增加。相比于同等相电压等级的三相线路,其导线表面电场强度更小。因此,六相输电可有效改善双回交流线路的电磁环境。     

基于锁相技术的感应电流检测方法研究

针对电引爆装置在复杂电磁辐射环境中会通过电磁耦合产生感应电流,导致电引爆装置失火的问题,提出了一种基于锁相技术的非接触式感应电流检测方法.采用基于隧道磁阻效应的电流探头,根据电磁感应原理,结合锁相技术对隧道磁阻探头的输出信号进行分析,从而对感应电流进行实时监测,避免失火;得出基于锁相技术的非接触式感应电流检测方法相比于...