地表LEMP及其导数的远场近似特性

用偶极子法计算了远区闪电回击电磁场及其导数 ,并与回击通道底部电流及其导数的近似性进行了比较。讨论了二者近似公式的适用范围 ,得出电磁场导数与电流导数在远区近似的条件比电磁场与电流近似的条件宽松的结论     

LEMP成因与特性

根据雷电电磁脉冲 (L EMP)的形成原因 ,将其划分为静电脉冲、地电流冲击和电磁脉冲辐射 ,并分析其表现形式和危害范围。从时域和频域角度研究了三种 L EMP的特性 ,指出静电脉冲和地电流冲击频带在 0至十几 k Hz之间 ,属于低频范围 ;电磁脉冲则是宽带电磁干扰 ,覆盖 EL F、VL F、HF和 VHF频段     

地表近区雷电回击电磁场的计算与特征分析

为了揭示雷电回击电磁场导数与回击通道底部电流导数之间的内在联系,基于传输线(TL)模型从理论上对地表近区雷电回击电磁场导数和回击通道底部电流导数进行了研究。用偶极子法精确计算电磁场的结果表明,在距离雷电回击通道50m范围内,电场导数的波形与回击通道底部电流导数的波形基本符合;在距离雷电回击通道200m范围内,磁场导数的波形与回击通道底部电流导数的波形基本符合。由此可得出结论:近区回击电磁场导数的波形与雷电回击通道底部电流导数的波形近似。     

变电所直接雷击下的LEMP计算

给出了使用电路法进行数值模拟雷击电流暂态分布的原理,采用电路方法和数值计算方法并且结合试验验证,对于金属构架在雷击情况下的建筑物内部电磁场分布进行仿真和分析,讨论雷电流在金属框架内的分布和暂态电磁场分布,定量地计算建筑物内部某定点的电磁场数值,分析建筑物内部存在其他金属构架对在暂态电磁场分布的影响,并且根据实验对计算结果进行了验证。     

基于斜向放电通道的地表雷电电磁场特性分析

为保护敏感设备免受雷电电磁脉冲场的危害并选择合适的防护措施,需要确定斜向放电通道下雷电回击电磁场的场强以及分布规律。为此,将雷电斜向放电通道的电流微元分解为垂直和平行于大地的分量。利用脉冲函数表示通道底部电流,结合回击电磁场的传输线模型,根据偶极子法求解Maxwell方程组,得到了斜向通道在空间产生电场与磁场的解析表达式。进而研究了通道倾斜程度对不同场区地表回击电磁场的影响以及回击电磁场随观测点位置的变化规律。结果表明:地表电场比磁场更易受到通道倾斜程度和观测点位置的影响,且地表电磁场强度波形峰值在近场、中间场和远场均随斜向通道与地面夹角的增大而减小,在远场和中间场随斜向通道与地面观测点之间方位夹角的增大而减小。     

近场空间LEMP波形特征研究

为了进一步探索近场区空间雷电电磁脉冲场的波形特征,对近场区空中不同高度处的雷电电磁场与回击通道底部电流之间的相互关系进行了理论研究。基于TL模型,通过理论推导得到了近场区空间LEMP和回击电流之间的关系。对比电磁场精确表达式与其两级近似表达式的波形,结果表明:在距回击通道50m以内、高度为几十米到几百米的空间内水平电场的精确波形与其两级近似波形基本重合;在距离回击通道200m以内、离地高度500m以下的空间内角向磁场的精确波形与其两级近似波形基本重合。     

地表近场LEMP与回击电流的近似性

由于闪电近区电磁场的瞬时性和高强度的特点,致使其不易测试,其波形也难以捕捉。为了对闪电近场电磁波进行模拟,从理论上对雷电电磁脉冲(LEMP)的地表近区波形和回击通道底部电流的波形进行了探索。用解析方法近似推导近区LEMP的表达式得出,近区LEMP波形与回击通道底部电流波形近似;用偶极子法精确计算近区LEMP的结果表明,在100 m以内磁场波形与近似计算结果基本吻合,在50 m以内,电场波形与近似计算结果基本吻合。计算结果验证了解析推导近似的可行性,证明<50 m的地表近区,LEMP场波形与回击通道底部电流波形相似。这为闪电地表近场电磁波的模拟提供了理论依据。     

三维涡流场有限元研究及其在远场涡流检测中的应用

在远场涡流机理研究中三维有限元分析一直是一个重点和难点之一，至今尚未得到较好解决。为此本文从电磁场有限元出发提出了Ａ，Ｖ－Ａ－算法和子结构一波阵法，并在此基础上进行了数值仿真，结果较令人满意。本研究对于远场涡流技术的实际应用具有积极意义和一定的参考价值。     

一种改进的瞬时导数法计算阻抗

阻抗的精确测量有利于提高继电器动作速度和准确性.导数法是微机保护中最常用的一种算法之一.传统的导数法计算阻抗精度对滤波器滤高频能力和采样频率有较高的要求.无误差修正思想虽能克服该不足,然而实时性较差.为了提高导数法计算阻抗的精度和实时性,提出了一种改进的瞬时导数法计算阻抗方法.理论推理和仿真结果都证明了该方法所需的数据窗少,有利于降低运算精度对数字滤波器滤高频能力和采样频率的高度依赖,可以实时的计算阻抗.     

一种改进的瞬时导数法计算阻抗方法

阻抗的精确测量有利于提高继电器动作速度和准确性.导数法是微机保护中最常用的一种算法之一.传统的导数法计算阻抗精度对滤波器滤高频能力和采样频率有较高的要求.无误差修正思想虽能克服该不足,然而实时性较差.为了提高导数法计算阻抗的精度和实时性,提出了一种改进的瞬时导数法计算阻抗方法.理论推理和仿真结果都证明了该方法所需的数据窗少,有利于降低运算精度对数字滤波器滤高频能力和采样频率的高度依赖,可以实时地计算阻抗.     

变电所直接雷击下的LEMP计算

给出了使用电路法进行数值模拟雷击电流暂态分布的原理,采用电路方法和数值计算方法并且结合试验验证,对于金属构架在雷击情况下的建筑物内部电磁场分布进行仿真和分析,讨论雷电流在金属框架内的分布和暂态电磁场分布,定量地计算建筑物内部某定点的电磁场数值,分析建筑物内部存在其他金属构架对在暂态电磁场分布的影响,并且根据实验对计算结果进行了验证.     

一种改进的瞬时导数法计算阻抗方法

阻抗的精确测量有利于提高继电器动作速度和准确性。导数法是微机保护中最常用的一种算法之一。传统的导数法计算阻抗精度对滤波器滤高频能力和采样频率有较高的要求。无误差修正思想虽能克服该不足,然而实时性较差。为了提高导数法计算阻抗的精度和实时性,提出了一种改进的瞬时导数法计算阻抗方法。理论推理和仿真结果都证明了该方法所需的数据窗少,有利于降低运算精度对数字滤波器滤高频能力和采样频率的高度依赖,可以实时地计算阻抗。     

一种基于导数的实时频率跟踪算法

频率是电力系统监控和保护中的重要参数,为对其进行快速准确的测量,提出了一种实时的频率跟踪算法。利用交流信号的正弦特性,通过二阶求导并进行线性化近似处理,进而事后误差补偿。算法在二阶导数初始计算时,运用Lagrange多项式进行曲线拟合。为减小多项式拟合和线性近似带来的误差,引入了误差补偿量和误差修正因子,提高了算法的计算精度。同时,分析了拟合多项式的误差余项,从而应用等比定理并在半周期长度的数据窗内进行平滑滤波,在兼顾实时性的基础上提高了算法的鲁棒性。Matlab平台上的仿真结果表明:该算法计算精度较高,对二次谐波有一定抑制作用,能较好地满足电力系统实时频率跟踪的要求。     

开关电源远场共模电磁辐射模型及其特性研究

针对一台小功率反激式开关电源,从线缆共模辐射的角度辨识其主要共模电磁辐射等效激励源和辐射体结构,得出新形式的简化共模辐射模型。用Ansoft HFSS软件考察了该模型的远场辐射特性,通过与实测结果对比,验证了其有效性。最后,仿真研究了输入/输出线缆长度、电网共模射频阻抗、地平面、线缆布局等因素对共模远场辐射的作用。     

基于斜向通道模型的雷电电磁场近场近似特性

为获得更加接近实际情况的近区雷电电磁脉冲场(LEMP)波形,利用偶极子理论对基于斜向放电通道模型产生的地表LEMP场进行了理论研究。通过近似处理,得到了基于TL模型的地表LEMP近场及其导数的一阶、二阶近似解析表达式。采用脉冲函数表示通道基电流,对比了精确表达式与近似表达式计算的电磁场及其导数波形,结果表明:在距回击通道50m以内,电磁场及其导数波形分别与近似电磁场及其导数波形基本符合;在相同距离内,电场与其一阶近似之间的偏差比磁场与其一阶近似之间的偏差小,电场与其二阶近似之间的偏差比磁场与其二阶近似之间的偏差大,且这些偏差都随着水平距离的增加而增加。     

基于导数法计算阻抗新算法

为了提高阻抗计算的精度和实时性，提出了一种基于导数法计算阻抗的新算法。理论推理和仿真结果验证了该方法有利于降低运算精度对数字滤波器滤高频能力和采样频率的高度依赖，可实时计算阻抗，不存在延时，能减小实际应用中受扰动的影响程度     

远场涡流似波特性的现象与本质研究

远场涡流效应在数学上遵守扩散方程，但是其电磁特性又呈现某些似波动特性。本文从电磁场基本理论出发，以电磁场有限元分析为工具，首次较完整、系统地研究了远场涡流的似波特性，主要集中在电磁场量的相速特征和瞬时扩散能量流特征这两个方面。研究结果表明，远场涡流的电磁场量在远场区具有稳定的相速度，但其值远小于光速；瞬时扩散能量流的变化可以用能流分界线来表示，滞后于激励电流源的变化，呈现出似波动特性。似波特性的实质是管壁中涡流的影响。     

信息技术降低了导数教学的难度

能否借助技术手段让数学变得容易一些,这是当前广大数学教师实施新课程中关心的一个问题。本文以高中数学中的导数教学为例谈谈在这方面的体会,希望以此为例与大家共同讨论信息技术与数学课程整合的有效性。     

基于多阶导数配合的CT饱和检测

提出了一种利用多阶电流导数来检测电流互感器饱和的新方法.在故障条件下,由饱和引起的电流互感器二次侧电流波形扭曲很容易引发其后接继电保护装置误动作.通过计算二次侧电流的二阶及三阶导数,可以准确地判断出饱和的发生时刻.利用RTDS对此方法进行的仿真试验表明,在各种不同饱和条件下利用此方法均可以准确及时地判断出电流互感器的饱和时刻.