谐振开关电容变换器中潜电路现象的研究

潜电路是潜伏在系统中的一种通路或状态,它在一定条件下出现并导致系统产生非预想到的特性.该文在降压式谐振开关电容变换器中发现潜电路现象,其特点是在控制策略完全不变的情况下,仅由电路扰动就会导致潜电路现象发生.文中从理论上分析了产生该潜电路现象的原因,证明了它是一种在过去研究中未曾观察到的新现象,推导得出了潜电路的发生条件及相应的变换器运行特性,并基于潜电路的回路特征,提出消除潜电路的相关措施,并将这一结果推广到其它类型的谐振开关电容变换器.实验结果证实了这一发现和理论分析结果.     

电容型验电器影响因素研究

文中针对电容型验电器失效的现象,以220kV输电线路用电容型验电器为例,分析其工作原理及影响因素;通过仿真建模计算分析了金具、导线分裂数、验电角度对验电器启动电压的影响,并根据仿真计算结果对电容型验电器进行改进,通过试验及现场应用证实了改进方法的有效性,解决了220kV输电线路验电失效的问题,可确保作业人员的人身安全。     

升压式谐振开关电容变换器中潜电路的一般规律

相对于降压式谐振开关电容变换器,升压式谐振开关电容变换器构成方式不同,潜电路发生条件也有较大区别.本文根据其构成特点与运行规律,应用图论法获取变换器中的潜在路径,详细讨论了n阶升压式谐振开关电容变换器的潜电路工作特性,推导出变换器发生潜电路时的输出电压特性以及潜电路发生条件,归纳其出现潜电路的一般规律,从而为避免潜电路的出现,使之正常工作提供了理论依据.研究结果表明,在负载、开关频率和开关电容等参数相同的情况下,若n阶变换器工作在正常状态下,则其低阶(n-1,n-2,…,2)变换器必然工作在正常状态下.最后,实验结果证实了结论的正确性.     

高阶降压式谐振开关电容变换器的潜电路

由于开关电容个数的增加,高阶降压式谐振开关电容变换器较基本降压式谐振开关电容变换器的结构复杂,其潜电路现象更加丰富。该文在分析其构成规律和运行特性基础上,首先以3阶降压式谐振开关电容变换器为例,研究在不同运行条件下出现的潜电路特性,由此推导出n阶降压式谐振开关电容变换器潜电路发生的一般条件。研究结果表明,由高阶降压式变换器潜电路发生条件,可方便地得出各种类型降压式变换器的潜电路条件,证明若n阶降压式变换器满足潜电路发生条件,其低阶电路(n-1, n-2, ?, 2)必定工作在潜电路状态下。最后进行实验验证。     

电容型验电器验电盲区问题的研究

电业工作中验电盲区的存在,极大程度上影响着人身、设备、电网的安全。针对电气设备验电过程中存在验电盲区这一现象,研究分析了我国验电工作中常用电容型验电器的结构与原理。通过有限元仿真计算与模拟验电试验,探讨了电容型验电器验电盲区的影响因素,并提出了实际工程应用中的防范对策。提出并验证了使用带有接触电极延长段的电容型验电器可有效避免验电盲区。     

谐振开关电容变换器潜在电路路径分析

本文首先介绍了谐振开关电容变换器中普遍存在的潜电路现象，然后针对n阶谐振开关电容变换器的电路结构复杂的问题，提出了计算所有电路路径的连接矩阵算法以及辨别潜电路的法则。最后，以降压式开关电容变换器的潜电路为例，验证了该算法的可行性。     

老化和水分对电容性套管绝缘纸频域介电特性的影响

套管故障是引起变压器停运的主要原因之一,其中套管绝缘受潮引起的故障比例占据首位,而水分是引起油纸绝缘劣化的重要因素,因此研究不同水分对电容性套管绝缘介电特性的影响对于评估套管受潮状态具有重要意义。制备了不同初始水分质量分数的油纸电容型套管电容芯子试品,开展了实验室内油浸纸电容芯子的加速热老化试验,建立了介损特征区间积分模型,发现老化时间与油浸纸介损在特征区间的积分值符合线性规律,水分同介损在特征区间的积分宽度符合线性规律,表明油浸纸频域介电谱中的介损积分值可反映绝缘老化程度,为现场基于介损评估受潮下油纸套管的老化状态及受潮对绝缘老化的加速情况提供研究思路。     

电容层析成像系统径向电极对传感器性能及敏感场分布的影响

电容层析成像系统传感器的敏感场分布受多相流介质分布的影响,软场特性给图像重建带来很大困难.该文以8电极油水两相流电容层析成像为研究对象,采用有限元仿真的方法,分析了径向电极及其嵌入尺寸对电容层析成像系统电容值及敏感场分布的影响.通过仿真分析,确定了径向电极的嵌入尺寸,从而能够在缩小测量电容值的动态变化范围,减轻数据采集电路设计难度的同时,提高电容响应的灵敏度,改善传感器敏感场的分布,提高电容层析成像系统的性能.     

n阶谐振开关电容变换器潜电路图论分析法

介绍了谐振开关电容变换器中普遍存在的潜电路现象,然后针对n阶谐振开关电容变换器结构复杂、难于直接找到潜电路路径等问题,提出利用图论分析潜电路路径的方法。该方法将n阶谐振开关电容变换器的拓扑简化为有向图,根据连接矩阵算法计算节点间的所有通路,并通过增加虚拟节点实现回路路径的计算,再根据路径判据剔除虚假路径,从而区分正常路径和潜电路路径。最后,文中以降压式开关电容变换器为例,用实验验证了该方法的可行性。     

光学电压互感器精密电容分压器的研制

为了解决光学电压互感器中晶体材料的耐压问题,提出了采用分布式精密电容分压器的解决方案,并结合互感器使用环境建立了电力系统中高压电容分压器的数学模型,然后利用该模型与分压器误差特性的联系,重点分析了温度变化、杂散电容、相间干扰等误差因素对电容分压器的影响,并对这些误差因素的影响进行了合成。基于以上理论和误差分析方法应用有限元软件对 220 kV电容分压器进行了仿真计算,分析结果表明,合理选择电容分压器的主电容值可以使电容分压器的精度在0.1%以内,这为精密电容分压器的设计提供了理论依据。     

北京城北500 kV变电站GIS系统的交流耐压试验

城北500 kV变电站GIS系统的交流耐压试验,根据GIS设备结构复杂、间隔数量众多、整体电容量较大等特点,合理选择了耐压设备组合方式来满足试验容量的要求,并采用了母线连同GCB单元整体加压的方法。既圆满完成了试验,又最大程度减少了试品的加压次数,从而降低了对试品的绝缘损坏。     

Moment method analysis for capacitance and charge distribution of dielectric coated metallic disk and closed truncated cone isolated in free space

This paper presents a method for the evaluation of capacitance and charge distribution of a dielectric coated metallic disk and a dielectric coated metallic hollow truncated cone with top and bottom cover plates using the method of moments (MoM) based on pulse basis function and point matching. Boundary conditions for the potential on the conductor surfaces and continuity of the normal component of the displacement density at the dielectric‐free space interface is used to generate two integral equations. Two sets of simultaneous equations are formed from the two integral equations by using MoM. The total free charge on the conductor surface is found from the solution for the set of simultaneous equations. The validity of the analysis has been justified by comparing the data on capacitance available in the literature for metallic disk and hollow truncated cone with top and bottom cover plates, with the data on the capacitance, computed by the presented method for similar structures considering very low dielectric constant as well as very thin dielectric coating. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

Method of moments modelling of cylindrical microwave integrated circuits interconnections

In this paper, a numerical technique suitable for characterizing a wide variety of interconnection configurations printed on cylindrical surfaces, is presented. The interconnection lines may have either finite or infinitesimal cross‐sections. To model cylindrical interfaces, suitable space‐domain integral equations are formulated to represent the potential on conductors and electric field at dielectric interfaces. The solution of the integral equations is then obtained numerically by applying the method of moments (MOM). The objective of this approach is to determine the capacitance matrix of cylindrical interconnection systems with different configurations. From the capacitance matrix, other quantities such as characteristic impedance, coupling coefficient and effective permittivity can be determined. The numerical technique described in this paper is implemented as a general computer program. Various circular cylindrical as well as elliptical cylindrical structures have been solved including microstrip lines and coplanar waveguide lines. The results obtained compare very well with other published data. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

介质阻挡放电等效电容的测量与分析

为深入理解放电机理并优化介质阻挡放电反应器设计,提高运行效率,介绍了通过Lissajous图形计算介质阻挡放电气隙等效电容Cg,电介质层等效电容Cd及负载电容的方法,通过实验研究了外加电压及气隙距离的变化对Cd、Cg和总电容C的影响。结果表明,给定介质厚度和电源频率时,随外加电压的增加,Cd逐渐增大,在相同的电压下,Cd随气隙距离的增加而减小;Cg随外加电压的增大而减小,在相同的电压下,Cg随气隙距离的增加也是减小的;C随外加电压先增大再减小,中间会达到一个最大值,相同电压下,随着气隙距离的增加,介质电容减小,而且,随着气隙距离加大,介质电容所能达到的峰值会减小。     

Regular boundary integral solution with dual and complementary variational formulations applied to two-dimensional Laplace problems

Regular boundary integral elements are employed for the dual and complementary variational formulations of Laplace problems. The problems are defined only on the boundary as usual, but as in the manner of charge simulation method (CSM), the source terms are arranged outside the domain so that the singular integral can be avoided. The Laplace problems are analysed and the usefulness of the formulation is discussed in comparison with direct BEM. The scalar potential and electric displacement vector potential functions are used in the dual and complementary formulations, with which the upper and lower bounds of the system energy or the capacitance can also accurately be evaluated.     

大型汽轮发电机轴电压和共模电压仿真建模研究

针对励磁变二次侧星形连接的传统轴电压仿真模型不能揭示励磁变三相对地电容不平衡导致轴电压增大的局限性,首次建立了励磁变二次侧角形联结的大型发电机静止励磁的轴电压数值仿真模型,对静止励磁轴电压主要成分及其防治措施进行了仿真分析,并与1000MW发电机轴电压现场实测比对,得出静态励磁系统输出共模电压高频奇次谐波是大型汽轮发电机的主要轴电压源的结论。对励磁变二次侧角形联结的大型发电机的共模电压及轴电压进行了仿真,发现励磁变三相对地电容不平衡将导致共模电压畸变及轴电压增大,并仿真研究了相应的抑制策略。     

玻态炭经电化学活化处理后的电容特性

采用恒电位电化学活化法制备了表层呈开放多孔结构的活性玻态炭(AGC),表征研究了其电化学性能、结构形貌和活化层厚度,同时与粉状活性炭进行了电容和阻抗特性的比较,表明活化层厚度随活化时间呈线性增长,该方法可做到活化层厚度可控。在H2SO4水溶液体系中,AGC电极除形成双电层电容外,还包含有准电容。在高电位扫速下,循环伏安曲线保持良好的对称矩形,其交流阻抗谱图与理想极化电极相似,表现出理想电容的特征。基于所测的电容和阻抗值,计算了活性玻态炭比能量和最大比功率随活化层厚度变化的曲线,更进一步地说明活性玻态炭电极功率特性良好的特点,为其在高比功率电化学电容器方面的应用研究奠定了基础。     

Realistic insights into impedance seen by distance relays of a SSSC-compensated transmission line incorporating shunt capacitance of line

In practice, the series compensation is applied to medium-/long-length transmission lines. Such lines include significant shunt capacitance, neglecting of which is expected to noticeably influence the impedance seen by distance relays. Taking the shunt capacitance of a transmission line compensated by the static synchronous series compensator (SSSC) as well as other affecting factors into account, this paper derives precise mathematical expressions governing the apparent impedance seen by the distance relay of the line. Through the acquired expressions, the research conducts sensitivity studies considering different compensation scenarios and locations for the SSSC. The studies make an attempt to produce realistic insights into ideal tripping characteristics of the distance protection of the under studied line, and also into the susceptibility of the impedance seen to output parameters of the SSSC. In addition, the research’s findings well demonstrate the extent to which neglecting the shunt capacitance of the line would contribute to mis-operation of the distance relay.     

基于TMS28035的MMC的控制系统设计与实验研究

对模块化多电平变流器MMC(modular multilevel converter)子模块电容电压测量方法进行了仿真和实验研究。1个桥臂只需1个电压传感器,对桥臂PWM调制单元的电容电压进行测量,对处于未调制时间段单元的电容电压用桥臂电流的积分运算得到。在兼顾开关损耗和电容电压均衡两个指标的基础上,综合利用2种子模块投切方式。基于TMS28035设计实验,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于暂态电容电流补偿的线路差动保护

稳态电容电流补偿法不能补偿暂态电容电流,影响了差动保护的性能;时域补偿法和基于贝瑞隆模型的补偿法能对暂态电容电流进行有效补偿。提出一种基于时域补偿的差动保护实用算法,并给出以上3种补偿法在应用于带并联电抗器线路时相应的修正方案。仿真表明,时域补偿差动判据和贝瑞隆差动实用判据能有效补偿暂态电容电流,有利于降低动作门槛,从而大大提高保护的灵敏度和动作速度,其中贝瑞隆差动实用判据效果更佳。