500 kV变电站保护小室设置及其抗干扰措施

介绍了变电站就地保护小室的几种设置方式,并对设置方式进行了经济比较,同时也介绍了各种保护小室建筑形式下的电磁屏蔽效能。最后探讨了保护监控设备在电磁场中的抗干扰措施。对今后变电站保护小室的设计具有指导意义。     

500kV变电站保护小室设置及其抗干扰措施

介绍了变电站就地保护小室的几种设置方式，并对设置方式进行了经济比较，同时也介绍了各种保护小室建筑形式下的电磁屏蔽效能，最后探讨了保护监控设备在电磁场中的抗干扰措施。对今后变电站保护小室的设计具有指导意义。     

保护小室简化设计研究及应用

为简化结构复杂、造价昂贵的变电站保护小室的屏蔽结构,方便保护小室的设计和施工,在分析变电站的空间暂态电磁骚扰源特性和强度的基础上,认为这些电磁暂态骚扰属于近场骚扰范畴.通过对二次设备自身尺寸与近场骚扰波长的比较,分析了二次设备对近场的耦合效率并通过更强的暂态场抗扰度试验验证,得出了二次设备对近场骚扰的耦合效率很低,不致影响设备正常运行,以及保护小室不应以屏蔽空间暂态场骚扰为主要设计目标的结论.由此给出屏蔽要求按照20dB(低频)、30dB(中频)、40dB(高频)的保护小室设计要求,简化了保护小室的结构,节约工程投资.运行经验表明,简化的保护小室可以满足变电站电磁环境下二次设备安全运行的需要.     

500kV变电所保护小室设计及抗干扰措施

随着计算机软硬件技术、网络技术，通信技术的发展，计算机监控系统在500kV变电所中已广泛应用。在一些工程中，为减少控制电缆，缩减主建筑占地面积，二次设备采用了放至配电装置区的方式。由于弱电设备多，环境电压等级高，电磁干扰强，使许多人对这种方式的安全可靠性提出了疑问。本文着重从干扰源、抗干扰措施及保护小室的设计角度作了分析，对保护小室下放模式的安全可靠性作出肯定，并对小室屏蔽设计提出了一些看法。     

EMP磁场传感器的理论与实验研究

提出了采用微分环与自积分环两种传感器的磁场测量方案，对传感器设计参数的选择进行了理论分析，并在ＴＥＭ小室中对这两种传感器的动态响应特性进行了实验研究。     

在GTEM小室中测试UHF RFID系统读写距离

提出了使用GTEM小室进行UHF RFID系统读写距离的测试方法。分析了UHF RFID系统通信的受限因素是前向链路,从而根据前向链路信号的衰减推导了使用GTEM小室进行UHF RFID系统读写距离测量的公式及方法。在验证实验中分别在GTEM小室和电波暗室中测量了读写距离,并和真实的UHF RFID系统读写距离进行比较,实验结果表明提出的GTEM小室测试方法测量结果优于电波暗室中的测量结果,从而验证了公式及方法的可靠性,说明GTEM小室适合于进行UHF RFID系统的读写距离测试。     

提高GTEM小室测量EMI噪声精度的研究

针对吉赫兹横电磁波(gigahertz transverse electromagnetic,GTEM)小室用于辐射电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)测量精度不高的问题,提出一种GTEM小室测量EMI噪声的的校准方法,采用多项式模型提取辐射噪声,利用方差对该模型的计算误差进行补偿,并基于高阶矩分析校准后的GTEM小室和3 m电波暗室测量辐射电场值分布的相似性。实验结果表明,采用该文所提方法可显著提高GTEM小室的测量精度,验证了方法的有效性。     

变电站保护小室在不同屏蔽方案下的电位分布研究

数字化变电站安放二次设备的保护小室直接放在距离一次设备很近的地方,一次设备的电压等级很高,可能会影响小室内二次设备的正常运行。笔者从研究不同屏蔽方案下保护小室内部电位分布情况入手,采用有限元法建立模型,分析了输电线位置变化、小室外覆盖金属网网格尺寸变化、构成金属网的金属丝粗细变化以及构成保护小室绝缘材料变化对小室内部电位分布的影响。结果表明:在近距离范围内,输电线距离小室的水平距离越远,小室内部电位越高;金属网网格尺寸越小、网丝截面积越大、构成小室的绝缘材料相对介电常数越大,小室内部电位越低。所得结论为工程施工提供一定的理论依据。     

镜面单锥TEM小室电磁场标准装置

为满足目前瞬态电磁场传感器的校准问题,研制了镜面单锥横电磁波小室(TEM)电磁场标准装置,用于数k Hz到数GHz带宽以下的电磁场传感器校准。基于无线长双锥天线,对镜面单锥结构进行了理论分析及数值仿真分析,证明了其应用的可行性;并进行了工程机械设计并加工制作。最终测试结果表明,镜面单位TEM小室机械结构良好,馈电点电压反射系数小于6%,对应驻波系数(VSWR)1.11,单锥TEM小室内场接收波形与源监测波形具有较高一致性,单次测量结果的偏差最大不超过5%,满足应用需求。     

GIS局部放电特高频传感器有效高度的比对测试

为提高气体绝缘金属封闭式开关设备(GIS)局部放电特高频(UHF)检测技术现场应用的有效性,有必要对UHF传感器耦合性能进行校核。为此,建立了基于吉赫兹横电磁波(GTEM)小室的UHF传感器有效高度测试平台,采用0.3~1.5 GHz频段内的平均有效高度和该频段内有效高度大于等于2 mm的百分比表征UHF传感器的耦合性能。基于GTEM750小室,采用时域脉冲和扫频参考法对UHF传感器的有效高度进行了比对测试,并与GTEM1500小室的测试结果进行了比较;基于GTEM750小室的时域脉冲参考法,讨论了UHF传感器类型、工装、安装角度对有效高度测试结果的影响。研究结果表明,不同方法和平台对UHF传感器在0.3~1.5 GHz频段内的平均有效高度测试结果的偏差在±1 mm以内;UHF传感器类型、工装、安装角度对有效高度有显著的影响。     

单层金属板屏蔽小室电磁屏蔽效能的有限元法计算

微电子设备的电磁干扰防护普遍采用屏蔽技术，针对屏蔽工程施工和屏蔽材料的选择，文章提出了利用有限元法，计算单层金属板屏蔽小室的电磁屏蔽效能，并对以铝、铜、铁为屏蔽材料的金属板，屏蔽小室100MHz以下频率电磁屏蔽效能进行了数值计算。结果表明金属板屏蔽小室电磁屏蔽效能主要决定于屏蔽材料的电导率，电导率越高，电磁屏蔽效能越高，薄金属板的屏蔽效能很高。     

浙江省500 kV富阳变电站计算机监控系统

1 工程概况 　　隶属浙江省电力公司的富阳变电站计算机监控系统目前已投运一、二、三期工程.工程包括2台主变、3个500 kV完整串、12回220 kV出线等,合计51个电气单元间隔设备,分布于51号继电器小室和220 kV继电器小室及主控楼.远景设计将增加1台主变、2个500 kV完整串、4回220 kV出线,并新增52号继电器小室.监控系统间隔层设备按现有规模配置,站控层设备、通信主控单元等已按远景规模容量要求配置. 　　……     

开窗对金属板屏蔽小室稳态屏蔽效能影响的对比测试

通过对同一金属板屏蔽小室的三个不同门窗屏蔽效能的测试,得到了三个不同门窗的屏蔽小室在0．03kHz～10kHz和10kHz～1000kHz频带内的稳态屏蔽效能,结果表明虽然开窗后全钢板屏蔽小室的屏蔽效能会在局部区段有所下降,但带金属丝网玻璃窗的金属板屏蔽室也具有较高的屏蔽效能。     

一种盘式罗可夫斯基线圈标定装置

为获得精确的罗可夫斯基线圈的响应时间和灵敏度,研制了标定罗可夫斯基线圈的盘式TEM小室。在给出了该标定装置的设计方法后利用Pspice软件和方波脉冲发生器对装置进行了模拟分析和实验验证。结果表明该标定装置对快前沿(<2 ns)的方波脉冲不产生畸变,可标定直径1~50 cm的罗氏线圈。     

EMP模拟器用GTEM小室接头的优化设计

为了提高GTEM传输室的耐高压能力,并保证良好的传输特性,对其馈电接头进行了优化设计。采用三维时域有限差分法(FDTD)建模分析,计算并讨论了一种常规小室接头的场分布和击穿电压;加聚四氟乙烯绝缘护套以提高耐压;用电磁场计算软件HFSS扫频计算此接头的驻波比特性并对斧形块和电缆连接器的结构尺寸进行了参数优化。计算分析表明接头圆形同轴段的最大场强为方形同轴段的3倍以上;瞬态脉冲输入时,加聚四氟乙烯绝缘护套后能承受的最大场强可提高到54kV/mm;接头的驻波比<1.3。测试表明,在30MHz到2.4GHz之间,GTEM小室驻波比都<1.6,模拟器产生的脉冲波形良好,50kV高压下未击穿,接头满足工程应用要求。     

喷流床煤气化炉的建模

采用小室建模法建立了喷流床(Texaco)煤气化炉的稳态数学模型,即在化学反应的动力学特性以及物质的质量平衡、能量平衡的基础上对每个小室进行建模.模型考虑了气固流动过程及包括催化水煤气反应、煤焦与O2、CO2、H2、H2O等化学反应过程.该模型仿真结果与多个煤种的气化试验数据相吻合.     

变电站二次设备的布置方式及设计优化

提出了一套变电站二次设备分散布置到高压开关场内的设计优化方案，以弥补现行工程设计及实施中存在的不足，除了考虑保护小室的屏蔽效能外，还应尽量缩短电缆长度，按保护控制对象分块组屏可减少屏数，屏间电缆接线；采用分布式母线保护，避免保护屏间接线出保护小；将高频保护的通道设备配置在保护小室内；可以缩短高频通信电缆；旁路保护按保护小室配置；通道切换接线可不出保护小室；将直流电源设备配置在保护小室内，取消接入直流电源的长电缆。分散布置采用上述措施后，不仅可进一步减少控制电缆及相关投资，而且能更有效地缓解电磁强干扰对保护和控制设备和损坏，以及防止不正确动作行为的发生。     

横电磁波小室校准系统产生标准电场的不确定度评定

电场传感器需要通过校准才能应用于电场测量,校准系统的不确定度反映了传感器校准结果的可信赖程度,所以需要评定校准系统的不确定度。横电磁波(TEM)小室具有成本低、内部电场均匀性好、幅值较高等优点,适用于产生标准电场,进行电场传感器的校准工作。针对光电集成电场传感器的校准需求,建立了一套TEM小室电场传感器校准系统,分析了该系统产生标准电场的各项影响因素包括场均匀系数、TEM小室特征阻抗实部、半空间距离和净输入功率,计算了这些影响因素的标准不确定度。通过不确定度合成,得出TEM小室校准系统在≥95.45%的置信概率下,产生标准电场的扩展不确定度为5.9%,满足校准电场传感器的需求。     

输电导线的覆冰模拟系统

为了更好地开展输电导线覆冰及防冰研究工作,需研制输电导线覆冰模拟系统,故在分析了输电导线常见雨淞覆冰气候条件基础上优化设计了导线成冰小室、喷水装置及导线旋转系统等。利用Fluent流体仿真软件分析成冰小室中气流分布的情况表明,该成冰小室内部气流分布基本均匀,可有效模拟导线覆冰过程中周围气流场分布。实测成冰小室内部风速与仿真结果相符且喷水装置产生的水滴直径达到了自然界中毛毛雨的雨滴直径。对钢芯铝绞线覆冰实验显示,导线表面短时内即可形成均匀致密的雨淞层,说明该覆冰模拟系统可以有效模拟自然界中导线表面雨淞覆冰的形成过程。     

开关柜内部局部放电检测用PCB偶极子天线的设计

开关柜内部空间有限、结构复杂,不便于局部放电超高频传感器的装设。文中基于PCB技术设计了一种适用于开关柜内部局部放电信号检测的超高频天线,在仿真分析的基础上对其结构参数进行了优化。利用矢量网络分析仪测试天线的端口特性,验证了天线的回波损耗和电压驻波比等参数。基于GTEM小室提供标准场,在不同工作频率下对天线系数进行了标定。采用针—板放电模型作为局部放电源,基于脉冲电流法测量放电量,对所设计的UHF天线进行了局部放电测试实验,实验结果表明该天线在工作频带内损耗低、方向性好,时域分辨率强,检测局部放电超高频信号的效果良好。