典型500kV输电线路地线金具腐蚀及磨损事件机理分析

通过对几起典型的500kV输电线路地线金具电腐蚀、地线放电间隙发热、光缆金具磨损事件的原因和产生机理进行分析,明确了地线金具腐蚀断裂的原因,并提出了相应建议。     

复合绝缘子陡波击穿原因可视化分析

南方电网某线路在雷击跳闸后,对线路雷击区域用±500 k V直流复合绝缘子按照标准DL/T 810—2002进行例行试验中,有两串复合绝缘子高压端金具护套在陡波试验中发生击穿,但击穿区域现场目测未发现明显致因。为了确定陡波击穿的原因,笔者运用X射线DR检测技术,周详设计实验方案,对被陡波击穿的复合绝缘子金具区段进行多参数、多角度的拍摄,确定了最优拍摄参数,并运用相似原理在所拍摄的X射线结果图中测量了该区段护套厚度,最终确认了陡波击穿原因为复合绝缘护套与金具胶接处有明显间隙和金具尾部复合绝缘覆盖层厚度不匀导致,同时发现了金具端部与第1伞裙之间护套内部靠近金具端部约3 mm处环绕芯棒内部三角气道的缺陷。笔者所确定的最优拍摄参数及检测流程可为X射线对复合绝缘子进行内部结构可视化检测提供依据,而X射线DR检测技术为复合绝缘子不解体、高效率检测提供了方法上的创新。     

电动车组车顶复合绝缘子内部间隙电场分析

车顶复合绝缘子芯棒和护套的界面存在气体或液体间隙时,间隙周围的电场会发生畸变。电动车组频繁的过电压会诱发局部放电,加剧内绝缘的蚀损老化。为了准确评估间隙存在对电场分布的影响,针对车顶绝缘子某次内绝缘击穿事故,基于ANSOFT MAXWELL建立了电动车组母线支持绝缘子的多参数三维有限元模型。分析了存在气体、液体间隙时绝缘子内部电场,同时研究了间隙的尺寸、位置对电场分布的影响。结果表明:绝缘子内部出现气体间隙时,电场强度最大可能提升至无气隙时的2.65倍,进而引发强烈的局部放电;液体间隙内部导电离子浓度较大,电导率达到10-5 S/m时,间隙外部承受的电场强度可能达到49.3 kV/cm;间隙越长或离高压端金具的距离越短,绝缘子内绝缘受到的破坏越重,距离小于5 mm时更为明显。     

防弧金具在高海拔10kV绝缘导线的应用

提出了用韦伯概率分布模型处理多次放电数据的方法,按照绝缘子串耐受且防弧金具间隙击穿的概率达到99.85％的标准来设计间隙距离,该方法准确、易操作.通过试验,得到了昆明高海拔地区（海拔2000m）10 kV架空绝缘导线P15针式绝缘子加装防弧金具的间隙距离.     

“V”型悬垂绝缘子串设计研究

系统地分析了＂V＂型悬垂串设计中应考虑的技术问题,从＂V＂串夹角、受力分析、电压分布、间隙取值、塔头尺寸、金具设计等多方面入手,在＂V＂串受压及预防球头脱落两方面归纳出较为重要的结论,使＂V＂型悬垂串的设计更加科学合理。     

10kV架空绝缘导线防雷保护的措施研究

分析了10 kV配电网容易遭受雷击的原因和绝缘导线雷击断线的机理,计算了不同雷电流的感应雷电压值。研究了氧化锌避雷器、穿刺型防雷金具、可调式保护间隙和采用绝缘塔头及横担的防雷保护原理。运用ATPDraw软件仿真标准雷电压在配电网中引起的感应雷过电压波形,比较了防雷金具与防弧金具的优劣,针对不同绝缘子的保护间隙做了相关击穿性试验。分析表明,根据不同的配电环境和要求,合理选择其中的一种或几种相结合的防雷措施可以有效地降低架空绝缘导线的雷击故障率,从而为10 kV配电网的防雷提供了参考。     

10kV绝缘导线穿刺防雷击断线燃弧金具的研制

分析了10 kV架空绝缘导线遭雷击后断线的机理,结合线路检修接地保护的需要,研制开发了架空绝缘导线穿刺防雷击断线燃弧金具。这种金具集穿刺式雷击放电间隙和检修接地保护的功能,能有效地杜绝绝缘导线遭雷击后断线,又便于在线路检修中挂设检修接地线。介绍了燃弧金具结构、工作原理以及安装。经实践应用,效果良好。     

复合绝缘子局部微间隙对电场分布影响的有限元数值模拟及分析

由于高压复合绝缘子受模压、材料热胀冷缩特性、密封加工工艺等因素的影响,在金具、芯棒和伞裙护套之间容易产生局部微间隙,从而造成局部放电,导致复合绝缘子的耐老化性能降低。将复合绝缘子的静电场无界域问题等效为分层均匀媒质的多介质闭域电场问题,建立三维复合绝缘子模型,采用有限元方法对存在局部微间隙的复合绝缘子的电气性能进行分析,研究局部微间隙不同尺寸及位置对局部和整体电位、电场强度分布的影响规律。结果表明:局部微间隙邻近的3片伞裙的电场强度发生明显畸变,而对其余伞裙的影响可以忽略;局部微间隙尺寸增大将导致相应伞裙的电压承担率增加,球形微间隙表面的场强最大值也逐渐升高,导致微间隙内部区域放电几率增大。     

10 kV配电网架空绝缘导线雷击断线防护

分析了10 kV配电网绝缘导线雷击断线机理,归纳出“疏导式”和“堵塞式”2种防护思路,介绍了基于2种防护思路研制的剥线型防弧金具、放电箝位柱式瓷/复合绝缘子、穿刺型防弧金具、穿刺型放电箝位柱式瓷/复合绝缘子、环形电极带外串联间隙金属氧化物避雷器和穿刺电极带外串联间隙金属氧化物避雷器6种防护产品的结构、特点、应用原则及现场应用情况。     

基于子模型法的金具优化设计及其在±1100 kV阀厅中的应用

对阀厅内部进行金具优化设计,可以有效地改善其表面的电场分布。但将待优化金具置于整体模型中加载计算和单独计算分析的方法,分别会造成增加工作量和产生较大误差等问题。对此,文中提出了基于子模型法的金具表面电场分析及优化设计方法,即从整体模型中精确提取待优化金具的边界条件,并以此为依据在金具周围局部区域的子模型中进行分析及优化设计。为验证所提方法的有效性,分别从理论分析和算例验证两方面进行阐述,之后将其应用于±1 100 k V阀厅内部金具的优化设计中。结果表明,该方法有效避免了对整体模型的反复计算,既保证了计算精度,又提高了计算效率。     

基于DSP和SA4828的电机控制SPWM的研究

为了克服单纯由硬件或软件产生SPWM在占用硬件资源、精度以及稳定性差的缺点,介绍了一种以SA4828为基础产出SPWM方法,并通过DSP来实现.试验结果表明,该方法占用硬件资源少、精度高、稳定性好.     

Realization of 3-degree-of-freedom control using fine-grain parallel processing

The article reports a sprout of 3-degree-of-freedom (DOF) control. The limitation of feedback control, including 2-DOF control, has been raised for a long time; however, a suitable control theory for overcoming those limitations has still not been formulated. An underlying reason is that the disturbance-suppression performance and noise sensitivity cannot be decoupled. Several researches have tried to tackle this problem using a hardware approach, as a noise level depends on a hardware configuration. It should be noted that the hardware design expands spatiotemporal resolution of a system. This approach helps in reducing noise, namely, it works as the 3rd-DOF for a control system. Therefore, an improvement in the hardware design could be a new angle for solving a mixed-sensitivity problem. This article quantitatively presents the relation between noise-reduction performance and the spatiotemporal resolution, and provides a foothold for the 3-DOF control.     

嵌入系统在变电站经济运行控制系统中的应用

针对变压器经济运行控制及备自投实现中存在的系统成本高和可靠性低的问题，设计了一种基于嵌入式的软、硬件系统平台。该平台通过硬件的模块化设计可降低系统开发成本和缩短开发周期。文中讨论了嵌入式硬件平台构架，基于MCF5282的主模块硬件设计，变压器经济运行原理及备自投的实现等问题。初步试验效果令人满意，表明该设计是成功的。     

一种实用的智能仪表防"死机"方法

"死机"是智能仪表的一大顽症.文章中提出新颖实用的智能仪表"防死机"的方法--硬件定时复位法,介绍该方法的硬件、软件设计思路和在IC卡预付费电能表等智能仪表中的应用情况.实践证明:采用硬件定时复位法,可以完全解决一类智能仪表易死机的问题.     

一种通用逆变器的原理分析

随着VVVF逆变器在工业生产中的广泛应用，逆变器的维修工作变得越来越重要。但是，逆变器维修工作是十分困难的，其重要的原因之一是用户对逆变器的内部结构了解甚少。本文介绍了日本富士公司生产的FRN110G7－4EX型变频器的部分线路结构及其原理，以便为设计和维修变频器提供依据和参考。     

Hardware‐oriented ant colony optimization and its application to dynamic route guidance problem

Ant colony optimization (ACO) is based on the behavior of food gathering of ants and it is a powerful search tool particularly when applying it to combinatorial optimization problems. However, ACO has the inherent problem of substantial processing time, because it requires a lot of repetitive calculations. In this article, we propose novel hardware‐oriented ACO (H‐ACO) to reduce processing time. H‐ACO adopts new integer arithmetic instead of conventional floating point arithmetic in the optimization process and it achieves high‐speed processing while keeping the quality of solutions. In addition, H‐ACO reduces the hardware resources, accelerates the clock frequency, and improves the latency, if it is implemented as a dedicated hardware. Furthermore, we also propose a new route guidance algorithm which combines H‐ACO with Dijkstra's algorithm and it can be applied to a dynamic route guidance problem. Experiments using actual map data demonstrate the validity of the proposed route guidance algorithm. © 2011 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

高速信号完整性分析及设计在继电保护装置中的应用

结合新一代高压继电保护ARP-300系列装置的研制过程,介绍了高压继电保护装置核心CPU板的基本功能及其组成,提出了当前新技术条件下继电保护装置在硬件设计与开发过程中所面临的高速信号完整性问题。通过对核心CPU板上关键电路中关键信号的仿真与分析,阐述了关键信号的布线规则设置及实现方法。CPU板卡上具体信号的实际波形测试结果以及对继电保护装置系统性的电磁兼容试验结果表明,对核心CPU板在板级硬件设计阶段所进行必要的信号完整性分析与设计工作,对提高系统硬件研发的一次成功率、提高继电保护装置运行的稳定性和可靠性具有重要的作用。     

SM3算法硬件实现研究与应用

伴随现阶段运用SM3密码杂凑算法的应用不断增加,执行速度和实用效率越来越无法满足用户大数据量实时处理的需求。为了进一步满足大数据时代的安全需求以及提高该算法的硬件效率,本文结合SM3算法特性利用硬件描述语言Verilog对其进行高效的FPGA硬件设计,并利用Xilinx公司软件开发套件进行综合仿真验证,设计相应的接口与驱动软件。最后在ARM和FPGA联合处理平台利用我们设计的SM3完整性认证IP模块,完成对实时视频完整性验证的实际测试。与纯软件实现相同功能相比,时钟仅为100 MHz的情况下,吞吐量提升了2倍以上,大大提升了SM3算法的执行效率,解决了现阶段实时视频认证的难题。     

PLC与变频器在烧结配料控制系统中的应用研究

烧结生产作为高炉炼铁顺利进行的前提,在冶金生产中起着相当重要的作用。配料是烧结的重要工艺环节之一,为了达到降低烧结矿成本,提高烧结矿产量和质量的目的,提高配料系统的管理和控制水平很重要。简要阐述了PLC与变频器在烧结配料计算机控制系统中的具体应用,重点介绍了以PLC和变频器为主的控制系统的硬件组成、硬件选择,以及系统主要控制程序。该系统的准确性和可靠性很高,现场运行表明,较好地改变了配料系统的质量控制,取得了满意的使用效果。     

基于SoC FPGA硬件并行化计算的配电网电压控制技术

随着主动配电网以及物联网技术的发展,无功设备的接入呈现复杂化和边缘化的趋势,电压无功控制的计算也向边缘计算发展。然而由于算力受限,边缘节点纯软件式的计算所需时间较长,无法满足控制实时性的要求。针对此问题,本文提出一种基于SoC FPGA硬件并行化计算的配电网电压控制策略。首先设计了基于SoC FPGA的软硬件计算框架,在此基础上对配电网电压无功优化模型与遗传算法求解方法做了适用于FPGA的针对性改进,最后分模块设计了FPGA硬件求解结构。通过两个算例场景验证可知,相比于边缘节点纯软件式的求解方式,本方法的平均求解效率分别提升了2.41倍和2.15倍,可有效提升电压无功控制的实时性。