专家问答

1电冰箱输入电流试验的基本方法？ 答：样机在规定的环境温度下以额定电压通电运行，当样机及环境的稳态均建立后，使器具工作1小时或所装定时器的最大整定时间，两者取较短者做为测量周期，测量此段时间内任一5分钟内的电流平均值，取最大值作为器具的电流值。要注意的是，测量时不应包括启动电流，如果第一次电流测量是在启动后的大约1分钟进行，那么就可认为启动电流不包括在内。试验时要在整个测试周期内监测电流值，且电流测量的时间间隔不应超过30s。     

闭环光纤电流互感器误差分析与实验研究

介绍了一种电力输变电网络适用的光纤电流互感器,给出了一种基于DSP+FPGA的数字闭环信号检测方法,分析了互感器光路系统主要误差源及其相应抑制措施。依据电子式电流互感器标准IEC 60044-8,设计了互感器样机的各种准确度实验。实验结果表明:在-40～60℃范围内,样机对直流和交流电流的测量变比误差均小于±0.2%;室温条件下,直流电流测量变比误差小于0.1%,系统相位延迟约129.6′;工频电流15次以内谐波测量准确度优于0.2%,51次以内优于0.5%。研制的光纤电流互感器样机计量精度已经达到实用化要求。     

直流输电用零磁通直流电流互感器的研制

零磁通直流电流互感器被广泛应用于换流站中性线上直流电流的测量。为此,介绍了研制的1台3 000A/1V,50kV零磁通式直流电流互感器样机的工作原理、结构和性能指标。该直流电流互感器采用一对检测铁芯绕组作为一次和二次电流的安匝平衡检测器,由安匝平衡检测器控制的反馈功率放大器输出二次电流与一次电流达到磁势自平衡。设计的安匝不平衡造成误差约0.02%,且该分量对环境温度不敏感。分析认为主要的误差来源是位于控制室的负载电阻和放大电路。直流误差校准试验表明,该样机在额定持续热电流下的各点测量误差均<0.2%,在18kA下测量误差<0.3%。样机在短时电流试验和阶跃电流响应试验中表现出了良好的暂态性能。参考相关标准,样机通过了电磁兼容试验考核。该类型零磁通型直流电流互感器符合高压直流输电系统要求。     

平面电机的海尔贝克型直线电机执行器

平面电机的电磁执行器由4组海尔贝克(Halbach)型永磁同步直线电机构成。介绍平面电机的结构和工作原理,给出执行器样机的结构方案和解耦电磁力方程,推导执行器样机的运动控制方程,并提出执行器的电流控制策略,给出电流控制、静态力测量、开环定位、闭环定位的实验步骤和结果,其中,500 mA电流阶跃响应的调节时间为2.5 ms,稳态误差小于5 mA;海尔贝克型执行器的机电常数实测值为17.4 N/A,为径向阵列型执行器的1.36倍;开环定位的平均误差为50 mm;闭环10 mm阶跃响应的调节时间为350 ms,稳态误差小于20 mm。实验结果表明,海尔贝克型执行器的电磁力模型较准确,电流控制策略可行。     

基于TMR传感器阵列与数值积分的电流测量技术研究

为满足智能电网对先进传感技术和复杂电磁环境下高精度电流测量的需求,提出一种基于TMR传感器阵列和Newton-Cotes数值求积算法的电流测量方法。通过建立复杂干扰磁场环境的仿真模型,验证了不同状况下求积算法的准确性;设计了电流传感器的系统结构和硬件电路;制作了测量装置样机,搭建了实验平台,并进行了性能测试。结果表明,文中提出的方案具有较高的测量精度和抗外磁场干扰能力,在无聚磁环的情况下,0～16 A电流测量范围内最大相对误差分别为直流0.31%和工频交流1.00%,在电流导线位置和传感器姿态发生变化时仍能保持较高精度。     

电流大小对电线电阻测量误差影响的理论分析

通过建立并解热传导方程,就电流大小对电线电阻测量误差的影响,进行了理论分析.为避免电线发热所引起的测量误差,在保证测量灵敏度的前提下,应尽量采用小的电流来测量;若必需用较大电流时,尽量使测量在较短的时间内完成.     

真空断路器开断电流在线测量

为研究高压开关柜中真空断路器的电特性,需要不失真地在线测量其开断电流。文中基于非接触式高压电流测量方法,提出一种采用直线型空心线圈的电子式电流互感器实现对该电流测量。在对其结构和误差特性进行分析的基础上,研制出样机,测试结果表明,该传感单元在水平方向±5 mm的安装误差范围内,测量比差在-1.05%以内;在偏转角度小于±5°的安装误差范围内,测量比差在-1.29%以内。该系统已投入现场实际运行。     

活塞式螺旋绕组磁通压缩发电机的原理实验

为了验证活塞式螺旋绕组磁通压缩发电机(MFCG“)减小电感以放大电流”的工作原理,设计制作了活塞式螺旋绕组MFCG原理样机,并完成了原理实验。借用传统火炮作动力系统,活塞组件采用短路毛刷、锥形电枢等复合结构,600μF电容器组为42μH螺旋绕组提供种子电流,活塞组件以约200m/s的速度完成磁通压缩发电的过程。测量结果显示:在电感逐步减小的2.5ms时间间隔内,回路电流逐步放大。分析了电流波形的三个问题:充电段与发电段的模糊过渡、独特的电流放大波形、发电结束时的噪声问题等。根据测量结果推测了运动电接触的阻值范围。原理实验为进一步MFCG研究提供了重要参考。     

变频调速系统共模电流分析及其检测方法

变频调速系统中的复杂波形共模电流会影响传统电磁互感器的输出精度及线性度,导致测量结果存在较大误差。针对此问题,首先对系统共模电流的形成机理、流通路径与幅频特性进行分析;然后提出一种结构简单、宽测量范围的磁调制电流互感器,对互感器的检测原理进行了详细说明;最后进行了样机设计和试验验证。结果表明,所提出的磁调制互感器能够有效测量不同幅频特征的复杂波形电流信号,满足变频调速系统共模电流的测量要求。     

热稳定试验中的550kV环氧浸渍纸油-SF6套管介质损耗特性

为研究550kV环氧浸渍纸油-SF6套管的介质损耗特性,掌握温度、试验电压等因素对这种套管介质损耗因数的影响规律,利用中国试制的第1支550kV环氧浸渍纸油-SF6套管样机进行了不同温度下的绝缘热稳定试验。试验结果表明:不同温度下样机介质损耗因数随测量时间的增长而减小,且趋于饱和;样机在某一温度达到热稳定状态后,测量电压的大小对介质损耗因数结果影响很小;在测量温度范围内,样机的介质损耗因数随套管温度的升高先减小后增大,与环氧树脂材料介质损耗因数随温度变化的规律相同;样机在常温至运行温度范围内均有良好的介质损耗特性;试制该样机所采用的主绝缘材料性能稳定可靠。     

一种简化的单相Boost PFC变换器的功率因数测量方法

在对单相Boost PFC变换器进行实验研究的基础上,建立了输入电压与电流的等效模型,并基于该模型提出了一种简化的功率因数测量方法。相比于传统的功率因数测量,该方法只需要采样输入电流信号即可实现功率因数测量,不仅测量方便,而且为DSP节省了大量运算时间。最后制作了一台样机,实验结果显示,在全负载范围内,该方法测量结果和功率分析仪的测量结果之间的误差小于3%。因此在单相Boost PFC变换器功率因数测量的场合,可以推广使用该测量方法。     

基于状态观测器的PWM整流器电流环无差拍控制技术

由零阶保持器及计算时间产生的控制延时是数字控制的固有缺点,将会导致系统振荡以至不稳定.传统电流状态观测器由于其本质是开环观测器,预测效果不甚理想.为补偿延时,一种基于新型状态观测器的方法被提出.该方法首先分析了一个开关周期内的电流变化情况,然后通过在一个开关周期的中间时刻采样获得新输出变量来校正观测误差,据此得到观测器从而预测下一开关周期电流值.此方法消除延时影响不仅使系统稳定,且对给定电流输入可取得无差拍响应.1kW的能量回馈型交流电子负载样机被用于验证该方法,样机采用25kHz的开关频率和TMS320F2812 DSP控制芯片,仿真和样机实验都验证了理论分析的正确性.     

LED驱动并联供电系统设计

大功率LED并联工作,有低驱动电压、高可靠性和长寿命的优点,但是要求LED驱动器能输出较大电流.LED驱动器的并联供电迎合了这个需求.文章设计1个LED驱动并联供电系统,首先论证系统整体方案,之后针对各项指标的实现进行理论分析,最后搭建1台LED驱动并联供电系统试验样机.样机由两个LED驱动器并联,每个LED驱动器输出电流可在50～350 mA平滑调节;并联供电时样机输出电流可以在100～700 mA平滑调节,且可在任意负载点平均分配电流.额定运行时样机输入电流谐波总合量8％,交流输入端功率因数0.992,系统效率83％.     

一个微处理器距离继电器的设计和试验

本文介绍一个高压系统用的数字距离继电器的设计和试验结果。介绍了用二个单板机做成的多通道处理机样机。它允许“同时”进行实时过滤电压、电流信号和计算视在阻抗。本文提供的试验结果是用瞬时信号发生器提供试验回路在继电器样机上完成的。继电器在各种故障发生后小于1/60秒时间内就发出跳闸信号     

狭窄空间内矩形导体电流测量装置设计与优化

针对狭窄空间内矩形导体电流测量,提出了一种基于霍尔元件椭圆阵列的电流测量装置,通过理论计算和有限元仿 真分析确定了相对最优的阵列分布,搭建实验平台并通过实验验证了该方法的可行性,以及导体偏心状态下电流测量的有效 性,同时分析了导体偏心状态下的电流测量偏心误差。仿真和实验结果表明,椭圆阵列电流测量装置在行业允许的±1%误 差限内,允许导线 X 轴偏心-4.1～4.1 mm,Y 轴无限制;且与传统电流测量装置相比,重量减轻82.9%,安装占用面积减小 72.4%,对狭窄空间的适用性更强,为新能源产品轻量化、小型化、持续降本提供了技术支持。     

PCB空心线圈电流传感器的暂态特性

在电流测量中,PCB空心线圈具有很好的测量准确度和参数一致性。在模拟积分器中,T形积分器具有很好的低频噪声抑制能力。为此,提出了一种基于PCB空心线圈和T形积分器的电子式电流传感器,建立了该传感器的传递函数模型和短路电流全偏移时的暂态特性模型。重点分析了其对电力系统暂态电流的测量性能,对影响暂态特性的参数进行了数学分析,这为传感器的动态性能优化设计提供了一种分析方法。对传感器样机进行了动模试验,和分流器的输出信号相比,两者波形吻合较好,峰值瞬时误差在±1%左右。该试验结果表明,PCB空心线圈电流传感器具备准确反应电力系统故障电流暂态过程的能力,满足电力系统对电流测量和保护的需求。     

电机试验中轴电压的测量方法

介绍了一种通过设置示波记录仪的时间窗参数测量电机轴电压轴电流的方法,这种方法在规定的时间窗内,能够测量出轴电压轴电流的电压电流波形峰峰值。相比较常见的试验方法,这一方法测得的试验数据更能反映电机实际运行过程中转轴轴电压轴电流对轴承的影响。     

故障电流测量应用的新型光转换器的开发

一种光电流转换器已经开发,它能够测量电流最大至５０ｋＡ的短路电流。该光电流转换器由一个电流测量单元,一个带完整光纤的绝缘体和一个光端口。电流测量单元包括一个带磁铁芯的绕组和一个包含法拉第传感器的螺线管线圈。光端口将光信号转换成电信号。光电流转换器样机已经满足了性能指标要求,并经证明与现场设备具有同等的性能。     

10kV低功率电子式电流互感器LPCT的研究

为了提高电流互感器的可靠性和准确度,从而提高电力系统的安全、稳定和经济运行,笔者详细分析了取样电阻、二次电流精度和干扰电磁场等因素对电子式电流互感器准确度的影响,并提出了相应的改进互感器准确度和电磁兼容措施。在理论分析基础上,研制了一台10 kV低功率电子式电流互感器,并对样机进行了准确度测试。测试结果表明,设计的样机准确度满足IEC 60044-8规定的0.2级测量和5P20保护要求。     

单相Boost有源功率因数校正电路的研究

基于平均电流模式控制技术,设计并制作了一台1 kW单相Boost有源功率因数校正装置。功率因数校正系统设计采用双闭环控制方法,电流内环实现样机输入电流跟踪输入电压按正弦规律变化,电压外环维持输出电压不变。实验结果表明,实验样机可获得高功率因数,电流畸变小,并且样机动态响应速度快、抗干扰能力强。