高压铁塔监测设备无线供电技术研究

结合感应取电和磁耦合谐振无线传输技术,设计了一套在线监测无线供电装置,实现了在线监测设备长距离、大功率、高效率、宽频带的无线供电。该装置受气候影响较小,实现了24 h全天候对在线监测设备稳定可靠的供电。该技术相比传统的风力发电、光伏发电,其运行成本更为低廉,实现方案更为安全可靠。该技术先通过感应装置在输电线路上获取电能,然后经过磁耦合谐振式无线传输,将获取的电能传输至高压铁塔的在线监测设备上。从而实现对输电线路及高压铁塔的实时监测,把握输电线路的实时运行状态,使输电线路的运行更加稳定可靠。     

基于压电材料的变压器振动能量收集装置研究

变压器振动信号在线监测是检测变压器运行状态的重要手段,振动传感器的供能方式制约了振动检测方法的应用。为了实现振动传感器取能,文中设计了一种基于压电材料的变压器振动能量收集装置,利用收集的振动能量为振动传感器供电。首先,根据变压器振动特性,采用多模态取能方式,建立三悬臂式压电取能结构的输出电压与输出功率模型。其次,通过Comsol Multiphysics仿真分析能量收集装置输出功率和外加激励频率的关系。最后,搭建变压器振动能量收集实验平台,测得压电式能量收集装置的实际输出功率为11.547 μW。利用振动能量收集装置为振动传感器供电,可以保障在线监测设备的供电,减少外接电源对设备安全稳定运行的影响。     

基于掌上电脑操作的工频电量测试系统

采用便携式工频电量测试仪作为受控设备,利用掌上电脑对受控设备进行在线测量和控制。测试系统采用直观生动的方法,结合计量装置的信息,实现运行数据的可视化显示,促进电能计量的检测更加方便和实用。     

紧凑型升压补偿一体化特高压工频耐压试验系统设计

针对特高压设备的工频耐压试验存在测试系统复杂和对现场电源容量要求大的特点,提出了一种基于新型磁控式谐振变压器的紧凑型升压补偿一体化特高压工频耐压试验系统。该试验系统采用并联谐振补偿方案,结构紧凑。经仿真分析可知,该试验系统电抗调节范围宽,输出电压稳定,且能很好地实现对容性试品的动态并联补偿。当发生并联谐振时,输入功率减小为试品容量的1/27,补偿效果良好。经样机试验,验证了该试验方案的可行性。     

基于Multisim的绝缘地线取能稳压方法研究

在线监控设备的稳定供电问题一直是制约输电线路智能运维技术发展的瓶颈。使用静电感应和感应补偿从高压架空输电线路的绝缘地线汲取功率,可能有望成为解决此问题的方法之一。本文在此前提上,首先介绍了地线取能的等值电路的推导方法,之后分析了在负载及取能等值参数变化下的调谐取能策略,最后使用Multisim软件,仿真了对地电容、调谐电感以及负载电阻变化的情况下的稳压取能回路输出。仿真结果表明在取能回路等值参数变化下,稳压电路可以实现将输出电压稳定在12V左右。     

输变电线路在线监测设备供电电源的设计

为解决给户外输变电线路在线监测设备可长期运行且有足够功率的供电问题,研究了采用电流互感器取能和锂电池协同供电的设计方案。该方案采用通过电流互感器从线路感应获取能量,通过充放电管理电路,同时给监测设备和备用锂电池供能。在因空载或者断电引起线路电流过小,导致供能不足时,采用后备锂电池协同供电。可长期为在线监测设备提供约2.5W的功率,在线路电流恒120A时,可提供近5W的输出功率。该设计综合了电磁感应供能和锂电池供能的优点,突出解决在线监测设备的供电难题。经实验证明,该电路设计合理,体积小,质量小,易于集成,且扩展性强,满足输出电压和功率较宽范围变化的要求。     

输电线路在线监测设备供电电源应用分析

随着输电线路在线监测设备自身功耗的增加,在线监测供电可靠性已成为制约设备稳定运行的关键因素。针对输电线路在线监测设备的供电电源问题,文中首先对传统太阳能电池板功率和蓄电池容量估算方法进行了分析;随后分别对装置功耗剧增、太阳能电池板积灰、蓄电池低温性能、杆塔安装限制等电源选配影响因素进行了探讨,分析了在线监测电源配置的改进方法,最后给出了两种典型在线监测设备供电电源的设计实例,可为输电线路在线监测装置电源模块的设计提供重要参考。     

新型电能质量在线监测

随着供电部门及用户对电能质量从谐波到暂态监测的需求,目前从测试算法、设备上都需要提高。本文提出了一种基于DSP ARM的双CPU模式的电能质量在线监测新型系统。本文主要介绍了设备的功能、硬件和软件设计及其实现的关键技术,实现了电压暂降/骤升/短时断电等电能质量指标的在线连续监测和超标波形记录,本文还总结了一些抗干扰措施,最后给出了一个测试算例。这种基于DSP ARM的双CPU电能质量在线监测新型系统将实现电能质量监测工作的便捷化、智能化、网络化。     

输电线路分段地线感应取能方法研究

利用导地互感公式推导了不同相线电流情况下地线损耗功率,在此基础上提出了一种可应用于分段地线网络的地线取能方法,并基于所提方法设计了取能设备。该取电装置具有输入动态范围大、转换效率高、抗干扰能力强的特点。在导线负荷满足要求的情况下该装置可以替代光伏电源实现对在线监测设备的稳定供电。     

一种电能计量装置状态在线监测及远程诊断系统设计

针对传统超高压电能计量装置的在线监测和远程诊断系统存在效率低及精度差等问题,设计了一种全新的电能计量装置状态在线监测及远程诊断系统.该系统建立计量装置异常事件知识库,能够对投入的电能计量装置进行在线监测、信息采集存储、故障分析和诊断,为关口计量装置的检修、轮换和技术改造提供依据.测试结果表明,该监测系统可提高电能计量故障处理的效率,故障诊断系统能够全面提高关口计量装置的运维管理水平,保证计量装置安全稳定运行.     

高频椭圆振动切削加工用超声电源的研制

介绍了一种单片机控制高频椭圆振动切削加工用超声电源的设计,其工作频率为20 kHz～1 MHz。该超声电源采用基于直接数字频率合成(DDS)技术设计信号源,信号频率和相位连续可调,波谱纯净,分辨率高,可同时输出双路具有死角调整控制功能的方波互补信号和幅值可调的正弦信号。功率输出级采用全桥开关型放大电路,增加了驱动缓冲级,实现高频大功率输出。电源具有自动寻找工作点和自动频率跟踪功能,可满足高频椭圆振动加工应用的需要。     

用于超声电机的新型驱动电源设计

针对超声电机对激励电源频率、幅值、波形的要求,设计了一种新型超声电机压电陶瓷激励电源.该激励电源输入电压为12 V,经过DC-DC降压变换电路调压后输入4路推挽升压电路叠加输出.输出幅值可达600 V,频率在10～100 kHz范围内可调,同时两路电源间可实现任意相位差.在工作频率范围内无须对压电陶瓷进行阻抗匹配即可基...     

基于NCP1252光伏逆变器辅助电源的应用

提出了一种宽输入电压范围的双管反激式开关电源作为光伏逆变器辅助电源方案。该开关电源具有多路直流输出,通过调节控制芯片输出脉冲的频率以适应直流输入在较大范围内变化,为光伏并网逆变器的开关器件驱动及控制电路提供稳定的直流电压。介绍了具有功能集成度高、价格低的NCP1252 PWM控制芯片的特性。分析了双管反激拓扑原理及优点,设计了变压器以及各关键电路。试验表明,辅助电源适应光伏逆变器输入直流电压的大范围波动,输出直流电压纹波在可以接受的范围内,可为光伏逆变器长期运行可靠供电。     

GIS不停电交流耐压装置的研制及现场应用

交接试验中的交流耐压试验是开关类设备必须进行的试验项目,需要在停电的情况下进行。为了探索高压开关设备在不停电情况下的交流耐压试验方法,提出了一种同频同相交流耐压试验方法,并依据此原理设计了试验装置。研究表明：同频同相试验方法完全适用于现场不停电情况,所研制的试验装置通过了试验室不同异常情况下的考核,验证了该试验方法和装置的有效性,并成功地应用于现场耐压试验。     

一种光伏发电系统中辅助电源设计

针对在光伏发电系统中,光伏电池输出超宽电压的特点,设计了一种以SG6840高集成度"绿色模式"PWM控制器芯片为核心的高频单端反激式开关稳压电源.利用三端稳压器TL431配合SG6840实现了对电源电压的控制和稳压输出,并采用光电耦合器件PC817实现了输入/输出的隔离和反馈.这一款电压输入范围为120～850V,输出电压为24V的单端反激式开关电源,为光伏发电系统中的逆变控制系统等提供了可靠的供电电压.实验测试结果表明,所设计的电源具有优良的稳压性能,而且电压纹波小、负载调整率和电压调整率低.目前该电路已作为辅助电源,成功应用在一台光伏发电系统实验样机中.     

基于脉冲阻塞原理的六相连续型交-交变频电源

为充分体现交-交变频电源的优势,在传统的交-交变频技术和脉冲阻塞原理的基础上,论文提出了一种基于脉冲阻塞原理的六相连续型交-交变频电源。该变频电源采用全控型功率器件具有控制灵活、功率器件较少和成本较低等优点。通过脉冲阻塞和变脉宽斩波控制策略的理论分析,推导出了输出电压频率和幅值的相关表达式,实现了输出电压的变频调幅。最后,设计了以dSPACE为控制核心的六相连续型交-交变频电源的半实物仿真平台,分别在两种频率下完成相关实验。实验结果和理论分析一致,验证了基于脉冲阻塞原理的六相连续型交交变频电源的正确性及可行性。     

单频电源平抑风电输出功率优化控制方法

随着电力电子装置应用日益广泛,其产生的大量谐波会导致输出功率降低和电网污染,其中以单频电源最为严重。为解决这一问题,提出一种基于制氢系统的单频电源平抑风电输出功率方法。建立以电解槽开关操作和运行状态为变量的0-1整数规划模型,实现电解槽平抑电源功率波动的优化控制。根据电解槽系统的运行特点,适当调整优先级约束条件,采用隐枚举法进行求解,通过仿真分析验证所提方法的有效性。仿真实验结果表明：采用该方法调节后可有效改善输出电流,输出功率因数达到0.98以上,可得到稳定输出电压且能实现输出电压宽范围调节。     

一种副边斩控无线电能与信息同时传输系统

针对在无线电能传输系统中实现原、副边之间信息通讯的问题,提出一种基于电能传输通道的副边斩控无线电能与信息同时传输新结构及其控制方法,其结构简单,副边仅有一个全控器件.通过理论分析得到副边全控器件导通角与负载电压的关系,副边通过反馈控制调节全控器件导通角实现负载电压恒定输出;通过改变电能传输频率和副边全控器件开关频率进行...     

磁耦合谐振式无线电能传输系统变电容调谐控制方法研究

磁耦合谐振式无线电能传输和电场感应式无线电能传输是当前研究热点。能量传输往往伴随着信息传输,所以海下无线信息的传输也逐渐受到重视并发展。为此提出一种具有共享通道的无线电能与信息传输系统,使功率和信息可以在同一信道进行传输。在一个开关周期中,电能在前半个开关周期传输,数据在后半个开关周期传送。数据通过频移键控FSK（frequency-shift keying）调制方法进行调制,功率传输的频率设置为285.02 kHz。采用二进制频移键控2FSK（binary frequency-shift keying）调制方法,2个信号载波的频率分别设置为1 MHz和2 MHz。水槽实验平台采用35%盐水模拟海水环境。仿真和实验结果很好地验证了理论分析和计算,证实了电能和信息共享通道进行无线传输的系统对海下电气设备进行供电和数据传输的可行性。     

基于DSC整流器和双闭环PR逆变器的模块化中频静变电源

与传统中频电源相比,模块化中频静变电源具有选用灵活、可靠性高、冗余性好、便于系统维护等优点。中频静变电源整流器在控制母线电压稳定的同时还要实现单位功率因数控制。为此,具体分析了双电流环控制策略,给出了双电流环控制器中电压电流正负序分离原理和双dq锁相环的具体实现方法,即延时信号抵消(DSC)和双闭环准比例谐振(PR)。针对逆变器输出电压基波无差跟踪困难、谐波含量高等问题,采用双闭环多重准PR控制策略,实现中频电压的稳定输出。仿真和试验结果表明,双电流环控制器能同时实现母线电压稳定和单位功率因数控制,采用双闭环多重准PR控制策略的中频逆变器能够输出稳定的中频交流电压。