基于黑盒子方法的GIS内电压互感器高频电路模型的建立

为了研究气体绝缘变电站内的开关操作产生的陡波前过电压(VFTO)通过互感器对二次设备的影响,需要建立它们的高频电路模型。笔者提出了一种基于黑盒子方法的电压互感器(PT)高频电路模型的建立方法。该方法在应用矢量匹配法逼近PT导纳参数矩阵Y(s)的基础上建立了其π型等效电路,然后运用福斯特型RLC电路综合方法实现了该电路模型。为了保证电路模型仿真时的稳定性,对Y(s)的实部进行了无源性修正。由于该方法保证了所建模型的宏观无源性,所以建立的电路模型可以进行稳定、准确的数值仿真。对一个实际PT的测量和仿真计算验证了该方法的有效性。     

气体绝缘变电站内PT的特快速暂态仿真建模

为了计算气体绝缘变电站(简称GIS)内由开关操作等对二次设备产生的传导干扰，必须建立电压互感器(简称PT)、电流互感器(简称CT)的高频模型(≥10MHz)。为此，提出了建立PT高频电路模型的新方法。首先根据互感器输入、输出端口之间的实测频率响应，用矢量匹配法(Vectoi Fitting Method)采用有理函数拟合其频域传递函数；然后根据实际需要，对该传递函数进行降阶处理；最后，应用一种特定的RLC电路综合方法建立了该PT的电路模型。该方法具有简单、有效和通用的特点，对于任何形式、任何电压等级的互感器均可使用。     

气体绝缘变电站内电压互感器高频传输函数模型的建立

为了计算气体绝缘变电站 (GIS)内由开关操作等对二次设备产生的传导干扰 ,必须建立电压互感器、电流互感器的高频模型 (f≥ 10MHz) ,提出了通过拟和TV/TA传输函数的幅度平方函数得到该传输函数的新方法 ,并建立了某GIS电站内 170kV感应式TV从 1MHz到 6 0MHz高频传输函数模型。拟和方法采用了运算速度快、拟和结果准确、稳定的矢量匹配法     

互感器宽频传递特性的散射参数测量法

为了建立互感器的宽频电路模型,准确预测变电站内由开关操作对二次设备形成的传导干扰,需要先知互感器的宽频传递特性。本文提出测量电压互感器宽频传递特性的散射参数方法,并对测量结果进行级联分析,消除引线误差,最终得到该互感器的散射参数。测量结果表明,该方法与脉冲法的测量结果一致,且测量结果信噪比高、范围宽,方法简单快捷。     

计及寄生参数效应的铁氧体共模扼流圈二端口网络的建立

共模扼流圈的寄生参数在高频时对滤波器的性能有重要影响,准确建立其对应的差模和共模二端口模型对设计电磁兼容滤波器以及改善其性能具有重要意义。对差模电路,通过建立静电场模型并计算匝间部分电容可得到等效寄生电容,进而获得二端口内各支路的电容参数;测量其谐振频率,可得到差模漏电感。对共模电路,通过建立时谐磁场模型,采用类比有限元法可求解磁心等效电感和电阻;测量其谐振频率,可得到考虑环境因素后的寄生电容。测量扼流圈二端口在输入、输出匹配状态下的散射参数,间接得到滤波器差、共模电路对应的二端口网络各支路的阻抗或导纳。散射参数法的测试与"谐振频率+有限元法"建立的阻抗取得较好的一致,说明模型的准确性和测试方法的合理性。     

电流互感器宽频等效电路模型的分频段建模

变电站内开关操作时,会在母线上产生包含着很多高频分量的瞬态过电压和过电流。为了预测这种瞬态过程中某一频段对二次回路的传导干扰电流,需要建立变电站内电流互感器各个频段的模型。先用矢量匹配法拟和测量电流互感器所得到的宽频电流传输特性数据,然后在得到传输函数的基础上介绍了一种输入端接电阻的二端口网络综合方法。为了验证该方法的正确性,对一台500kV的电流互感器用该方法进行了分频段建模,并用PsPice软件对电路模型进行了仿真计算,其结果表明电路模型传输特性和测量得到的电压的传输特性吻合。     

GIS电站内传导干扰计算模型的建立

为了仿真计算GIS电站内由开关操作在二次回路产生的传导干扰,提出了GIS传导干扰整体计算模型的概念,并建立了模型。在这个整体模型中,用有理函数建立了用于计算容性传导耦合的PT/CT的高频模型和用于计算阻性传导耦合的多端口地网模型。这些模型是基于实测数据采用矢量匹配法建立的。把这些有理函数模型植入EMTP后,不仅可以计算一次系统的特快速暂态过电压和暂态地电位升高,还可计算二次系统的干扰信号。     

变电站二次系统雷电过电压传导干扰的建模与计算

计算雷电过电压在电站内的传导干扰对变电站内二次设备的电磁兼容设计和变电站安全可靠运行具有十分重要的意义,为此,必须建立电压互感器(TV)和二次电缆在雷电过电压下的计算模型。介绍了基于TV和二次电缆的二端口宽频网络参数建立的级联的传输参数模型,运用矢量匹配法对该级联的频域传输参数进行拟合,然后利用时域递归卷积,计算了雷电过电压经过电压互感器和二次电缆后的输出电压,并与测量结果进行了比较,验证了方法的正确性和有效性,为变电站二次设备电磁兼容设计提供参考了依据。     

基于内网实测信息的两端口外网静态等值参数估计方法

为求解外网信息未知的外网静态等值参数,提出了外网扩展电压源支路Ward等值电路模型(extend edvoltage-source branch Ward-equivalence model,EWM)及其等值参数的2阶段估计方法.第1阶段,以边界点的等值注入功率和边界点间的等值导纳为等值参数,形成外网的简化Ward等值电路,建立其等值参数的多时段最小二乘估计模型.第2阶段,以电压源串联阻抗的等值支路代替边界点的等值注入功率,形成扩展电压源支路Ward等值电路模型,然后考虑2个电路模型等值参数间的约束关系,建立第2阶段等值参数的最小二乘估计模型.最后,采用高斯牛顿法,依次求解2阶段的等值参数,并以后者作为外网的等值参数.由于第1阶段等值参数的约束作用,降低了第2阶段等值参数间的耦合作用,从而保证了其等值参数的准确性.IEEE 39节点系统计算验证了论文方法的有效性.     

一种考虑开关暂态的电容器充电电源仿真模型

串联谐振式充电电源工作在高频开关状态,由电源主电路传导至测量电路、控制电路的干扰不仅要考虑开关频率干扰,也要考虑开关暂态干扰。提出了一种利用输出电流波形幅值计算谐振回路中集总参数的方法;通过列写高频变压器简化二端口网络入端阻抗方程,改进并建立了包含分布电容的高频高压变压器模型;验证了一种可模拟半导体开关反向恢复过程的数学模型,该模型通过计算器件反向恢复过程中的p区多余存储电荷,来判断反向恢复过程中的不同阶段并进行过程拟合。利用所建电源模型对工作频率为20 kHz的40 kW/10 kV充电电源开关暂态过程进行了仿真,并和充电电源样机实测数据进行了对比。模型仿真结果可良好吻合实验结果,为分析和减小高频高压充电电源传导干扰提供指导作用。     

电压互感器的高频无源电路模型

提出了一种获得微观无源的PT高频模型方法,该方法首先利用矢量拟合获得Foster形式的网络函数稳定的表达式,然后利用起作用集方法求解带约束条件的二次规划获得满足无源的Foster形式的网络函数,最后综合获得微观无源的电路模型。根据无源修正前后网络函数的对比验证了本文所提方法的有效性。     

使用辨识得到的运算电感模型估计同步发电机d轴等值电路参数

提出了一种利用辨识得到的运算电感模型确定同步发电机d轴等值电路参数的方法。由于辨识得到的运算电感模型的参数通常带有误差,直接根据解析公式求取的等值电路参数值可能远离其真值。为获得较为准确的等值电路参数值,首先将用解析公式计算得到的等值电路参数值作为初值,然后基于发电机的混合状态模型,用预测误差法对等值电路参数进行估计。数值仿真的结果验证了本文所提方法的有效性。     

水电站过渡过程中压力管道的电路等值模拟新方法

根据有压管道的非恒定流方程建立水电站均匀压力管道的p型等值电路模型,将不同长度的压力引水管道采用1个或多个p型模型等效,从而得到整个引水管道的等值电路模型。新方法可用于压力管道的快速建模,建立入流和出流2个断面的流量－水头压力的状态框图,便于研究者构建整个水力系统的模型以研究水电站过渡过程中水机电之间的相互影响。最后对不同类型水击和不同长度的压力钢管进行仿真,并将电路等值方法和特征线方法比较。仿真结果表明电路等值方法正确、有效。     

变压器绕组的特快速暂态建模

为了研究陡波前过电压对变压器的影响,从短路导纳参数出发,提出了一种建立变压器绕组高频集中电路模型的方法.该方法首先由短路导纳参数计算绕组各匝的电压传递函数,并利用矢量匹配法对得到的电压传递函数进行有理函数逼近;其次,对得到的有理函数形式的传递函数利用多点Pade逼近进行阶数缩减,得到变压器绕组电压传递函数的降阶模型;最后,运用网络综合技术建立变压器绕组的高频电路模型.该电路模型仅由R、L、C和理想变压器构成,其模型参数可以根据电压传递函数的极点和留数非常方便地得出.通过对电路模型的仿真结果与实际测量结果进行比较,验证了本文方法的正确性.     

直流熔断器短路分断试验的等效方法研究

直流熔断器进行大短路电流分断试验的成本很高,制约了高分断能力直流熔断器的发展。根据直流熔断器的特性提出了保持试验一致性的三个等效条件：弧前时间一致、燃弧能量一致、恢复电压一致,据此提出了两种等效试验方法。方法一适当提高直接试验回路的电阻值,方法二采用电容器组作为电源,通过合理的参数设置可保证两种方法与直接试验具有较高的等效性,同时又降低了试验成本。讨论了两种方法的参数设置和等效性,最后以额定1 200 V,1 250 A及额定1 200 V,200 A两种直流熔断器进行110 kA短路分断试验为例,对比了两种等效试验方法和直接试验的结果,验证了所提方法的有效性。该方法可参考应用于直流限流断路器的短路分断试验。     

高压直流输电系统短路比在线估计

高压直流输电系统中,获得实时短路比具有重要意义,其关键是实时取得交流系统的短路容量.基于戴维南等值电路,提出一种利用独立随机矢量协方差特性求解戴维南等值参数来计算短路容量,从而获得短路比的方法.为避免传统方法中戴维南等值参数的漂移问题,根据交流侧电气量测量值,求取其均值和偏差,利用独立随机矢量协方差特性对阻抗解析式进行简化,采用滑动数据窗在线计算得到等值阻抗.用等值阻抗计算得到交流系统短路容量,从而计算实时短路比,实现高压直流输电系统短路比的在线估计.通过理论仿真和对德阳-宝鸡±500 kV高压直流输电工程实测数据的分析,验证了方法的准确性和实时性.     

利用数值仿真方法确定三相变压器深度饱和等效电路模型参数

精确的变压器深度饱和模型是分析电网过电压暂态过程的基础。而目前端口试验的方法只能得到额定运行时等效电路模型的参数,却无法得到过电压下深度饱和区的参数。该文提出利用数值仿真的方法确定三相变压器深度饱和等效电路模型参数,数值仿真的方法分为两种,包括基于端口数值试验的方法和基于电磁场分布计算磁阻方法。前者通过磁场和电路耦合的方法在变压器的端口设置开路或短路状态以确定等效电路参数,后者利用变压器各部分的磁通和能量的积分结果计算磁阻,再转换得到等效电路参数。计算磁阻的方法更适用于分析拓扑复杂、深度饱和的变压器等效电路模型参数。