基于导线取能的绝缘子闪络定位系统的设计研制

输电线路绝缘子长期工作在高电磁场强度的野外环境中,加之大气污染、小动物攀爬、雷害、低温覆冰等客观因素,很容易发生闪络,又由于其分布范围广,致使工作人员很难及时确定闪络绝缘子的位置从而消除事故隐患。针对这一问题,对基于导线取能的绝缘子闪络远程定位系统进行了设计研制,研究结果表明能够迅速、精确地确定闪络绝缘子的位置,且具有供电电源稳定、超低功耗等优点。     

输电线路雷击故障点远程定位装置的设计

电力系统输电线路距离长、跨度大,受雷击的机率高,故障点不易确定,对设备的及时修复带来了很大困难,针对这一问题,笔者设计了输电线路雷击故障点远程定位装置。该装置基于GSM无线通信网络,以超低功耗单片机MSP430为控制单元,采用电流采集环和罗氏电流传感器,对输电线路上各绝缘子串进行实时监测,当被监测绝缘子串发生雷击闪络事故,该装置就会利用GSM无线网络以手机短信的形式将雷击点信息传输到监测中心及相关工作人员手机,从而代替了繁琐的人力检查,准确有效地对雷击故障点进行定位,给线路抢修抢险赢得宝贵时间,节约人力物力,减少经济损失,保障供电可靠性。     

基于互感取能的导线监测传感器电源设计

笔者设计了基于互感取能的导线监测传感器电源,该电源利用互感原理,通过取能线圈将高压侧导线上的电能感应到二次低压侧,然后经过整流滤波处理、稳压处理和DC-DC处理后,供在线监测装置使用。基于以上原理做出了具体设计,并且为了应对导线上电流瞬变、电流过大和电流不足等问题,分别采取了加入瞬时过电压保护、过压过流保护和锂电池的措施,其中过压过流保护分为两级,一级针对导线电流正常波动时的保护,另一级针对输电导线异常过流或短路故障时的保护。并搭建实验平台进行测试,最后,用笔者所研制的一种基于该电源的监测装置对其进行了验证。     

高压输电线路CT取能电源性能分析与优化

为解决常规电流互感器(CT)电源取能范围小与电压不稳定等问题,提出一种磁芯并行工作结合超级电容器的CT取能电源设计方案。建立CT取能电源等效模型,分析电源输出电压与功率数学模型,并根据数学模型分析磁芯材料对取能范围的影响;同时为电源增设超级电容储能系统,分析电容电压与取能效率之间的关系,并选择合适的电容电压提高电源取能效率。仿真结果表明,提出的CT取能电源能在3～1000 A稳定供电,有效防止CT饱和,保证电源稳定可靠工作。     

输电线路磁感应取能装置的参数特性与优化设计研究

磁感应取能装置能够实现输电线路传感节点稳定自供电,其中,基于电流互感器（Current Transformer, CT）的感应取能方法应用最为广泛。为了提高取能CT的输出功率,减小磁芯体积,减轻输电线路压力,本文分析和研究了取能CT的感应取能原理,寻找其中的电磁等效关系,分析取能CT的功率输出,并研究取能参数和取能时间对最大输出功率的影响。在满足输出功率要求的前提下,合理设计磁感应取能装置的参数,使其工作在最大功率点,使其体积最小。通过仿真研究,验证了理论推导的正确性,在设计的参数下能够满足功率需求,与理论设计值相比,磁芯截面积和二次绕组匝数的误差小于10%,验证了设计方法的可行性。     

雷电定位系统在输电线路雷击故障点巡查中的应用及分析

简要介绍基于输电线路的雷电定位系统原理,通过实例分析了不同条件下雷电定位系统在实际应用中的注意事项和操作要点,为更好地应用雷电定位系统指导故障巡视提供参考。     

一种可用于无线电能传输的取能装置设计

针对市场上不少基于电磁感应原理制作的电源装置取电效率低、稳定性差、易于损坏的缺点,在此提出一种用于无线电能传输的线路取能方案。首先,在现有电流互感器(CT)取能装置制作工艺的基础上,增加对铁心材质、参数的考虑,选择铁心优化设计装置。同时,将新型GaN晶体管引入电能转换单元中,满足模块轻、薄的需求,并增加冲击、限压保护功能,以满足高压输电线路电压、电流条件复杂多变的需要。再重点探讨了GaN器件驱动特性,完成了隔离变压器驱动电路设计。最终,制作取能样机并进行实验验证。     

输电线缆组合材料式CT低电流取能技术研究与应用

电流互感器（CT）感应取电是目前输电线缆在线监测设备最有效的供能方式。但输电线缆低电流会导致CT无法取能,进而会导致设备供能死区情况发生,危及电力系统安全。因此提出了一种基于锰锌铁氧体与硅钢片串联组合式CT磁芯结构以解决CT低电流取能问题。为验证该磁芯结构低电流取能的有效性,通过采用叠加磁通法给出组合式磁芯结构不同材料占比λ与初始磁导率的关系,进而得到满足实际项目需求的λ值。为了验证理论分析的正确性,搭建了一套CT取能实验平台。实验结果表明,在输电线缆低电流为12 A时,组合式磁芯结构比常规硅钢片取能CT的感应电压提高约30%,重量减少约15%,整体功率提高约24%,进而最大限度解决了供能死区问题,具有一定的工程实用价值。     

暂态录波型故障指示器导线取能技术

目前,互感器感应取电已经成为配电线路故障指示器主要的供电方式之一,但是配电线路存在电流变化较大、电流过大时多余能量难以释放的问题。提出了用于暂态录波型故障指示器采集单元的导线取能技术,采用大动态范围导线取能的方法,可使取电装置在较大的输电线电流变化范围内正常工作且输出稳定。提高了暂态录波型故障指示器的连续工作时间和在线监测装置的可靠性,为电网的安全、优质和经济运行提供了坚实的技术保障。     

基于GSM网络的输电线路故障在线监测系统

为克服根据行波传播理论考虑线路结构特点等进行检测和信号分析的传统输电线路故障定位方法易受线路具体情况和信号传播衰减、干扰的缺点,提出了基于GSM无线通信网络建立的输电线路故障监测系统。这种系统采用自制的电流传感器直接监测线路铁塔上流过的故障电流,经信号处理和识别后,通过GSM网络以短消息方式进行数据的无线通讯,以监测、定位输电线路故障。实验室冲击电流和工频放电实验证明自制电流传感器在0～500A的工频电流和0～2kA的冲击电流作用下,传感器和测量回路的误差均<±3%。开发的检测系统经过测试线路上试运行,证实了其可行性和运行稳定性。     

基于希尔伯特-黄变换的高压输电线路行波故障定位研究

把希尔伯特-黄变换用于故障定位中的暂态行波信号处理,详细介绍了希尔伯特-黄变换的基本概念和原理．行波故障定位的原理及定位信号的选取。利用希尔伯特-黄变换对信号进行滤波,消除行波在传播过程中由于衰减和畸变所引起的高频振荡和其它一些噪声,仿真结果表明,所提方法有效且具有很高的精度。     

基于VMD和TEO的高压输电线路雷击故障测距研究

针对传统行波检测中小波模极大值法对于基函数和分解尺度的高要求以及希尔伯特黄变换(HHT)方法中经验模态分解(EMD)存在的模态混叠现象,提出一种基于变分模态分解和Teager能量算子相结合的高压输电线路雷击故障行波检测方法。针对行波波速及线路实际长度的不确定性给测距结果带来的影响,结合故障行波在线路中的传播途径,推导出一种新的双端行波测距算法,该算法的测距结果不受行波波速的影响。将该方法应用到雷击点和故障点定位,解决了雷击点和故障点不一致时的故障定位问题。EMTDC仿真结果验证了该方法的正确性及有效性。     

行波法与阻抗法结合的综合单端故障测距新方法

提出了一种基于小波变换模极大值的行波法与阻抗法相结合的单端故障测距方法。首先用行波法进行单端故障测距,利用故障点的反射行波与入射行波到达测量端的时间差计算故障距离。行波法不用区分故障点的反射波和对端母线的反射波以及相邻线路的折射波,故得到多个测距结果,再用单端阻抗法对行波法测距结果进行筛选,选择最接近的一个结果作为最终测距结果。仿真计算表明,所述测距方法不受故障类型、系统运行方式等因素影响,鲁棒性较强。     

不受TV和TA传变特性影响的同杆双回线故障定位方法

通过对双回线环流网沿线电压分布的频域表达,推导出基于两端电流量的双回线故障定位方法其能够准确定位故障的前提是两端电流量从一次到二次的传变具有相同的传递函数。由此可得到如下结论:当两端电流互感器(TA)具有相同的频率特性时,可获得精确故障定位;当两端TA传变能力不同时,可以通过选择二者具有相同频率特性的频带或者通过补偿来实现精确故障定位;且单频率信号也能用来进行故障定位。仿真和现场录波数据验证了结论的正确性。     

助航灯光故障检测与诊断系统的研究与实现

针对机场助航灯光故障判检,结合串联回路载波的特点,设计了调制解调电路,确定了各相关参数,编制了故障检测程序,在实验回路中进行了性能试验,能满足机场相关要求.     

基于ZigBee的LED智能照明控制系统珠

为实现LED智能照明,将无线通信及智能自适应控制技术引入LED照明控制系统中,利用自适应控制算法,进行室内照度及温度一色调的智能调节,最终实现恒照度、色调随温度变化的智能照明效果。试验结果表明,基于ZigBee的LED智能照明控制系统可实现恒照度、温度一色调自适应控制。该方案适用于工作照明及会议室照明等场合,达到节能、舒适及色彩效果。     

基于地线分流实现直流输电线路接地故障区段定位的方法

本文针对直流输电线路地线与杆塔非绝缘连接的特点,分析线路发生不同类型的接地故障时在各杆塔某一根地线上的故障电流分流特征。通过采集输电线路地线上故障电流的方向实现故障定位,从而为故障情况下不同的输电线路运维单位辅助决策服务。     

基于准测距结果的输电线单相故障性质识别

提出利用单相故障恢复电压阶段输电线路两端电气量进行故障测距,确定故障点位置,从而通过故障点电压幅值进行故障性质识别。指出由于断开相恢复电压较低,测量会存在误差,导致测距也会有误差,因此对此测距称为准测距。利用准测距结果可准确判断故障性质。针对工程应用,提出了该方案的工程算法,计算分析结果证明算法精度能够满足工程应用的要求。该判据性能基本不受负荷电流、故障接地电阻、故障位置的影响,但由于需利用线路两端电气量,其可靠性依赖于线路的通信系统。理论分析与仿真实验验证了了所得结论的正确性。     

基于双端电气量的同杆平行双回线单线故障测距

考虑同杆平行双回线零序互感的影响,针对同杆双回线单回线故障,提出了一种基于故障线双端电气量的故障测距算法。该算法根据同杆平行双回线单回线内部故障的等效序网图,利用相应故障类型在故障支路的电压边界条件导出其测距方程。算法利用了现有分相电流差动保护提供的单回线本端电压和两端电流工频量,原理上与过渡电阻和系统阻抗无关。通过PSCAD/EMTDC软件,仿真计算了不同过渡电阻、系统阻抗和负荷情况下不同故障点发生各种类型故障的测距情况。仿真测距结果表明,该算法应用于同杆平行双回线单回线故障测距时具有很高的精度,并与过渡电阻、系统阻抗和负荷工况无关。