500kV同杆线路强耦合破坏性分析及改进方案

全线同杆双回线一侧并联电抗器运行方式在超高压线路中颇为常见。并联电抗器吸收电网容性无功的同时,也有可能与线路的感应电容配合形成谐振,在未并联电抗器线路带电运行,带有并联电抗器线路停运检修的状态下,线路相间耦合电容作用使得停运线路产生感应电压,此时如果线路高抗和线路参数匹配,符合谐振条件,那么就会在停运线路上产生很高的谐振过电压损坏电力设备。本文通过对初步感应电压电流、工频谐振以及潜供电流恢复电压的计算分析同杆双回线路强耦合所产生的高压极其破坏性,旨在避免500kV同杆双回高压线路强耦合谐振导致的事故发生。     

大功率谐振式无线电能传输线圈仿真优化研究

为优化大功率谐振式无线电能传输(wireless power transmission,WPT)系统线圈设计,提高系统传输效率,分析了电流源供能的两线圈串串拓扑结构的等效电路模型,提出了优化平面圆形线圈的4个方面,即更多的线圈匝数、更大的线圈半径、更近的传输距离以及合适的负载大小,并利用COMSOL软件进行仿真验证;利用COMSOL软件还获得了收发线圈在谐振时各自的磁场分布图,从而能够全面、直观地优化谐振式WPT系统线圈设计,实现大功率谐振式WPT系统的高效率传输。结果表明:通过增加线圈匝数、增大线圈平均半径、减小传输距离、选择合适负载对线圈进行优化,并且考虑将平面圆形线圈内外径之差尽可能减小,能够提升谐振式WPT系统的传输效率。     

110kV输电线路加装限流线圈耐雷水平计算研究

提出在110 kV线路杆塔横担与避雷线之间加装限流线圈,以提升线路耐雷水平的防雷方法。为验证其防雷效果,建立了限流线圈有限元模型,精确计算了线圈的分布参数,搭建了考虑线圈分布参数模型的110 kV线路落雷模型,研究了线圈电感、对地电容及匝间电容对计算结果的影响,结果表明:合适的限流线圈电感为0. 1 m H,无需人为补偿对地电容及匝间电容,加装电感为L0的限流线圈后,入地雷电流陡度下降了28. 8%,线路耐雷水平提升了12. 0%。最后,根据计算结果,提出了限流线圈结构优化设计方案,计算了55 kA雷电流下限流线圈场强分布变化,验证了装置的可行性。     

无线电能传输开关电容调谐方法

针对无线电能传输谐振电路的失谐问题,提出了一种"固定电容+开关管"的调谐新方法。通过开关管调节电容的导通与关断时间,等效形成一个可变电容,据此对失谐电路进行调谐,保持谐振电路在原有谐振频率下谐振。给出了开关电容调谐原理,推导了控制角与调谐范围之间的关系,并通过仿真及实验验证了该方法的有效性。结果表明,开关电容调谐方法具有调节范围宽、控制方便、易于实施的特点,是无线电能传输调谐技术的一种新方法,可用于人体植入式微电子装置的无线供能中。     

一种电能无线传输装置的设计

设计采用电磁耦合谐振方式,单片机STC89C52产生PWM信号,经单相器74HC14后,IR2110驱动芯片与IRF540NMOS管作为发射电路产生自振,在接收线圈和发射线圈产生耦合谐振,最后流经整流电路,完成电能的传递。为无线电能传递提供了更进一步的设计方式,对参数范围也做了进一步设定,为无线充电装置,乃至更广阔无线电能传递设备提供方案。     

中继线圈错位对无线电能传输系统效率的影响

针对传统两线圈结构系统效率受线圈错位影响较大的问题,定量分析了三线圈结构错位对系统传输性能的影响。利用Ansoft有限元法分析S-S型磁耦合谐振式无线电能传输系统中,中继线圈不同方向错位对系统传输性能的影响;构建了24种错位模型,比较各参数的影响权重。副边线圈移动对系统传输效率的影响小于副边线圈与中继线圈共同移动对系统传输效率的影响,且横向偏移比纵向偏移影响更大。搭建实验平台进行验证,分析表明实验结果与仿真结果不一致是由单边线圈错位增加的杂散电容造成的。     

基于风险策略的配电网铁磁谐振故障分析与抑制措施研究

一般认为母线容性电流在0 A～20 A范围内都有铁磁谐振风险,应采取预防措施,但是当处于临界区域时,往往难于“抉择”。为规避谐振危害,合理科学地选择治理措施,本研究讨论了铁磁谐振受电压互感器伏安特征影响的规律,并提出了消谐措施的应用方法。首先,根据谐振机理与不同类型配电网谐振特点对铁磁谐振的风险因素进行总结归纳;然后,使用PSCAD搭建仿真模型,对某型号为JDZJ的电压互感器进行伏安特性实测,拟合了电压互感器伏安特性曲线,精准建模;接着,通过概率手段研究了电压互感器伏安特性改善、电容值变化对铁磁谐振风险概率的影响,得到伏安特性饱和拐点提高到一定水平后谐振风险降低,电容值在电压互感器伏安特性提高后对谐振风险影响变小的结论,验证了《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》中电压互感器伏安特性饱和点应大于■的合理性;最后仿真研究了采用一二次消谐措施后的消谐效果及系统谐振风险变化情况,从概率角度验证了消谐措施的有效性,为配电网的规划、电压互感器伏安特性选取和消谐措施选择提供了参考。     

配电线路电容与PT电感阻抗比对铁磁谐振电压电流特性的影响研究

随着电磁式电压互感器(PT)励磁特性的提高,PT产生铁磁谐振的条件、区域等特征发生了变化,这导致电网原有针对铁磁谐振采用的消谐措施有效性也随之降低。基于云南电网某变电站典型PT的铁磁谐振,应用PSCAD/EMTDC软件建立了仿真计算模型,研究线路系统电容电流和PT励磁特性对铁磁谐振的影响。同时,基于建立了10 kV铁磁谐振模拟试验平台,进行了几种典型PT的铁磁谐振模拟试验,以验证PT仿真计算模型。试验和计算结果表明:PT的铁磁谐振模拟试验和仿真计算波形具有良好的一致性; 10 kV和35 kV配电网系统虽有不同的铁磁谐振区间,但均在线路(电容)与PT(电感)的阻抗比为0. 13时发生工频谐振;阻抗比过高极易导致谐振时PT电流过大,而且两个电压系统的影响区域也不同;在特定的阻抗比区间内,会产生很高的铁磁谐振过电压。     

基于OCL功率放大电路的研究及其应用

在音频范围内低频端的的信号通过耦合电容时,由下列公式分析可得:会有很大的衰减。在O C L(Output Capacitor Less)功率放大电路中,若输出端耦合电容为200μF左右时,则1000HZ的音频信号的容抗约为0.08Ω,100HZ的音频信号对应的容抗为8Ω左右,10HZ的音频信号的容抗是80Ω。由此可知,用它传输宽频音乐信号时,低频段衰减较大,扬声器重放音乐时就会显得低频不够丰富。为了改善耦合低频的电容影响,就得采用大容量的电解电容,电解电容是线圈绕制而成的,电容越大则绕制的线圈就越多,这样线圈边缘就会产生不可避免的一种附加电感,对不同频率的信号就会产生不同的相移,从而引起附加失真。为了消除这样的问题,在高保真音响系统中,广泛采用无输出耦合电容的OCL(Output Capacitor Less)功率放大电路。     

高聚焦度经颅磁刺激线圈的研究

经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation,TMS)技术因其无痛、无创的优点已在临床的治疗和诊断中得到广泛的应用,而如何提高刺激线圈的聚焦度和灵活性仍是1个亟待解决问题。提出了双8字形刺激线圈,研究了双8字形线圈内外线圈的半径比及匝数比对刺激聚焦度的影响;并利用COMSOL仿真软件探究了圆形线圈阵列的刺激特性以及辅助线圈对刺激性能的影响。结果表明:双8字形线圈的聚焦度较普通8字形线圈其聚焦度最大可提高50%;圆形线圈阵列可通过控制独立线圈电流来灵活调节刺激模式,适当引入辅助线圈电流能有效提高线圈阵列的刺激聚焦度,但辅助线圈电流与主线圈电流之比应小于0.4。