棒-棒间隙操作冲击放电过程的试验观测

为揭示操作冲击作用下的棒-棒间隙放电过程,采用CCD高速摄影仪开展了2～10.5m间隙尺度正极性及1～4.5m间隙尺度负极性棒-棒间隙放电观测试验,根据观测结果总结了正、负极性棒-棒间隙放电发展过程,并获取了放电发展过程中跃变尺度、放电发展速度等特征参数随间隙尺度以及放电发展过程的变化规律。在正极性棒-棒间隙击穿过程中,正极性下行先导起主导作用;在负极性棒-棒间隙击穿过程中,梯级发展的负极性下行先导起主导作用;随着放电间隙尺度的增加,起主导作用的放电过程发展尺度占间隙的比例逐渐增加;跃变阶段的正、负极性先导发展速度均随先导的伸长而逐渐增加;负极性棒-棒间隙放电的跃变阶段可观测到空间先导的发展过程。试验观测研究进一步揭示了棒-棒间隙放电发展过程,可为棒-棒间隙放电物理过程研究提供参考。     

基于PSCAD/EMTDC的锁相环建模与性能分析

根据锁相环（PLL）工作原理,在PSCAD／EMTDC中搭建了自定义的PLL模块。在输入电压分别为标准电压、输入电压含谐波、输入电压三相不平衡等几种情况下,对所搭建的自定义模块的动态响应特性和稳态误差变化进行了仿真。通过对PLL系统的线性化模型的分析,得到了PLL的稳定性、稳态误差、调节响应时间和滤波特性。所揭示的PLL参数对PLL各项性能指标的影响为PLL的实际应用提供了参考依据。     

雷云电场作用下±1100kV特高压直流输电线路电晕空间电荷分布特征的仿真研究

为了研究电晕空间电荷对特高压直流输电线路雷电绕击特性的影响机制,基于带通量限制器的二阶有限体积方法,建立了雷云电场下特高压直流输电线路电晕空间电荷分布的数值仿真模型,通过与实验对比,验证了模型的合理性。计算获得典型±1 100 kV特高压直流输电线路电晕起始过程、电晕电流波形和空间电荷分布特征,得出正空间电荷边界在垂直地面方向的平均运动速度为4.05 m/s。考虑到电晕空间电荷引起的电位畸变对雷电上行先导存在屏蔽作用,通过分析不同时刻电位畸变量分布,得出雷云电场下电位畸变集中分布于地线上方,相较于仅存在直流工作电压情况,电位畸变量最大值增加了约20倍。由此推断,受电晕空间电荷影响平原地区±1 100kV线路地线产生的上行先导更易沿水平方向发展。该工作为后续研究电晕空间电荷对特高压直流线路雷电绕击特性的影响奠定了基础。     

雷电上行先导模拟试验用新型冲击电压发生装置研究EI北大核心CSCD

在实验室开展地面物体雷电上行先导特性研究,亟需研制用于电场时变特征等效模拟的新型冲击电压发生装置。该文聚焦于装置研究的关键技术问题,从装置技术要求出发,提出以电容可控充电单元电路为核心的多级串联式装置电路拓扑,分析了单元电路特性及拓扑应用中的主要技术问题。并以1.3 MV电压发生装置为典型实例,提出了装置的具体参数配置方案,通过装置性能分析验证了装置设计的合理性。进而提出实现多级串联的装置具体结构,并通过研制样机开展性能试验验证了该结构的可行性,解决了多级串联式装置电路拓扑的物理实现问题,为最终实现雷电上行先导模拟试验用新型冲击电压发生装置提供理论指导和实践依据。     

避雷针迎面先导发展物理过程仿真研究

开展避雷针迎面先导起始及发展过程的仿真研究对建立正确的雷电屏蔽分析模型具有重要意义。基于长间隙放电的物理机制,建立了包括正极性电晕起始与流注发展、先导起始、先导–流注体系发展等物理过程的迎面先导发展物理过程仿真模型,并使用实验室和自然雷电条件下的迎面先导发展过程观测结果对其进行了验证,最后采用该模型对避雷针迎面先导特性进行了分析讨论。结果表明:该模型的计算结果与实验室条件下和一次自然雷电条件下获得的正极性迎面先导发展过程观测结果相吻合;迎面先导起始时刻随着雷电流幅值和避雷针高度的增加而提前;避雷针迎面先导的发展过程主要受雷电流幅值、避雷针高度影响,其发展速度随着下行先导的趋近而逐渐增加;由实验室条件下的正极性棒–板间隙放电获得的先导起始特性直接用于自然雷电中正极性迎面先导起始的计算,以及在迎面先导发展过程的计算中假设迎面先导发展速度与下行先导发展速度成一固定比例是不合适的。     

长间隙放电综合观测系统的建立

为进一步深入研究长间隙放电机理和特性并以其模拟雷击放电,采用光学成像、传感、数据采集等最新技术和仪器,初步建立了一套由高速摄影仪、冲击电压分压器、Rogowski线圈电流测量仪、集成光波导暂态电场测量仪、普通摄像机等组成的长间隙放电综合观测系统,并详细介绍了该观测系统的结构及各观测手段的技术原理和特点,给出并讨论了3m棒板间隙正极性操作冲击放电过程典型观测结果。研究表明:与传统观测手段和系统相比,作者建立的观测系统具有光学图像清晰直观、观测和测量速度快、抗干扰能力强、信息数据量更加丰富等优点,可作为长间隙放电研究的重要观测手段。     

云广±800kV直流输电线路雷电绕击特性研究

基于下行雷闪发展的物理过程，采用模拟电荷法，建立了计及工作电压的直流输电线路雷屏蔽性能仿真模型。应用该模型分析了云广特高压直流输电线路ZV2型杆塔的绕击特性。     

同塔双回直流输电系统过电压特性研究

对于同塔双回直流输电系统,考虑到其线路之间的电磁耦合,一极发生故障将同时在健全极线感应出过电压,对正常运行极的换流站设备和线路造成影响,因此笔者认为对同塔双回直流输电系统换流站的过电压特性的研究是同塔双回直流输电工程设计的核心技术环节。为了进行具体的研究分析,笔者以溪洛渡±500 kV同塔双回直流输电工程为例,结合此工程主回路设计方案,利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件,对±500 kV同塔双回直流输电工程的各种过电压特性进行系统研究。通过系统模拟仿真,综合分析避雷器限压作用的影响,这些研究对于防范类似故障的发生以及处理等具有一定的借鉴意义。     

PLL动态性能对HVDC系统启动过程的影响

为了给高压直流输电系统选择合适的锁相环(PLL)参数,在PSCAD/EMTDC环境下,对CIGRE HVDC Benchmark模型的启动过程进行了仿真,得到了采用不同阻尼比和不同自然角频率PLL条件下的整流侧电流波形、逆变侧定电流和定熄弧角控制切换波形、PLL误差波形。仿真结果表明:在高压直流输电系统的启动过程中,随着PLL阻尼系数ζ或自然角频率ω0取值的增大,电流波动增大,直流电流到达额定值的时间、逆变侧控制切换点的时间也变长。建议PLL阻尼系数ζ宜在0.707～1.414之间取值;自然角频率ω0应适当取小。     

以学生为中心的高电压实验教学探讨

针对高电压实验教学存在内容形式单一等问题,遵循"以学生为中心"的教学理念,对实验教学内容、教学资源、教学方法及教学评价等进行了改革探索,融合科学研究前沿与爱国主义教育,重视学生的思维活动,以促进学生自主学习,适应新工科教学的需求.