柔性直流光纤电流互感器阶跃响应特性研究

传统直流光纤电流互感器无法满足柔性直流输电工程的高速响应需求,因此需要研究直流光纤电流互感器的阶跃响应特性及其动态性能改善方法。文中结合直流光纤电流互感器的离散数学模型,对其动态特性进行了全面的仿真、计算和实验研究,结果表明：影响直流光纤电流互感器阶跃响应特性的关键参数是渡越时间、前向通道增益、滤波器阶数和通讯延迟。搭建了直流光纤电流互感器阶跃响应测试平台,经参数优化后的直流光纤电流互感器的阶跃响应上升时间小于50μs,满足相关应用要求。     

柔性直流输电用±500kV直流全光纤电流互感器研制及测试

柔性直流输电对直流互感器的延时时间及阶跃响应上升时间均有较高要求,针对即将建设的张北柔性直流输电工程的应用需求,研制了一种柔性直流输电用±500 kV直流全光纤电流互感器。直流全光纤电流互感器采用Faraday磁光效应原理,采用光纤作为传感介质。文中介绍了直流全光纤电流互感器的原理及构成,对全光纤电流互感器的线性双折射抑制技术、玻片温度自补偿技术及抗振技术等关键技术进行了深入分析,并给出了样机的主要性能测试情况。测试表明,文中研制的柔性直流输电用直流全光纤电流互感器测量精度为0.2级,延时时间25μs,阶跃响应上升时间40μs,主要技术指标(包括测量精度、延时时间、阶跃响应上升时间、温度稳定性、抗振性能及绝缘等)能够满足张北柔性直流输电工程的应用需求,直流全光纤电流互感器在柔性直流输电系统具有很好的应用前景。     

闭环全光纤电流互感器阶跃响应上升时间研究

应用于柔性直流输电工程的闭环全光纤电流互感器(FOCT)为满足工程应用,需使用长距离保偏光缆实现偏振光信号的远距离传输,对其阶跃响应上升时间的影响尚未论证。此处从工作原理及输出特性两个方面分析了闭环FOCT采用M阶滑动平均滤波器特性、阶跃响应上升时间,并进行了仿真及试验验证,结果表明:影响阶跃响应上升时间的关键因素为光路渡越时间和滑动平均滤波器阶数,滤波器积分时间与闭环FOCT阶跃响应上升时间正相关;增加300 m保偏光缆后闭环FOCT阶跃响应上升时间显著增加,通过控制滑动平均滤波器的积分时间可使闭环FOCT阶跃响应上升时间及测量性能与不增加长距离保偏光缆保持一致,解决了闭环FOCT增加保偏光缆引起阶跃响应上升时间增加的问题,满足柔性直流输电工程对其快速响应及特性稳定的需求。     

一种直流电流互感器阶跃响应校验系统

为了实现直流电流互感器阶跃响应延迟时间和上升/下降时间等暂态性能参数的校验,提高直流互感器的暂态特性试验能力,在分析直流互感器稳态校验技术和暂态阶跃响应校验特性的基础上,研制了一种基于重采样技术和LabVIEW测量技术的直流电流互感器的阶跃响应校验系统。在实验室对全光纤电子式直流电流互感器阶跃响应特性进行试验,试验结果表明该校验装置能够准确测量直流电流互感器阶跃响应延迟时间和上升/下降时间等暂态性能参数,有效提高对直流互感器性能的甄别能力。     

柔性直流输电用直流电流互感器保护特性试验技术研究及其测量装置研制

针对柔性直流输电用直流电流互感器保护特性试验技术及试验设备难以满足现状的问题,开展阶跃响应特性及相关保护特性试验技术研究,提出基于模块化组合方式的直流电流互感器阶跃响应试验技术,研制直流电流互感器阶跃响应测量用的快速上升长脉宽试验大电流源,完成柔性直流输电用直流电流互感器阶跃响应等验证试验。仿真和试验结果表明,所提出的柔性直流输电用直流电流互感器保护特性试验方法,可大幅度减小试验电源容量,满足标准要求的快速上升长脉宽阶跃方波大电流模拟输出,其性能满足柔性直流输电工程用直流电流互感器保护特性及阶跃响应试验要求,解决直流互感器保护暂态特性难以准确评价的难题。     

±800kV特高压直流全光纤电流互感器研制及应用研究

文中介绍了一种作者研制的新型±800 kV特高压直流全光纤电流互感器,并进行了为期1年的试运行。直流全光纤电流互感器采用Faraday磁光效应原理,采用光纤作为传感介质。文中介绍了±800 kV直流全光纤电流互感器的原理、构成、关键技术、测试试验及试运行情况,针对不同的直流保护方案提出了直流全光纤电流互感器的配置建议。测试试验及试运行表明:文中研制的直流全光纤电流互感器测量精度达到0.2级,阶跃响应小于125μs,主要技术指标(包括测量精度、响应时间、温度稳定性、抗振性能及绝缘性能等)能够满足特高压直流换流站的应用需求,直流全光纤电流互感器在特高压直流输电系统具有很好的应用前景。     

全光纤电流互感器动态特性实验研究

全光纤电流互感器(FOCT)克服了电磁式电流互感器在暂态响应方面的弱点,满足现代电力系统对电流值实时精确测量的需求。为保证挂网使用时系统动态特性稳定符合使用要求,对光纤电流互感器的动态特性进行实验研究。根据光纤电流互感器原理建立动态模型并推导出传递函数,评估FOCT的动态特性;进一步分析该动态模型中几个重要参数与闭环带宽的关系,通过实验验证了系统闭环带宽与延迟光缆长度成反比,与前向通道增益成正比。并且与影响前向通道增益的主要参数:增益调节系数、干涉光强、和采样点数同样成正比。为了光纤电流互感器在设计和实际使用中保证一定的动态性能,在延迟光缆长度的选取、对影响系统前向通道增益各参数的选择等方面,提供了理论基础和参考依据。     

光纤电流互感器控制模型及误差特性仿真

光纤电流互感器(FOCT)以Faraday磁光感应原理为基础,通过采用高速信号处理单元及电光相位调制器构建数字闭环反馈系统,实时测量光波环路中非互易性相位信息,从而获取被测外部电流信息。FOCT克服了电磁式电流互感器在暂态响应等方面的局限性,满足现代电力系统对电流值实时准确测量的需求。通过分析FOCT功能结构及信号传递过程,建立FOCT的数字闭环反馈模型,推导FOCT的传递函数,构建Lab VIEW仿真系统。进而评估幅频特性、相频特性和阶跃响应等动态特性,分析FOCT在光纤匝数、渡越时间和温度等影响因素下的动态测量能力。仿真结果表明,系统带宽与光纤匝数呈正相关关系,与渡越时间呈负相关关系,与温度呈正相关关系。为光纤电流互感器在设计和实际使用中保证一定的动态性能,在光纤匝数的选取,信号处理器的选取等影响系统前向通道增益各参数的选择等方面,提供了理论基础和参考依据。     

直流接地极线路用电流互感器暂态特性现场试验与分析

直流接地极线路用电流互感器的暂态阶跃特性及其现场试验方法对系统控制保护和故障检测定位等具有重要意义。为此结合接地极系统实际，提出一种带电运行中人工短路与停电下阶跃响应特性的组合现场试验方案。首先，在接地极系统带电运行情况下，通过人工短路故障验证互感器暂态传变特性对保护的适应性。然后，开展了直流电流互感器阶跃响应现场同步闭环测试系统研制，通过模块化并联和内置式标准波形溯源调节方法提升阶跃电流源输出准确度，其输出参数为：阶跃幅值0～600 A可调，上升时间≤30μs，脉宽最大为100 ms。依托该试验系统，在富宁换流站对接地极直流电流互感器的阶跃响应时间、上升时间和延迟时间等参数进行了测试。结果表明，该方法可有效评估接地极直流电流互感器阶跃响应特性。     

柔性直流对柔直测量系统阶跃响应要求探讨

鲁西背靠背换流站柔性直流单元整流侧交流系统发生了两相接地故障,造成阀差动保护动作。通过对阀差动保护动作过程进行分析,并探讨了柔性直流输电控制保护系统对柔直测量系统阶跃响应的影响和要求,得出阀差动保护动作的原因是差动保护的电子式电流互感器阶跃响应时间不满足要求。由于电流互感器一次设备特性无法改变,采取了调整保护参数设置的措施来解决问题,定值修改后柔性直流系统运行正常。最后针对柔直测量系统阶跃响应时间提出了相关建议。     

工业电流互感器频率特性分析

介绍了一种新颖的测量工业电流互感器传变频率范围的实验方案,并基于Lab- VIEW和Matlab软件利用现代数字信号处理技术对实验数据进行处理和分析。分析结果表明该实验方案十分理想。     

快速检测响应故障系统中冲激电流的电路研究及应用

快速响应是检测技术的重要指标.设计了一个满足该指标的快速的检测响应系统装置,主要由高精度电流互感器TR4117C、强抗干扰能力芯片TLP250的光电耦合器和快速功率开关器件IGBT组成,使用器件少、结构简单.对装置进行了高压间隙放电灭弧实验,实验结果表明：该装置抗干扰能力强、精度高,满足要求响应速度快、灵敏度高的使用场合,具有较高的使用价值,值得推广.     

用于小电流测量的Rogowski线圈电流互感器

在用Rogowski线圈测量电流时，国外通常把小于1000A的电流测量统称为小电流测量，当Rogowski线圈测量小于100A电流时，线圈所感应出的电压信号极其微弱（仅为几mV到几十mV），易受干扰而很难准确测量，因此，电力系统中研制用于小于或等于100A电流的Rogowski电流互感器一直是公认的一大难题，文中介绍了一种通过后续电路的处理来测量小电流的新型Rogowski电流互感器，给出了其基本原理，实现和频率响应特性，最后就额定电流为100A的Rogowski电流互感器给出了实验结果，实验数据证明，其精度达到了0．2级，这种方法在测量额定值为几十A甚至几A电流时同样适用。     

变压器绕组变形现场试验与分析

简要介绍了变压器绕组变形的原因,对比分析了测试绕组变形的方法。对交接试验中4台变压器的频响试验数据进行了横向对比、分析和计算,并提出了在变压器受到短路电流冲击后判断绕组变形的方法。     

Electric transfer function model of switched reluctance motors and model‐based current control design

This paper presents a current control design for switched reluctance motors (SRMs). The electric transfer characteristic of the motors is studied first. Their transfer function is shown to be expressible by a pure resistive component, which is not constant but varies depending on the motor current and speed. The current control design for SRMs follows the classical design technique used for DC machines, where the zeros of the PI controller cancel the poles of Ls+R. Because the transfer function of SRMs does not have any poles, an I controller is suitable for them. The integral gain should be adjusted in order to compensate the nonlinearity, that is, the variation in the equivalent resistor of the SRMs' transfer function. The values of the integral gain are tuned and tabulated for the motor speed and current. Simulation and experiment demonstrate that the current and speed of the SRMs present good responses without dependence on the motor speed and current. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 173(1): 51–59, 2010; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20987     

CIGRE直流输电标准模型的建模及控制策略仿真研究

针对国际大电网会议(CIGRE)提出的高压直流输电(HVDC)标准模型,在SIMULINK中进行建模与仿真.对HVDC中的换流站、输电线路、滤渡装置、交流系统进行了建模,详细分析整流侧和逆变侧控制逻辑,并且分析和仿真了系统的稳态和暂态响应情况.结果表明,控制模型具有很好的响应特性.     

Buck变换器电感电流滞环控制方法

针对Buck变换器快速动态响应的要求,本文提出了一种具有快速动态响应速度的非线性控制方法——根据负载电流调节的电感电流滞环控制。该方法能够明显改善输入电压及负载变化所引起的动态过程,且物理意义明确、直观,设计过程简单。Matlab分析和仿真结果验证了该控制方法的优越性。     

基于Rogowski线圈的电流传感器性能研究

介绍了基于Rogowski线圈电流传感器的基本原理和结构,详细的分析了Rogowski线圈的稳态特性以及暂态特性,并且对阶跃信号,直流衰减分量,交流衰减分量以及一般情况下的信号进行了仿真分析,得出Rogowski线圈电流传感器具有良好的稳态测量精度和暂态响应能力,可以满足超高压输电线路的要求。     

Analysis of current controllers for active power filters using selective harmonic compensation schemes

This paper presents a frequency response analysis of current controllers based on selective harmonic compensation schemes for three-phase voltage–source shunt Active Power Filters (APFs). To perform this analysis, the time delay introduced by the inverter and the sampling is taken into account in the current controller closed loop transfer function. Doing this, the differences among the schemes are pointed out, demonstrating the importance and effectiveness of the delay compensation to maintain the whole system stability. In addition, the performance of each current controller is evaluated by means of the total harmonic distortion of the mains line current and time response for fast load variations. The main goal is to identify the most suitable solution in terms of current controllers based on selective harmonic compensation for an industrial implementation. All the considered current control schemes have been tested on the same digital platform. Experimental results are presented for a 25-kVA shunt APF prototype compensating a nonlinear inductive load. Copyright © 2009 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

一种新型PWM整流器间接电流控制策略及其有源阻尼方法

PWM整流器的控制策略可分为直接电流控制和间接电流控制,前者至少需要两个高精度的交流电流传感器,增加了系统的体积和成本。本文提出一种新型PWM整流器间接电流控制策略。该方法采用电流观测器获取电流反馈量,无需使用交流电流传感器。其电流环只包含有功电流反馈控制,对无功电流,则依据稳态电压平衡关系生成控制量,使其稳态时自然为零。对所提方法的电流响应进行深入分析,引入有源阻尼策略,使电流动态性能得到很大改善。仿真结果表明,本文提出的间接电流控制方法具有很好的稳态、动态性能。该方案成本低,性能高,且结构简单,是一种新颖的PWM整流器控制策略。