基于等效电容的高压输变电工程工频电场测量误差分析及改善措施研究

为研究环境湿度造成高压输变电工程工频电场测量系统产生较大误差的机理,降低在高湿度环境下(相对湿度50%)测量系统的误差,该文通过分析测量等效电路结合现场实测数据的方法,研究测量系统介入前后等效电路的变化与实测结果的关系。发现在高湿度环境下工频电场测量系统介入后,传感器支架等效电容的改变是导致该电场测量误差的主要原因。工频电场的测量结果与传感器支架等效电容成正比,并实验验证了可以通过改善支架电性能的方法提高测试系统的准确性。该研究对高湿度环境下现有输变电工程工频电场强度测量方法的改进和推进相关标准的制定和修订具有参考意义。     

智能电表工频磁场同频移相抗扰度标准装置研发

国际建议OIML R46-1/-2:2012和欧盟MID指令(2004/22/EC)认证均明确要求,智能电表的工频磁场抗扰度测试应在相位和方位两个物理量最糟糕的情况下考察其计量性能。然而,现有的工频磁场标准装置只能改变磁场方位,不能实现相位变化。针对上述问题,研发了一套工频磁场抗扰度标准装置,该装置能实现磁场电流信号与被检电表电压信号的同步采样和同频移相。不仅满足了国际标准的技术要求,而且提高了测试效率和结果准确性。     

工频电场测量仪的校准装置

针对目前国内还没有在环境监测中广泛使用的对工频电场探头进行计量的检定规程或者校准规范,设计了一套工频电场探头校准装置,根据理论推导,确定所产生标准电场强度。通过高压源控制器来控制升压实现高压输出。校准所采用的电板满足所有工频电场测量仪校准需求,产生的电场强度范围从10 V/m到100 kV/m。最后,对溯源后的HI-3604分别进行电场强度测试与分析,实验数据表明:该校准装置可以用于工频电场探头校准,并给出了校准不确定度。     

变压器工频短路电流测量技术研究

针对变压器工频短路电流测量需求,研究了外积分式罗氏线圈技术和光纤电流传感技术。建立了2种传感器的低频数学模型,基于MATLAB/Simulink仿真计算传感器对工频短路电流的响应特性,结果表明:罗氏线圈对工频短路电流的测量精度受其下截止频率影响,下截止频率越低,测量精度越高;光纤电流传感器理论上可以精确复现工频短路电流。采用多种电流传感器进行变压器工频短路电流现场对比测试,结果表明:电流比较仪、光纤电流传感器及下截止频率为0.02Hz的罗氏线圈测得的电流波形吻合较好,而下截止频率为0.2Hz的罗氏线圈测量结果出现了明显的偏移,且无法归零,与仿真分析结论基本一致。对于外积分式罗氏线圈,为保证高精度测量,建议下截止频率应低于0.1Hz;光纤电流传感器具有极好的直流及低频响应特性,是工频短路电流高精度测量的理想方案。     

永磁脉冲测量装置的校准方法

最新修订的IEC永磁测量标准将永磁脉冲测量方法作为测量内禀矫顽力大于2000 kA/m永磁材料的推荐方法.本文基于中国计量科学研究院建立的永磁脉冲测量装置,提出了一套相应的校准方法,即通过采用永磁铁氧体法对两种频率的磁场一致性进行校准,采用标准线圈法对磁场强度进行校准,以及使用纯镍标样组合纯铜样品实现磁极化强度的校准.通过这些校准方法,永磁脉冲测量装置的磁场强度和磁极化强度测量的最大误差可以分别限定在0.6％,0.5％以内,永磁脉冲测量装置能够获得与标准测量方法形状近乎一致的退磁曲线.     

工频暂态电流的测量及装置

介绍一种工频暂态电流的测量装置及原理 ,给出了硬件电路和软件编程 ,分析了装置的测量准确度。     

基于线性叠加法的工频电压比例标准自校技术研究与应用

传统的工频电压比例标准器校准一般采用电压互感器串联加法线路,由于屏蔽误差要求较高,限制了其在高压领域的应用.本文为实现高压工频电压比例标准校准,提出了工频电压线性叠加法测量线路.该方案将工频电压线性叠加法与参考电压法相结合设计了500kV工频电压比率标准自校系统,同时设计了新型工频电压比例装置,根据线性网络的比例性和叠加性,实现对电压互感器电压系数的测量.所提出的方案通过自校试验验证了工频电压线性叠加线路的可行性.与电压互感器串联加法相比,工频电压线性叠加法有效的避免了由于互感器一次电压改变而引起的屏蔽误差对测量结果的影响,为220～500kV屏蔽型电压互感器的自校测量提供新的测试方案.     

大量程霍尔传感器非线性误差修正方法及其在虚拟仪器上的实现

<正>本文通过对霍尔传感器输出电压的实际测量,分析非线性误差的来源与特征,提出误差曲线拟合方法,采用多项式拟合法对测量数据进行修正,并在虚拟仪器平台上实现。一、测量误差分析霍尔传感器测量磁场的原理是基于霍尔效应,如图1所示。在长为l、宽为w、厚度为t的半导体芯片上,带电量为q载流子(电子或空穴)的迁移率为μP,密度为N。在磁场B和电场E影响下,产生平衡霍尔电场为EH=μPEB=RHJB(1)     

工频磁场线圈的校准装置

通过对工频磁场线圈工作原理的研究,给出目前工频磁场线圈校准参数测量问题,并通过实际测量讨论了磁场线圈试验中磁场均匀性区域问题和非标准磁场校准中需要注意的事项。文末通过校准实例,讨论评定了校准结果的扩展不确定度。     

基于数显高度尺的激光位移传感器校准方法及不确定度分析

针对日益增长的激光位移传感器现场校准需求,提出一种基于数显高度尺的校准方法。该方法通过研制同步测量工装装置,实现激光位移传感器与数显高度尺的同步移动,并利用两轴向的微调装置消除了安装误差。采用蒙特卡洛模拟方法进行了校准结果的不确定度评估,有效解决了评估模型中的非线性问题,并获得了良好的评估结果,证实了该方法可以满足被校准仪器的最大允许误差要求,为激光位移传感器的现场校准提供了一种经济、有效、便捷的校准方法。     

基于双轴传感的直流验电系统设计

在复杂电磁环境下为实现对高电压直流设备的可靠验电,提出并设计一种基于双轴传感的直流验电系统。通过分析高压直流输电线路与换流站阀厅直流侧的电场特征,结合双轴传感机理,对振动电容传感器探头的结构进行设计,扩大系统的测量范围。建立以32位低功耗、高性能ARM微控制器为核心的验电系统,实现复杂电场环境下电场信息的双轴同步采集,GPRS无线模块进行验电结果的可靠传输,降低换流站中直流侧密集设备对测量系统的干扰。该系统的实施可准确检测直流设备的带电状态,及时报警,具有无线传输、抗干扰力强、续航时间长等特点。     

压电加速度传感器磁灵敏度的多维测试方法的研究

目前压电加速计的磁灵敏度的测试方法采用ISO/5347-19-1993《振动与冲击传感器的校准方法磁灵敏度测试》,这种方法不能去除传感器自转产生固有振动信号的干扰,难以保证测量结果的准确性。本文分析了压电加速度传感器磁灵敏度产生原理,针对当前国际标准存在的问题,提出一种三维的压电加速度传感器磁灵敏度测试方法。利用该方法对压电加速度传感在不同磁场强度下和固定磁场下多个维度的信号输出进行测量。测量数据显示传感器磁灵敏度随磁场强度增大呈非线性增大规律,且传感器的磁灵敏度具有空间矢量。结果表明多维测试方法能够有效测量传感器磁灵敏的空间矢量,克服了传统测量方法信噪比低的缺点,减小了测量误差。     

基于工频交变磁场干扰的电能误差测量系统

<正>关于恒定磁场对电能表计量误差影响的实验研究,一般采用永久磁体作为磁场发生器。通过将一块或多块永久磁铁贴在电能表不同表面进行试验。装置简单,易于操作。而交变磁场的影响试验研究装置相对复杂,需产生旋转的交变磁场并作用于电能表三个方位正交截面。本文选用亥姆霍兹线圈作为磁场发生器,同时旋转电能表完成测量。一、检定系统本文设计的系统,以计算机为中心控制多装置实现全自动化测量。利用精密步进电机准确调节磁场偏     

基于广义谐波小波的工频功率因数测量算法

针对传统功率因数测量方法存在的问题,基于广义谐波小波的优良特性,结合功率因数定义,提出测量工频功率因数的广义谐波小波算法。该算法通过对采样离散化后的电压与电流信号进行工频提取,然后对其进行重构,最终结合功率因数定义来实现。建立算法的数学模型,对其进行仿真分析,最后通过液压系统实验对算法进行验证,提取出完全基于工频的功率因数。分析结果表明:与其他算法特别是与正交小波相比,基于广义谐波小波的工频功率因数测量算法速度快、精度高,测量误差3.5%,具有较好的工程实用价值。     

基于无线传感网络带电预警系统的研究

基于无线传感网络提出并设计一种带电预警系统,通过测量电场值反演算电压状态,当测量值超过系统阈值时,便携式预警终端发出警示信号,同时将检测结果传输至上位机监测中心分析储存。结合MEMS电场传感机理,传感器探头结构采用三维布点,有效降低采集测量误差。建立低功耗、高性能ARM微控制器设计声光报警单元和无线发射模块,以ZigBee、GPRS为核心的无线传感网络网关节点,实现传感信号的同步采集和测量结果的可靠传输,解决复杂电磁环境下的抗干扰力问题。该系统的应用能准确获取空间某一点三维方向上电场的感应电荷,可靠获取高压输电线路的电压状态,及时报警,具有准确性强、便携、低功耗等特点。     

静电力驱动的悬臂梁微型电场传感器件（英文）OA

随着智能电网和能源互联网的发展,大规模实时电压/电场监测成为电力系统的迫切需求,这依赖于先进传感器件的大规模布置。电场测量在电力系统中具有重要意义。一方面,基于电场测量的电压反演可以实现高电压的非接触式测量,替代传统高压互感器,从而减少测量设备绝缘成本和安装难度;另一方面,电场测量还可以被应用于设备故障诊断、雷电预警、电磁环境测量等应用场景。传统的电场测量设备,如场磨等,往往体积大、成本高,无法大规模灵活布置。本文提出了一种静电力驱动的压阻式微型电场传感器。传感器被设计为四悬臂结构,悬臂在静电力的驱动下产生位移和应变,通过压阻材料转化为可测信号。所提出的传感器具有尺寸小、成本低、功耗低、易于批量生产的优点。同时,该传感器该具有高信噪比、高分辨率及宽电场测量范围。实验结果表明,所提出的传感器具有1.1～1100.0k V·m^-1的线性测量范围、112 V·m^-1·Hz^-1/2的交流电场分辨率以及496 Hz的截止频率。这一微型电场传感器将在智能电网及能源互联网中具有广泛的应用价值。     

心,脑电图机检定中的工频干扰及其防范

心、脑电图机检定中的工频干扰及其防范宁铨，兰英（内蒙古自治区计量测试所，０１００３０）在心电图机和脑电图机的检定中，由于信号幅度小，且市电的频率又在两机频率响应范围内，因此５０Ｈｚ工频干扰经常困扰检定。其干扰可分为电场干扰和磁场干扰。如何将干扰减小到...     

大型低地球轨道空间等离子体环境模拟实验系统设计

在介绍国外的相类似设备系统基础上,概述了我国大型低地球轨道空间等离子体环境模拟实验系统建设背景与应用;简述了我国该模拟实验系统组成和主要配置;论述了系统的等离子体环境、空间尺度等设计依据、方法及其具体参数;并详细阐述了真空系统、离子源系统、磁场产生装置、电场产生装置、太阳模拟器等主要分系统与装置的设计原则、方案以及性能指标。该系统可为卫星平台空间环境探测有效载荷及传感器的试验、验证、性能测试与评估提供有力的设备和技术支撑,也可为低密度冷等离子体与磁场、电场及定向粒子流相互耦合效应等观测、实验与理论研究提供环境和技术条件。     

MWCNT/FeNi复合纳米线制备及其雷达微波和工频电磁波吸收性能

在多壁碳纳米线(MWCNT)上负载纳米FeNi粒子,同时实现2~18GHz和工频(50Hz)电磁波的高效吸收和衰减。首先采用化学镀方法制备MWCNT/Ni,然后采用多元醇的方法,制备MWCNT/FeNi复合纳米线。通过透射电子显微镜、X射线衍射和矢量网络分析等方法,对MWCNT/FeNi复合纳米线的微观结构进行分析。结果表明,MWCNT/FeNi复合纳米线具有有效的雷达微波吸收带(RL-10dB)范围为3.5~13.5GHz,能够衰减50Hz工频电磁波产生的76%电场感应以及58%磁场感应。     

一种基于数字式光电传感器的转速测量装置的研究

本文介绍了一种基于数字式光电传感器的转速测量装置,解决了以下2个问题:(1)现有转速测量装置抗干扰能力较差;(2)现有转速测量装置无法对狭小空间、封闭空间设备转速.该转速测量装置采用现有成熟的PCB技术实现了转速测量装置的集成化、微型化,大大提高了测量装置的抗干扰能力、电池续航能力;该转速测量装置利用蓝牙技术实现了转速...