基于空间电场效应的高电压测量装置的研究

本文在对一种基于空间电场效应的电容分压器的电场进行计算分析的基础上,讨论了这种新型电容分压器的安装位置与高压探头对地分布电容间的关系,椭球形和圆球形高压探头的电场分布情况以及测量不同电压等级时高压探头球体的最小半径等问题,设计了电容分压器的结构及参数。作为该新型电容分压器的一种应用,设计了一套完整的高电压测量装置。试验表明,该装置具有较好的测量精度和响应特性,信号波形的再现能力较为理想,适用于电力系统中高压输电线路等设备的暂态高电压信号的现场试验测量。     

关于高电压测量误差问题的探讨

随替高电压测试技术的发展,我国涌现了一些高压数字式分压器和高压数字式电压表,如何确定其测量准确度和测量误差是一个重要问题。现引用了我国国家标准等有关资料对指针式仪表、数字式仪表以及数字式分压器和高压数字式电压表等的测量误差及准确度等级作了较为详细的分析,并指出了当前国内在高电压稳态测最中的一些可能是模糊的认识。     

工频电压比例标准多盘感应分压器校准线路分析及校准结果不确定度评定

多盘感应分压器是工频电压比例标准装置中应用最广泛的感应分压器,其下级所有标准互感器的不确定度评定都需要考虑多盘感应分压器引入的不确定度分量。对多盘感应分压器的校准线路进行了分析,并对标准不确定度进行了评定,选取了重复性测量、标准器及误差测量装置等3个主要分量作为不确定度来源。最后取包含因子为2,对扩展不确定度和最佳估计值进行了计算。     

高电压比例标准装置技术综述

高电压比例标准装置是检定、校准高电压测量设备的关键装置,代表了高电压比例测量领域的最高测量能力。为此,结合国内外高电压比例标准技术的发展现状,分别介绍了工频高电压串联互感器、高电压双级互感器和有源分压器等工频高电压计量领域的最新研究进展,通过技术对比表明电磁式比例标准装置的最高应用电压已突破1 000 kV,具有高稳定性和高准确度的特有优势,已完全取代了传统电容式比例标准。基于直流比例标准的溯源方法介绍了各国最高计量机构研制的直流分压器,指出电阻分压器仍是直流比例标准装置的首选,其结构形式取决于所适应的溯源方法。接着介绍了弱阻尼分压器、电容分压器等冲击电压比例标准装置,分析表明冲击电压的测量已从主标准装置的研究逐渐转变为低压侧高准确度冲击信号测量方面的研究,抗干扰、低不确定度是主要挑战。最后对上述比例标准关键技术内容进行了分析,并对高电压比例标准技术研究未来的方向和趋势进行了讨论。     

交流电阻及其时间常数的准平衡式电桥精密测量技术

研究了一种基于准平衡式电桥的交流电阻及其时间常数精密测量方法。电桥以双级感应分压器为比例参考标准,利用电子线路将电桥不平衡差值电压转移至变压器绕组,自动实现电桥准平衡状态,消除了感应分压器比例绕组内负载的影响。将数字同步采样测量方法应用于阻抗测量,实现了交流小电压复数比的准确测量。采用电子式引线电压补偿技术和开尔文网络消除了小电阻测量时串联导线的影响。研制的交流电阻及其时间常数测量装置可测量1~10 000Ω范围内交流电阻,测量频率为1 k Hz时实验结果表明,测量装置具有较高的准确度和稳定性。     

高压直流分压器内部故障对电压测量的影响

高压直流分压器是换流站的主设备之一,其准确测量是确保高压直流输电系统正常运行的关键因素。介绍了高压直流分压器内部结构和电压测量原理,通过仿真分析几种常见的内部故障对分压器测量输出值的影响,提出了相应的预控措施。     

一种新型交直流两用高电压测量装置

在分析和总结现有交直流高压测量装置的现状和不足的基础上，提出了一种新型交直流两高压测量装置，分压器由一体化阻容并联件组成。体积小，重量轻，特别适合现场使用；交直流误差校正试验的最大误差仅为０．５３％，满足电压测量标准。尤其在直流测量时，可以将测量电流降低到小于０．１ｍＡ左右，为修改标准提供了依据。     

电阻型分压器高压测试精度改进研究

采用电阻型分压器作为电压转换装置测量含静态过程以及动态阶跃过程的高压时,信号的高测量精度是高压测试的重要指标,而分压器高压臂电阻是影响测量精度的关键因素之一。提出使用低额定功率的电阻构成分压器装置以提高电压测试精度,并仿真了分析不同散热方式、不同绝缘介质条件下高压臂电阻温度变化情况,根据仿真结果提出通过主动冷却的方式降低电阻的初始温度,从而解决选择低功率电阻时的高温问题。实验结果表明,使用解决了高温问题的低功率电阻构成分压器可有效提高电压测量精度。     

英国国家物理试验室对电压互感器的校验

一、慨述电压互感器(P.T)的校验是以高压分压器的比率在低压下标定为基础的。在低压下可直接实现精确的比率标准,然后利用分压器作为电压互感器高压校验时的比率标准。分压器由额定电压为150千伏的高压压缩气体电容器和250伏的低压云母电容器构成。在180伏50周的桥路中,用精确的八个十进盘的感应分压器来标定。对感应分压器可以非常精确的校验。在英国国家物理试验室,要求精度为十万分之一,感应分压器的比率误差和相角误差忽略不计。     

GIS外壳感应电压的现场测量

ＧＩＳ中断路器和隔离开关在操作过程中，外壳感应电压是人们关注的问题，该电压的频率和幅值是随机的暂态过程，现场测量有其特点。现讨论了测量用的分压器，接线方式及对示波器的要求，介绍了调试测量的实例。     

基于FPGA控制的多电平电压质量调节装置研究

研究了基于4 H桥级联9电平结构的电压质量调节装置,采用现场可编程门阵列和数字信号处理控制,针对电力系统中出现的各种电压质量问题,提供了综合的解决方案。该方案能够对电力系统中发生的电压暂升、电压暂降、电压谐波、电压波动等问题进行复合补偿,从而保证系统的电压质量。最后设计研制了0.1 MVA/400 V低压样机,对于各种电压质量问题进行试验,并对数据结果进行分析,结果表明本装置可以有效补偿各种电压质量问题。     

数字电压调节器三相电压数字测量方法的研究

在无刷交流发电机和交流变速恒频电源系统的数字电压调节器中 ,需要利用AD转换器采样到的三相电压瞬时值 ,并通过一定的测量算法由瞬时采样值来确定发电机的输出电压值 ,再依据此电压值对励磁电流进行相应控制。因此 ,数字测量算法是数字电压调节器的一个关键所在。文中讨论了三种三相电压的数字测量算法 ,对比了三相电压中谐波造成的影响 ;分析了三种测量方法的时间常数。由于半周期积分法具有受谐波影响较小 ,三相对称时 ,测量时间常数也较小 ,另外 ,该算法可以方便地实现对最高相电压的限制 ,故数字电压调节器中采用了半周期积分法。实验说明 ,采用半周期积分法的数字电压调节器可以满足飞机电源系统的要求     

基于串补电压最小的双电源配电环网潮流优化控制方法

针对双电源配电环网两端出力不均问题,初步提出采用统一潮流控制器进行出力调节的方法。分析了双电源配电环网潮流控制规律,推导出以负荷节点电压偏移以及合环馈线功率输出极限为约束条件、串联补偿电压最小为目标的潮流优化控制策略。仿真结果表明,在满足约束条件的前提下,采用该策略能够在一定程度上按预期目标均衡两侧有功出力。     

基于无功源控制空间聚类分析的无功电压分区

首先分析了现有电气距离定义在无功电压控制分区研究中的不足,通过考虑PV节点准稳态物理响应的灵敏度计算,构造了无功源控制空间。在这个空间中,待分区节点坐标的每一维表示了相应无功源节点对它的控制能力,从而将原有的电网分区问题转换为数学上的高维空间聚类问题。在此基础上,提出了新的电气距离定义,利用凝聚的层次聚类算法,对无功电压控制的分区问题进行研究,分别针对IEEE 39节点试验系统和实际电力系统数据进行了分析计算。该算法已经在江苏省调度中心的二级电压控制系统中得到了实际应用。     

高压风机的变频控制

针对目前矿井通风系统中风机控制存在的不足,本文提出了基于单元串联多电平技术的高压风机变频调速技术。利用多单元级联技术,可以采用低压的功率器件组成功率单元,输出级联后组成高压系统,从而控制风机的变频运行,实现调速和节能的目的。文中详细介绍了系统的组成结构及功能。     

基于DSP 的电压闪变仪的开发

电压闪变是反映电能质量状况的重要指标,由于电压闪变的测量比较复杂,国际电工委员会(IEC)专门提供了测量模型。论文对IEC的闪变测量模型进行分析,提出了数字化测量电压闪变的方法。通过采用TI公司的TMS320系列DSP芯片和多通道数据转换器,设计出可同时测量8路电压信号的电压闪变测量仪。它充分利用DSP芯片运算速度快和专用指令的优点来计算电压闪变值。最后通过仿真和实际测量,证明数字化测量电压闪变是完全可行的。     

电压源换相高压直流输电对改善风电场电压稳定性的作用

并网风电场无功功率的波动会引起系统电压波动。在风电场混合并网系统中,通过电压源换相高压直流输电可以控制系统中的无功功率、抑制并网公共点的电压波动。文章研究了换流站无功功率控制器和定电压控制器对改善并网风电场电压稳定性的作用。基于电磁暂态软件PSCAD/EMTDC建立了并网风电场模型、电压源换相高压直流输电模型及其控制系统模型。仿真结果验证了上述控制器的正确性和可行性,表明采用定电压控制器的并网系统能更好地抑制电压波动,采用无功功率控制器的并网系统具有更好的风电场并网性能。     

瞻榆风电集中接网静态电压稳定等值研究

瞻榆风电集中接网工程属于典型风电汇集送出系统。随着风电装机容量增加及送出功率增大,瞻榆汇集送出系统是否存在静态电压稳定破坏风险,是确定安全运行边界的重要约束条件。针对典型风电汇集送出系统,开展了静态电压稳定问题等值研究,评估了影响静态电压稳定极限点传输功率的关键因素,通过建立等值系统研究了瞻榆风电汇集送出系统的静态电压稳定问题,研究结果为确定实际运行安全边界提供了技术依据。     

基于TOPSwitch-JX的宽输入范围精密仪表电源设计

为提高仪表电源的性能,保证仪表正常、稳定地工作,设计了一种宽输入电压范围的精密仪表电源。本系统以新型电源转换芯片TOPSwitch-JX为核心,设计反激式电路结构,并采用钳位式的RCD缓冲电路吸收剩磁能量,减小输出纹波和噪声,以提高电源转换效率。同时,设计了5绕组式的高频变压器,实现了3路电压隔离输出。实验结果表明,该电源具有工作稳定、输出纹波小、输入电压范围宽的优点,适合于作为精密仪表电源,可以广泛地推广和应用。     

接入新能源孤岛系统的双极柔性直流系统盈余功率耗散策略

大容量新能源电能采用孤岛方式通过双极柔性直流系统送出具有广阔的应用前景。文中对存在的非故障极过负荷和直流过电压情况下的功率盈余特性进行了分析,提出了分组交流耗能电阻方案,分别设计了送端换流器故障和直流过压下的功率盈余控制策略,通过分组交流耗能电阻的精确投切避免功率盈余引起双极柔性直流系统停运。通过四端柔性直流电网实时数字仿真器(RTDS)和EMTDC仿真系统,对提出的2种功率盈余控制策略进行验证。仿真结果表明,所提策略能够实现功率盈余工况下的故障穿越,避免故障范围扩大。