用LabVIEW开发射频超导谐振腔垂直测量远程测试系统

射频超导谐振腔垂直测量系统涉及到频率、功率、温度、压力等多个参数的测量,为了保证测量的同时性,提高准确性和精度,需要用计算机来进行控制。为此,我们用LabVIEW开发了射频超导谐振腔垂直测量远程测试系统,通过它实现对仪器的远程控制,采集所需数据,经过数据处理后动态地反映测试结果,提高系统运行的效率。本文介绍射频超导谐振腔垂直测量系统的组成和参数测量原理、系统软件体系及主要功能模块的实现。     

纳米合金薄膜Ni-P的结构和磁性

用化学沉积法制备了纳米合金薄膜Ni100-xPx(x=2.40,2.89,3.60,4.64,5.45),7.64,8.16,12.07）系列样品。沉积态样品处于亚稳定的纳米晶状态。用X射线衍射分析方法测量子沉积态样品和经过热磁处理后的样品的结构与颗粒度。利用振动样品磁强计测量了热磁处理前后的磁学参数以及这些参数随磷含量的变化。经过热磁处理后形成顺磁化合物Ni3P0对部分样品还用超导量子干涉磁强计测量了低温下的磁滞回线。     

基于分布式光纤测温技术的超导电缆 局部失超检测和保护方法

现有失超保护方法大多只能检测出整体失超故障,而不能有效反映局部失超故障。为此,根据超导电缆发生局部失超后,导体层沿线温度波形出现波峰特征,提出了一种基于分布式光纤测温技术的超导电缆局部失超检测和保护方法。该方法利用光纤测温系统测量超导电缆导体层沿线温度,使用高斯滤波进行测温数据的消噪处理,通过多分辨形态学梯度(MMG)辨识沿线温度波形中波峰的上下边沿,进而计算确定局部失超发热区域。最后根据发热区域的大小和温升情况,进行告警和跳闸。仿真结果表明,所提出的方法具有良好的抗噪性能,可准确检测和判断失超发热区域和失超故障严重程度,有效保证超导电缆运行安全。     

基于无线测温的热缺陷检测系统在35kV开关柜中的应用

介绍了热缺陷检测系统的技术原理、功能。对内蒙古某变电站35 kV开关柜热缺陷检测系统的应用情况进行了分析,将测温传感器安装到带电物体表面,直接测量带电物体的温度,能够在设计距离内通过非接触手段获得监测节点的温度数据,实现对高压开关柜中断路器触头和电缆接头温度的实时监测。系统的应用可有效监测并预警开关柜的发热故障,经济效益显著。     

10 kV磁偏置超导限流器限流阻抗特性实验研究

结合系统运行工况,建立10 kV电网短路限流暂态过程数学模型,分析不同阶段的限流机理,给出磁偏置超导限流器阻抗特性变化趋势。搭建10 kV系统磁偏置超导限流器阻抗特性试验电路,测量不同限流工况下的电流波形,获得磁偏置超导限流器阻抗特性的等效方程和变化规律曲线。研究结果表明：稳定运行阶段,磁偏置超导限流器的等效阻抗为0.13 Ω;初始限流阶段,在设置的工况1、2下磁偏置超导限流器的电流峰值限流率分别为13.18 % 和8.98 %;稳态限流阶段,磁偏置超导限流器的等效阻抗为1.667 Ω,在设置的工况1、2下其电流峰值限流率分别为16.23 % 和14.13 %。给出限流器初始限流阶段阻抗特性数学方程。     

10kV室内开关柜高压触点温度无线监测系统的设计

基于电力系统中对10k V室内开关柜高压触点温度测量的实际需求,本文设计了一种开关柜高压触点温度无线监测系统,系统采用Zig Bee网络技术实现温度数据传输,温度传感器采用氧化铝导热陶瓷封装,系统通过测试,能够实现对开关柜高压触点温度监测和故障温度报警功能。     

激光触发变磁超导断路开关和功率脉冲电源

为了实现超导环境下电感储能的快速释放,设计了一种基于Meissner效应的激光触发变磁超导断路开关,基于该断路开关的电感式功率脉冲电源采用外置工频供电常温充电器,采用LCC逆变电路,省去中间的高频变压器,逆变输出直接整流对中间储能电容充电、再由电容向超导电感放电储能的拓扑结构。首先进行变磁超导断路开关的结构设计,说明其基于Meissner效应的工作原理及进行影响断路性能的因素分析。之后利用有限元分析的方法,对超导薄膜失超前后开关内磁场分布进行仿真分析,并动态地模拟了耦合电感次级所获得的脉冲电流输出。在给出整个电感式功率脉冲电源系统的电路结构并简单分析了LCC逆变充电器的工作原理和参数选择方法后,对用固态开关模拟超导开关断开脉冲变压器初级最大电流而得到次级高压脉冲输出的工作进行了仿真和实验分析。结果表明,按所选取的参数,电源可实现前沿1.0μs、幅值30kV、脉宽(90%幅值)1.5μs的高压脉冲输出,重复工作频率可>2.5kHz;也可实现前沿8ns、幅值4.8kA的电流脉冲电流输出,充电器不仅实现了对中间储能电容的快速充电,而且稳态工作时的损耗不超过输入供电的5%。     

超导储能装置提高风电场暂态稳定性的研究

对风电场安装使用超导磁储能装置增强风电场暂态稳定性进行了研究。在建立超导磁储能装置模型的基础上,提出了改善并网风电场暂态稳定性的超导磁储能装置控制策略,采用以网侧电压定向的矢量控制方案并通过附加前馈项实现其输出有功功率、无功功率的解耦控制。在电力系统分析软件DIgSILENT/PowerFactory中建立了超导磁储能装置及其控制的仿真模型,基于实际电网及风电场的仿真结果验证了所建模型的正确性、控制策略的可行性。简要介绍了超导磁储能装置在并网风力发电系统的应用前景。     

基于超导磁储能的电力系统机电扰动传播控制

基于超导磁储能提出了一种机电扰动传播控制新方法.根据机电波理论,给出了影响机电扰动传播的电力系统机电波特性阻抗;探讨了采用计算或测量求得离散电力系统机电波特性阻抗的方法;提出了超导磁储能机电扰动任意透射系数控制器原理.利用PSS/E电力系统仿真软件,在WECC 127母线系统上进行了仿真试验,按照设计要求,扰动被控制在一定区域或实现了所设计透射系数的机电扰动控制,初步证明了超导磁储能机电波扰动控制器的可行性和有效性.     

超导储能装置提高风电场暂态稳定性的研究

对风电场安装使用超导磁储能装置增强风电场暂态稳定性进行了研究.在建立超导磁储能装置模型的基础上,提出了改善并网风电场暂态稳定性的超导磁储能装置控制策略,采用以网侧电压定向的矢量控制方案并通过附加前馈项实现其输出有功功率、无功功率的解耦控制.在电力系统分析软件DIgSILENT/PowerFactory中建立了超导磁储能装置及其控制的仿真模型,基于实际电网及风电场的仿真结果验证了所建模型的正确性、控制策略的可行性.简要介绍了超导磁储能装置在并网风力发电系统的应用前景.     

机动车尾气在线测量取样气路设计

机动车高温尾气流量和预处理后样气流量是测量机动车尾气中COx、NOx、THC等气体成分含量时的重要参数.基于伯努利原理和流体连续性方程,详细讨论了高温尾气的质量流量测量方案;以改进型皮托管、热电偶、压力计和压差计为检测器件,设计了尾气质量流量测量气路;以改进型孔板、压差计为检测器件,设计了预处理后样气质量流量测量气路;同时以MSP430为核心设计了电子测量电路;实验对比结果显示,系统可以准确的得到机动车尾气质量流量和预处理后的样气质量流量,其中机动车尾气质量流量偏差小于2.9%,预处理后的样气质量流量偏差小于1.2%.     

基于协同学理论的小电流接地系统单相接地故障选线方法

提出了一种基于协同学理论的小电流接地系统单相接地故障选线方法。利用协同学理论下的绝热近似等效原理将描述故障的方程组中的变量划分为快驰豫参量和慢驰豫参量,并消去前者使方程简化;将选线过程视为序参量动力学系统的运行,通过研究实验样本在该系统中的演化判断其结构和最终状态,从而选出故障线路。该方法提取模式的整体特征,可有效避免选取特征量时的困难。实例分析表明,该方法有效可行并具有很强的抗干扰性。该研究对协同学理论在电力系统中的应用有启发作用。     

涡流法电阻率测试仪的设计

电阻率作为导电材料最重要的特性参数之一,具有十分重要的意义,通过检测导电材料的电阻率分布可以对材料的加工过程进行控制或者区分成品材料的应用范围。传统的电阻率检测方法很难应用于各种高温高压的环境,也不能满足无接触检测的需求,所以迫切发展一种能够在恶劣环境下无接触检测材料电阻率的检测方法。根据涡流法电阻率检测具有无接触、精度高、成本低、检测速度快、能够在恶劣环境下工作等特点,提出了一种通过涡流感应对导电体的电阻率进行无接触检测的系统。设计了检测系统的硬件,并利用移相技术和相关检测的算法成功实现了在涡流检测中对微弱信号的幅值、相位二维信息的提取。     

基于可调谐激光吸收光谱技术的硫化氢检测方法研究

硫化氢气体在线监测对于控制其泄漏风险、保护环境十分重要。可调谐激光吸收光谱技术具有灵敏度高,速度快,特异性强等优点,在气体在线检测领域具有十分广阔的应用前景。研究了基于可调谐激光吸收光谱技术的硫化氢气体检测方法,及针对测量条件变化的校正方法。测量系统采用温度与电流调谐两种方式,不仅扩展了调谐范围,并且保证了调谐速率与稳定性,在锁相检测技术基础上,实现了气体吸收信号二次谐波分量提取。分析了气体压力与温度对于吸收光谱测量影响,提出了基于参数拟合的校正方法。实验结果表明,所研究的检测系统可实现硫化氢气体高灵敏检测,校正方法可有效消气体温度、压力等条件变化对于建模预测结果的影响。     

空冷机组喷雾降温系统的设计研究

在夏季高温时节,空冷发电机组通常不能满发.采用喷雾降温系统后,可提高空冷塔散热器进风侧的换热性能,降低汽轮机背压,提高机组的出力.结合直接空冷和间接空冷机组中的应用实例,对汽轮机背压、环境温度、喷雾水量等参数进行计算分析,并优化了喷淋泵组、喷嘴型式、电气控制等相关配置,提出了完整的设计思路和解决方案.     

外置胎压检测系统设计

汽车胎压检测装置越来越多地加入到车载控制系统中,为减少交通事故做出很大的贡献。然而,现有车载胎压检测系统多内置于轮胎中,出现故障难以修复。目前,只有新上市的汽车配备有车载胎压检测系统,老旧汽车亟待配备胎压检测系统。针对内置胎压检测系统的缺陷及老车对胎压检测系统的需求,设计了一种外置胎压检测系统,该系统分为检测装置和监控装置两部分。检测装置以 BOSCH 公司的胎压检测芯片 BMP180位传感原件,以低功耗蓝牙芯片DA14580为控制器。监控装置以 STM32L152RBT6为控制器,同样以 DA14580为蓝牙传输芯片。该系统可以实现胎压、胎温实时监控以及危险报警,具有可靠性高、成本低等特点。     

质子交换膜燃料电池控制系统的研究

质子交换膜燃料电池(PEMFC)控制系统,以工业控制计算机为核心,采用了数字比例积分微分(PID)计算机控制技术,通过质量流量控制器进行进气流量和尾气流量的控制,实现了稳定的双路协调的压力控制。并且,通过对循环水流速的控制,实现了稳定的电堆温度控制。此控制系统的气体压力值和电堆温度值可以任意设定在具体实验要求的某一数值。并且此系统的人机对话界面可以方便地实现控制状态的设定,可以进行实时的实验监控和数据存储以及数据查询。经实际应用证明,此控制系统控制稳定、实用性强,可应用于100～5 000 W的PEMFC发电系统的实验研究。     

基于MSP430单片机的膛压测试系统设计

介绍了一种基于MSP430单片机的小型膛压测试系统的设计。该测试系统体积小、能够承受600MPa的压力、功耗低、可以用电池供电,不需要外部引线,适用于中小口径火炮的膛压测试。可以在现场实时实况的记录被测弹体的相关动态参数,并能够在系统掉电的情况下保持测试所得的数据,以便于回收后准确的回放所记录的数据以供分析。同时介绍了此测试系统的硬件软件设计,并对整个系统的状态转换进行了详细的分析,给出了该测试系统的典型应用。     

基于LabVIEW的望远镜故障诊断与监测系统

目前大多数大型光电设备中不具备在线故障诊断与监测系统,研发出一套基于LabVIEW的大望远镜的故障诊断与监测系统。此系统通过一个标准化采集存储模块,通过外接不同传感器,可实现对大望远镜中转台位置、速度、加速度、跟踪误差的实时测量、采集、存储、显示及分析,可实现对电压、电流、气压、温度、湿度等电气及环境的在线监测,可监测各分系统运行状态及限位状态,判断故障源位置,进而实现大型望远镜的调试、运行时在线监测与控制,便于设备故障提前预防及快速事后维护。另外此系统易扩展,为改进与完善该系统提供了丰富的接口。     

基于DWT-PNN的柔性直流输电系统故障检测方法

柔性直流输电系统故障极大地影响了电力系统的稳定性.现有输电线路故障检测方法存在阈值选取困难、对过渡电阻阻值变化敏感、检测时间长等问题.提出一种基于小波能量占比的使用概率型神经网络(PNN)进行故障类型检测与位置判别的方法.通过对不同故障类型下的母线和线路测量电压进行快速傅里叶分析得出暂态电压频率特性,再利用离散小波变换(DWT)求得不同尺度下的小波能量特性,通过大量的离线仿真数据对PNN进行训练,根据PNN的输出结果实现故障类型与故障位置的精确判定.在PSCAD/EMTDC仿真环境下搭建了四端柔性直流电网电磁暂态模型进行仿真验证,结果表明所提方法可以准确地对高阻接地故障的故障类型与位置判别进行检测,不受过渡电阻阻值影响.