基于行波法的GIS局部放电特高频检测标定系统研究

特高频(ultra-high frequency,UHF)检测因其可有效避免现场噪声干扰,在气体绝缘全封闭组合电器(gas insulated substation,GIS)中具有广泛应用,但工程上尚未明确针对不同频带特高频信号检测装置的标定方法。文中设计了一种GIS局部放电标定平台,由局部放电模拟脉冲信号源、同轴阻抗过渡段、同轴信号标定段、同轴阻抗匹配段、高速示波器和特高频传感器组成。其中,3通道局部放电模拟脉冲信号源,可分别输出上升沿240 ps、460 ps、1 ns的脉冲信号波形,用于模拟尖刺、悬浮微粒、绝缘子内部气泡等不同缺陷类型所产生的不同频带的特高频信号;同轴阻抗过渡段可用于连接SMA接口与550 kV真型GIS,大幅降低信号失真度,对特高频信号的传输性能远优于普通锥形过渡段;最终完成系统测试,验证该系统可用于特高频传感器标定。     

双向工频通信信号的影响因素分析

双向工频通信技术(TWACS)是一种基于电力系统配电网的新型数字通信技术。本文根据双向工频通信的基本原理,建立了双向工频通信信号产生和在配电网中传输的仿真模型,提出了影响双向工频通信信号大小的诸多因素,并进行了理论分析和仿真实验。结果表明,调制阻抗对TWACS调制信号影响最大,配电变压器型号影响TWACS信号的传输效果,负荷和无功补偿容量对TWACS信号的幅值和波形也有较大影响。     

振荡型有界波模拟器特性阻抗的计算及其影响因素研究

为了研究VFTO对GIS二次设备的影响,需要通过振荡型有界波模拟器对VFTO辐射场进行模拟。模拟器是典型的平板传输线结构,必须保证波的传播路径中特性阻抗连续才能防止发生波的折反射现象,为此需要确定特性阻抗的大小,文中将通过反射系数法对其进行计算。采用CST软件建立振荡型有界波模拟器的模型,在其首端施加上升沿极陡的阶跃信号,对工作空间中心点处的电场波形进行记录,得到入射波与反射波的幅度,根据反射系数与特性阻抗之间的关系可以对特性阻抗的数值进行计算。利用这一方法,分析过渡段长度和电磁场形成装置首末端尺寸对特性阻抗的影响。结果表明,通过反射系数法对特性阻抗进行计算准确度较高并且应用方便,过渡段长度和首末端尺寸均能够对特性阻抗造成影响,过渡段越长,首末端尺寸越小,波的传播路径中阻抗的一致性越好。     

弱电网下双向并网变流器虚拟正阻尼重塑控制

针对弱电网下恒功率控制模式中双向并网变流器系统稳定性会因功率传输方向的不同而产生差异进而引发系统振荡甚至失稳的问题，提出了一种虚拟正阻尼重塑控制策略，将负阻抗重塑为正阻抗，增强系统阻尼进而提升稳定性。首先，详细地建立了双向并网变流器交流侧端口阻抗在d-q坐标系下的小信号模型，分析了不同功率方向下阻抗特性的差异。其次，结合系统最小环路比表达式和电网等值阻抗表达式，基于奈奎斯特稳定判据，分析了电网等值阻抗大小和功率传输方向两个因素对系统稳定性的影响。然后，分析了弱电网下双向逆变器虚拟正阻尼重塑控制策略，并对其进行建模与分析。结果表明：虚拟正阻尼重塑控制可以实现将负阻抗重塑为正阻抗，并增强系统阻尼。并且，即使在电网等值阻抗较大的弱电网下，系统也能保持较好的双向功率稳定性。最后，基于MATLAB/Simulink和小功率实验平台验证所提策略的有效性。     

波控CO2短路过渡焊逆变电源电弧系统仿真

针对CO2气体保护焊短路过渡过程具有非线性和强时变性等特点,采用MATLAB仿真软件对逆变电源-电弧系统进行了仿真。仿真研究中,在波形控制的基础上,采用了恒流控制。对电流反馈信号和电压反馈信号分别进行了模拟仿真,利用逆变电源中的PWM控制方式来改变占空比的大小,从而改变电源的输出。给出了CO2焊短路过渡过程中电压和电流的动态波形。通过仿真可看出,波形中存在着逆变谐波的影响。仿真波形与实测波形基本一致,该结果为以后深入研究谐波以及随机干扰对电源控制过程的影响奠定了基础。     

开关频率抖动技术中调制波优化选取的理论分析

本文采用解析式的方法描述开关频率抖动的过程，对三种常用的正弦波、三角波及指数波在调制正弦载波信号时产生的频谱结构进行详细的计算和分析，得出采用三角波调制可以产生最优的频谱峰值幅度衰减。总结产生不同频谱结构的现象和原因，以此预测任意周期性调制波形对PWM载波调制后的频谱结构，有助于在应用开关频率抖动法降低变换器电磁干扰时调制波形的优化选取。     

标准脉冲发生器的理论、应用和发展状况

标准脉冲发生器就是一个传输标准。也就是将一个脉冲形状、幅度与源阻抗都已知的脉冲发生器，用于评价波形测量系统的被测性能。本文讨论的内容包括：（1）原理；（2）应用方法；（3）评价目前正在发展的标准脉冲发生器的发展情况。     

磁耦合谐振式无线能量传输的阻抗匹配特性

针对无线电能传输过程中传输效率随匹配阻抗大小变化的特点,提出两种阻抗匹配的方法:一种是基于步进电动机通过检测网络反馈信号,控制网络通过GA神经网络算法控制步进电动机,改变电容实现阻抗匹配;另一种是基于直直变换器中Cuk电路的占空比大小来匹配阻抗的方法.在负载和线圈之间嵌入单相桥式整流电路和Cuk升降压变压器实现匹配.根据最大传输功率理论,定量分析了改变电路的阻抗值大小,使系统的传输功率及效率最大.在MATLAB/Simulink平台验证了两种阻抗匹配设计方案的有效性.结果 表明,利用基于步进电动机和Cuk电路的阻抗匹配方法可以实现最佳阻抗值匹配,使无线电能传输效率最大化.     

一种用于超声检漏探头激励的任意波形发生器

超声检漏作为一种新型检漏方法,越来越多地应用于工业现场.为满足超声检漏中超声探头激励的需要,介绍了一种任意波形发生器的设计,利用直接数字式频率合成(DDS)技术,以FPGA作为主要器件,并辅以必要的放大、滤波电路,实现任意波形的产生.通过串行接口,用单片机来设定频率和幅度的大小以及波形的选择;FPGA用来改变DDS频率控制字,并由FPGA来实现波形表生成和频率控制;将FPGA产生的波形数据送入到AD7524进行D/A转换,通过低通滤波器和集电极开路电路来提高输出波形质量并增强其带负载能力.最后给出了本设计产生的正弦信号与函数发生器产生的正弦信号的频谱分析比较.     

多次取样效应

本文提出了取样技术中一种新概念“多次取样效应”,并以开环取样系统过渡过程为基础,分析线性系统的多次取样效应,推导出多次取样过渡过程的一般公式。该公式表达了多次取样为常3取样的一般形式·即常态取样是多次取样当n=1时的特殊情形。文中利用公式计算了n=1、2、态、n时的过渡过程。同时讨论了阶梯函数波形的演化情况。文中还例举了取样显示中所发现的多次取样的实例。讨论了产生多次取样效应的几种可能性。文章最后给出了实验中的波形照片。     

视频平衡传输收发器的研制

随着综合布线系统的广泛应用,人们需要用PDS(PremisesDisribution System)中的双绞线来传输视频图象信号和音频信号等不平衡信号。本文中介绍的视频信号平衡发送器就是把视频设备输出的阻抗为75Ω、幅度V_(p-p)为1V的复合视频信号,转换为输出阻抗为100Ω(UTP)的对地平衡信号,通过双绞线传输平衡信号,在接收端再把平衡信号转换成标准的复合电视信号输出,完成信号传输。该电路已在监控工程应用,获得满意的效果。     

ZKH—2A成套保护向量调整与特殊故障处理

ZKH-2A是电气化铁路接触网馈线的主保护,它包括电流速断、阻抗一段、阻抗二段、一次重合闸、控制回路和故障探测装置的起动回路。电流元件可消除距离保护的死区。一、二段阻抗元件具有四边形特性的方向阻抗元件,它们的线路阻抗和负荷阻抗是分别整定的,具有保护距离长,灵敏度高。躲开重负荷的能力强,躲过渡电阻能力强的特点,它的四边形在第一象限因而不需装断线闭锁元件。重合闸元件使保护装置实现自动重合,并对阻抗二段发出后加速信号,当重合于永久故障或手动合闸于故障线路时,使二段元件加速动作。各保护元件动作的同时也起动     

基于霍尔位置信号的无刷直流电机电磁转矩观测

针对无刷直流电机,在分析反电动势波形函数与霍尔位置信号关系的基础上,提出了一种新颖的电磁转矩观测方法,解决了无连续转子位置信息条件下转矩大小及符号的正负观测问题。与传统方法相比,本文所提方法只需离散的霍尔位置信号,无需连续的转子位置信息及反电动势波形。实验表明,在电机稳态运行、正/反转切换的过渡过程中,该方法都能够有效地计算出转矩的大小与符号的正负,可用于无刷直流电机的直接转矩控制。     

高压纳秒脉冲电阻分压器的结构

设计了一种用于测量脉冲高电压的电阻分压器。通过FEKO电磁仿真计算软件计算输出端的电压波形，分析其特性。对典型结构模型的仿真分析表明，分压器两端采用过渡结构，可以减小由于阻抗失配引起的反射，明显改善输出端波形。对直线型、凸型或凹型过渡的对比分析表明，直线型过渡具有优势。实验测试表明，该分压器性能优越，满足高压纳秒双指数脉冲的测量要求，试验波形光滑，未见明显反射。     

低压电力线多载波FSK信号发送电路的实现

文章针对低压电力线线路的恶劣信道条件,在传统的2FSK调制方式基础上提出多载波FSK的通信系统方案。该方案结合了分集接收技术,以达到有效改善传输可靠性的目的。本设计利用Matlab仿真出多载波FSK的发送波形,并在dsPIC芯片平台上搭建了信号发送电路,该电路采用数字方式产生多载波FSK信号波形,与传统的模拟方式采用振荡器产生信号的方法不同。经过对比,产生的发送信号波形与仿真结果一致,能够满足设计要求。     

基于电场耦合式电能传输系统的电能与信号回路分离式并行传输技术

在电能与信号并行传输过程中,为了降低电能传输与信号传输间的相互串扰及信号通道的复杂度,提出一种基于电场耦合式电能传输系统(ECPT)的电能与信号回路分离式并行传输方法,并给出系统的拓扑;基于交流阻抗法建立所述系统的数学模型,并给出电能传输增益、信号传输衰减以及电能串扰的数学表达式,在此基础上给出系统参数设计方法。该方法通过建立相对独立的电能与信号传输回路并依靠其自身阻抗特性,在不改变电能传输能力的前提下可减小电能传输对信号传输的串扰,并降低电路复杂度。通过仿真和实验验证了该方法的有效性,搭建的系统实验装置可实现在1.2~115.2 kbit/s范围内的电能与信号并行传输。     

基于波形合成的低频发射机的设计与实现

在瞬变电磁法中,发射信号通过感性负载后信号会产生畸变,为了减小这种畸变效应,需要产生灵活可控的发射信号。本文提出了基于波形合成的低频发射机的思路,采用DDS技术和控制器控制技术结合的设计方案,研制的装置经测试可以输出三种类型的波形,且频率、幅度灵活可控,误差在3%以内。该方案为后期任意波形的灵活可调奠定了基础,动态模拟了目标信息,具有较强的实用价值。     

交叉互联电缆对故障工频电流的影响研究

探讨了交叉互联方式下不同电缆段故障电缆末端接地方式对工频故障电流方向的影响,利用ATP仿真建模,研究了三芯电缆在不同交叉互联段时故障电流方向和大小,并将ATP仿真数据进行归纳得出了直接接地和经过渡阻抗接地时电缆的故障电流方向和大小判定规律。利用此类故障规律,可实现不同种类的电缆段的故障监测,从而合理配置电缆段故障监测装置,实现电缆关键部位的故障精确定位,减少不必要的因电缆故障造成的停电时间。     

VSC-HVDC系统输电线路参数对传输功率的影响分析

建立柔性直流输电系统(VSC-HVDC)的直流网络等效电路。逆变站采用定有功功率控制,整流站采用定直流电压控制,来保持系统有功功率的平衡。同时由于逆变站采用定有功功率控制,系统将会出现恒功率特性从而影响系统的稳定性和传输功率大小。研究将逆变站等效为一个小信号阻抗模型,通过劳斯稳态判据来判定系统的稳定性,然后分析阻抗模型中的系统直流输电线路参数对系统传输容量的影响。最后,利用PSCAD/EMTDC软件进行仿真验证,通过分析得出在构建直流输电系统时,直流输电线路的电阻、电感、电容与系统的传输容量大小关系。     

故障行波全波形时–频特性分析

基于行波信号的故障检测以故障行波的产生、传输特性和折、反射机理为基础。故障行波是一个宽频带阶跃信号,兼具时域和频域的波形特性。融合故障行波时–频域波形,该文提出基于全波形信息的故障行波表现形式,全面刻画行波的传播过程;深度挖掘故障行波全波形与网络拓扑结构、故障点位置和故障点参数的关联,分析折射和反射过程、传输函数和故障点参数对行波全波形传播造成的影响,对区内各点故障和区内、外故障,行波全波形的相似性和差异性进行了定性分析;运用时–频域波形相关系数实现行波全波形的有效辨识,通过大量PSCAD/EMTDC仿真,总结区内不同故障点,区内、外故障以及不同故障点参数,行波全波形相关系数的变化规律,为基于行波信息的故障检测技术搭建了坚实的理论基础。