基于LC谐振取电及零序电压测量系统的设计

为解决智能一体化高压开关取电问题,文中提出了基于电容分压原理的LC谐振取电电源系统:一次侧采用高压电容和变压器一次绕组串联,二次侧采用变压器二次绕组并联分压电容,降低了低压电容的电压设计等级,同时基于该电源系统中性点通过构建零序电流回路实现了零序电压测量,无需安装三相五柱式PT或植入零序电压传感器,降低了工程造价.最后针对线路故障过电压及雷电冲击,设计了基于能量池电压监测和电力电子开关控制的防护电路.实验数据表明该系统的取电能力可达到1W,零序电压测量精度为5％,具有较大的工程应用价值.     

TEMP-500IU型CVT电容及介损值的现场预试方法

基于TEMP-500IU型电容式电压互感器(CVT)的特殊结构,介绍了该型CVT电容及介损值现场测量方法及注意事项.对于电容单元C11、C12,可以采用常规正反接线法进行电容、介损值测量;对于电容单元C13、C2,可通过操作中间变压器高压端外部的操作把手合上中间变压器一次绕组首端接地刀闸,实现采用反接法测试它们的电容及介损值,克服了采用自激法测试存在的弊端.同时文章也阐述了该型CVT特殊接线方式的中间变压器一次绕组对二次绕组及地的电容、介损值的测量接线方法及注意事项.     

UHV串联式TV高压隔离部分的有限元分析及优化

用于超高压和特高压的电压互感器可采用多台电压互感器在一次侧和二次侧串联实现,一次绕组的串联结构与传统的串级结构相似,二次侧的串联结构需要使用高压隔离电压互感器,目前这种互感器还没有设计的经验。为此以1 000 kV串联式标准电压互感器为例,用有限元分析软件ANSYS对高压隔离互感器的三维电场分布进行了数值模拟计算和性能优化。结果表明,基于有限元法的数值模拟是分析和设计串联式电压互感器的有效手段,经优化设计后的高压隔离互感器能够同时满足绝缘和精度方面的要求,优化结果为更高电压等级的串联式电压互感器的设计和制造提供了可靠的、科学的数据。     

次序耦合阵列磁集成正激变换器超级电容均压

针对超级电容串联应用中的问题,介绍了一种首尾次序耦合阵列磁集成正激变换器的超级电容均压电路;分析了电路均压原理和均压影响因素,该均压电路利用变换器次级绕组的次序耦合,实现超级电容单体的电压均衡;利用次序耦合绕组减小了由于变压器单元漏感误差而导致的超级电容单体电压不平衡;给出了变换器占空比与变压器单元绕组匝数关系,同时给出了变压器设计方法;通过电路仿真给出了抑制绕组电压尖峰的方法;仿真与实验结果验证了理论分析的正确性,证明了该均衡电路具有优良的均压性能。     

高压异步电动机软起动器

设计了一种新型的基于开关变压器的高压电动机软起动装置,对控制器的电路结构及软件进行了分析.开关变压器的高压绕组串联在主电路中,而低压绕组并接一对反并联的晶闸管,通过控制晶闸管的触发角可以连续改变开关变压器高压绕组的电压,从而连续改变电动机的定子端电压,实现高压电动机的软起动,同时解决了晶闸管的耐压问题.     

10kV电力线载波通信集成耦合器设计

通过对10 kV高速电力载波通信设备取电方式以及需求进行分析,设计了一种集成了滤波技术和高压电容变压器取电技术的高速电力线载波信号耦合器。分别对集成耦合器中的耦合电路和电容变压器取电电路的电压输出特性进行分析,并对传统耦合器和集成耦合器的信噪比和传输速率进行对比。结果证明集成的信号耦合器可以在取电的同时将1MHz~42 MHz的载波信号传递到中压电力线上,解决了设备的通信问题,且测试的电压输出稳定、信噪比高、传输速率快。     

高压线路简易感应取电电源设计与实现

高压线路在线监测设备的供电问题一直是在线监测技术中的热点话题。基于特制电流互感器的感应取电技术得到普遍的认可,但是大多数的悬浮取电装置存在取电电路过于复杂的问题,复杂的电路设计会对装置的稳定性产生影响。本文提出了一种基于双向可控硅电压控制的简易高压线路取电装置的设计方法,重点介绍了电流互感器二次侧电压控制部分的设计原理与方法。实验验证了该设计的可靠性与实用性,有效地解决了取电电路过于复杂的问题。     

测量CVT电容量和介质损耗时二次侧试验电压的选取方法分析

针对目前使用的单二次绕组自激法对电容式电压互感器进行介质损耗、电容值测量时会造成其中间变压器过载及损坏的情况,结合包头供电局土右变电站156电容式电压互感器L3相测量实例,提出正确的测量方法,即二次绕组串联加压法。试验中通过合理选择二次侧试验端子及试验电压,有效避免测量时中间变压器过载造成设备绝缘损坏事故。     

输入串联型变换器集成变压器的分布电容影响机制与绕组布局方法

基于变压器集成的输入串联型变换器具有各串联电路自然均压、结构简单的优势,适合高压输入多输出场合应用.在高压场合,集成变压器的分布电容储能对变换器影响较大.以该类输入串联型双开关反激式变换器为研究对象,对集成变压器分布电容的影响进行深入研究.在对集成变压器一次绕组各类分布电容储能进行分析的基础上,提出一种可有效抑制分布电容影响的该类集成变压器绕组布局方法.最后,在已搭建的该类输入串联型变换器实验平台上进行实验研究,实验结果验证了理论分析的正确性以及所提方法的可行性.     

基于轻量AlexNet的电容型电压互感器故障诊断

电容型电压互感器（CVT）是重要的一次侧电压监测元件。针对环境温度、湿度以及元件老化等因素造成的电容型电压互感器一次侧电容上下臂击穿或互感器二次侧短路等故障,提出了一种基于轻量AlexNet的电容型电压互感器故障诊断方法。该方法利用Matlab建立了CVT电路模型,分别对高压臂电容击穿、低压臂电容击穿以及互感器二次侧短路3种典型的故障进行仿真。采集CVT二次侧电压数据,利用马尔可夫变迁场将其转化为特征矩阵,最后使用轻量化的AlexNet神经网络对电压特征矩阵进行故障分类。仿真实验证明,所提方法在不拆除CVT的情况下,能准确检测出CVT的故障类型。     

基于级联双管反激拓扑的HVDC供电电路研究

高压直流（HVDC）输电系统常采用高压变换器进行高电位就近控制取电。然而模块内的高母线电压及其大范围波动对取电电源的高可靠性设计形成挑战。针对该问题，基于串联双管反激拓扑电路提出了一种高压模块取电系统。该系统以多输入、单输出形式的直流变压器为变压载体，并利用在同步控制信号下的各级联单元的自均压特征实现了输入各串联电路的动态自均压控制，主动降低了各模块中半导体开关的电压应力；另外，该方法具有漏感能量回馈效率高、开关管最大电压应力钳位到输入电压优点。最后，借助系统仿真与半实物仿真平台实验验证了所提自供电电路系统的可行性以及理论分析的正确性。     

一体化高压电能表传感和供能技术的研究

传统的高压电能计量装置由高压部分的电压传感器、电流互感器以及低压部分的电能计量装置组成,系统的整体准确度无法确定,并且存在容易窃电的缺点。提出一种直接在高压端进行电能计量的一体化高压电能表方案,将电子式互感器和电子式电能表相结合。该系统采用低功率铁心线圈电子式电流互感器和电容分压型电子式电压互感器作为传感单元,并且通过高压母线感应取能,实现隔离式在线供电。实验数据表明,所采用的电压和电流互感器以及供能电路可以满足工程需求。     

基于高频隔离的负序级联式补偿电路拓扑

提出了一种可以级联应用于高压场合的负序电流补偿电路拓扑。此电路通过内部相互耦合的高频隔离变压器进行负序能量交换,实现了对于三相四线制或者三相三线制中不平衡电流的补偿。这种拓扑克服了传统按照星型连接的电压型H桥级联构成的APF应用于高压系统中无法进行负序电流补偿的缺点,实现了相间能量交换,并且能够在单级和多级级联后均可进行无功,谐波和负序电流的补偿。系统通过三绕组变压器降低了直流侧电容电压的二次脉动,减小了所需电容量。文章通过对两级级联系统的仿真,证实了电路拓扑的可行性,所构建的小功率实验平台进一步验证了所提出方案的有效性。     

倒立式SF6同轴电容高压电子式电压互感器

针对目前类似多级电容串联分压结构的电子式电压互感器的不足之处,设计了一种新型的电子式电压互感器。该互感器采用传统倒立式SF6互感器的绝缘结构,通过在高压电极和地电极之间构造中间同轴电极形成SF6同轴分压电容,检测SF6同轴电容的电容电流iC即可获得高压侧被测电压大小。该互感器的主要特点是利用高压壳体与接地金属屏蔽罩的双重屏蔽作用,有效地提高分压电容的抗外界杂散电场干扰能力和稳定性。该文对位置、温度、压力等影响同轴电容大小的因素进行了仿真计算。在国网电力科学研究院对研制的高压电子式电压互感器进行了型式试验。仿真和试验结果表明,该电子式电压互感器准确度达到了IEC 60044-7规定的0.2级精度要求。     

采用穿心式电流互感器电源设计的三遥实验分析

根据电流互感器的工作原理,建立了电流互感器取电的负载模型;参考变压器磁化曲线,选择电流互感器的工作范围,并通过实验数据得出取电互感器的设计参数.电路电源部分采用MCU智能管理,通过负载控制的方法使二次电流和功率得到控制,最终实现电流互感器取电电源在15～500 A范围内可稳定输出功率.     

基于电磁式电压互感器的GIS耐压试验装置设计与开发

处于地下涵洞等狭窄空间内的GIS在进行交流耐压试验时,由于所处空间狭小,无法使用串联谐振或者交流试验变压器等大型设备对其进行交流耐压试验,设计一套基于电磁式电压互感器的交流耐压试验装置,用于220 kV及以下狭窄空间内的小型GIS耐压试验,试验装置将电磁式电压互感器做成标准工装安装在GIS上,对电压互感器的二次侧进行加压,在其一次侧感应出交流高压完成对GIS一次回路的感应耐压试验。结果表明:试验装置能够产生频率可变的交流电压输出,并且装置带有低压补偿电抗器对电压互感器的未加压绕组进行补偿,装置以很小的体积和重量完成电压互感器及狭窄空间内GIS母线的感应耐压试验。     

半桥变换器与多变压器次级串联的超级电容均压

针对于超级电容串联储能系统中单体电压不均衡的问题,介绍了一种基于半桥变换器和多变压器次级串联的均压电路,可利用多次级绕组减小因变压器单元漏感误差而引起的超级电容单体电压不均衡。该电路结构简单,还可以均衡超级电容器的电压,恒定开关频率和占空比时不需要反馈控制环节。通过分析半桥变换器每个工作模态,建立了输出电压方程,推导了串联超级电容电压均衡方程。根据电路特性,分析了变压器匝比设计方程及实现软开关变压器原边漏感要求。仿真及实验结果表明此均压电路具有均压速度快且均压效果好的特点。     

一种新型变换器式取能电路

电流互感器取能技术是解决高压输电线路实时监测设备供能的较好方式,但其存在热耗大、整流后电压变化范围大的问题。为此文中提出一种新型变换器式取能电路,采用取能线圈和辅助线圈2个绕组,利用磁链守恒和开关电源的脉宽工作特性,使取能绕组整流后的电压受闭环控制得到稳压。该取能电路设计简单、取能绕组输出功率大、整体效率高。文中对取能电路的原理进行了分析,给出磁感应强度、电流、绕组匝数的计算公式,对电路进行了仿真,并通过一个2.5W的原理样机进行了实验验证。     

一种新型移相控制全桥零电流变换器

提出了一种应用于高压大功率场合的新型电流型移相控制ZCS-PWM型DC/DC全桥变换器.辅助电路与变压器初级串联,由电容和两个辅助开关构成.用它代替传统移相控制ZCS-PWM型DC/DC全桥变换器中与变压器绕组并联的电容,旨在减少开关损耗及避免传统变换器存在的电流占空比丢失等.主开关管和辅助开关管均能在全范围输入和负载内实现软开关.分析了其工作原理、辅助电路电容的选择等,最后进行了20kHz,1.2kW的原理样机验证.     

检测电流型电子式电压互感器的开发及精度分析

提出了一种高压电容器串接精密电流传感器,通过测量流经电容器的电流来反映一次电压变化的方法。精密电流传感器副边的感应电流经二次处理电路后可输出一个与一次高压成线性变化的电压信号,从而构成了基于检测电容电流型电子式电压互感器。高压电容器和精密电流传感器放置于开关站场地,通过铜导线将二次电流引入控制室,其它电子器件组装于机箱内放置在控制室以输出二次电压。针对影响电子式电压互感器的因素进行了分析,并对互感器做了相应的改进。文中提出的电子式电压互感器结构简单、体小质轻、无铁磁谐振、无须油箱及其绝缘介质,实验结果表明,其具有测量精度高、响应速度快、抗干扰能力强和工作稳定可靠等优点。