电晕电流及其辐射信号特性的研究

为得到电晕放电辐射场的时域和频域特征,采用针板结构首先对电晕电流及其辐射场进行了理论分析,然后在此基础上对电晕电流及其辐射信号进行了实验研究。实验表明,电晕电流脉冲波形具有明显的极性效应:①负极性下先发生电晕放电,但正极性放电发生时,脉冲幅值比负极性时大;②负电晕电流脉冲波形的上升时间小于正电晕电流。实验结构不同,电晕放电辐射场的特征不同:利用第①种实验结构得到的放电波形的上升时间为十几个ns,频率分布范围集中在20～100MHz;利用第②种实验结构得到的放电波形的上升时间为几个ns,频率在200～600MHz。该结论对于下一步研究空中带高压物体的电晕放电辐射信号特征具有参考价值。     

不同海拔高度交流电晕电流脉冲特性实验研究

不同海拔高度下交流电晕特性的变化规律是高海拔地区线路设计的基础。文章利用可移动式小电晕笼和高频电流测量系统在20m-4320m范围内的5个海拔高度点进行实验,采集了1mm直径细铜丝在不同施加电压下的电晕电流脉冲、无线电干扰和可听噪声水平数据;通过对实测数据的统计分析及拟合,得到了海拔高度对电晕电流脉冲特性的影响规律,并分析了不同海拔高度下电晕电流同无线电干扰和可听噪声水平的关联关系。研究表明,随着海拔高度增加,交流电晕电流脉冲的幅值增大,幅值概率分布逐渐分散,一个周期内交流电晕电流脉冲的数量增加,脉冲形成时间变得更加均匀;将电晕电流有效值作为中间变量,研究海拔高度对交流线路电晕效应的影响,得到电晕电流有效值与导线施加电压呈线性函数关系,该线性函数的斜率k、截距b均为海拔高度h的三次函数;无线电干扰和可听噪声水平均与电晕电流有效值呈对数增长关系,其中可听噪声与电流有效值的函数关系随海拔高度变化而改变。     

开关电源交错拓扑输出电流纹波数学分析

本文首次提出运用线性函数和组合波形原理，推导开关电源任意N通道交错并联拓扑输出电流纹波幅值与单通道占空比关系的数学模型，根据数学模型可以定量表达任意N通道交错并联拓扑输出电流纹波幅值大小，为设计具有最优输出电流纹波特性的交错并联拓扑奠定了理论基础。     

高空低气压、低温环境下的电晕放电模拟试验系统

为研究高空低气压、低温环境下的电晕放电特性,研制了由气压泵、气压计、温控箱、密闭气罐、高压静电源、动态电位测试仪等组成的低气压、低温环境电晕放电模拟试验系统。该系统可实现10-2 Pa~100 k Pa范围内的气压调节和-60~20℃范围内的温度调节,满足试验所需的气压和温度要求。并利用此系统进行了不同气压下的电晕放电试验,初步得到了电流波形随气压的变化规律。试验结果表明:在10~100 k Pa气压范围内,当温度、湿度等其他环境因素基本不变时,随着气压的降低,电晕放电电流脉冲上升沿及放电形成所需要的时间增加,而放电电流脉冲下降沿和持续时间基本不变,分别约为320 ns和600 ns。     

基于BP神经网络的静电放电电流解析表达式

针对静电放电(ESD)电磁脉冲测试及其辐射场计算这一难点问题,提出了一种基于BP(back propaga-tion)神经网络的任意曲线拟合方法,并给出了任意曲线的数学解析表达式通式。根据IEC 61000-4-2标准的相关规定,采用本方法得出了理想接触式ESD电流波形的解析表达式,神经网络隐含层神经元个数选取为9时,拟合曲线均方误差(MSE)为4.491 7×10-4。提取本方法得到的理想接触式ESD电流曲线的波形参数(上升时间为0.81ns,峰值电流为14.938 5A,30ns时电流值为8.038 9A,60ns时电流值为4.037 7A),证明了该解析式满足IEC61000-4-2的相关规定。通过对6kV放电电压的工程实测ESD电流波形曲线拟合,得到工程实测ESD电流波形的解析表达式,隐含层神经元个数选取为20时,拟合曲线均方误差为0.093 5。本方法为工程实测ESD辐射场的相关计算提供了更准确的解析表达式。     

孤立金属放电针电晕电流特性的研究*

为定量分析强电场下孤立金属放电针电晕放电强度,首先通过实验获取圆柱型铁质金属尖端在发生电晕放电时的瞬时电晕电压值;在分辨率为1 cm情况下,利用二维有限元法将电晕电压值转换成铁质放电针尖端处的电场值;拟合建立了电晕电流与金属尖端处电场之间的函数公式。最后,根据得到的电晕电流公式与野外观测得到的负环境电场下的电晕电流作对比,发现实验室环境下的放电针电晕放电强度明显小于野外观测环境的,且电晕电流增强幅度弱于野外观测环境的。     

电晕放电初始电流的宽频测量方法

为得到试验导线电晕放电产生的初始电流特性,提出了一种新的电晕笼实验方案和电晕放电初始电流的宽频测量方法。在新实验方案中,电晕笼笼体对地绝缘并施加试验电压,电晕笼试验导线两端分别经阻抗过渡导线、同轴电缆、并在同轴电缆末端端接匹配阻抗接地,有效解决了传统电晕笼试验导线的宽频阻抗匹配,实现了对电晕放电初始电流的宽频测量。而且,由于新方案中测量在地电位进行,比传统方法具有更高的安全性和可操作性。在单点电晕放电实验平台上利用新方法获得了电晕放电的初始电流脉冲波形,并通过实验和仿真方法,研究了同轴电缆末端连接不同端接阻抗对电晕电流波形的影响,仿真结果和测量结果吻合,检验了该方法的有效性和准确性。此外,还进行了新方法和传统方法的对比实验,研究了试验导线高电位与低电位两种方式下的电晕放电初始电流的等效性,研究表明,试验导线在两种带电方式下电晕放电时的初始电流脉冲波形的各项特征指标具有一致的统计值和概率密度分布,进一步为该方法的有效性提供了依据。     

气固两相体直流电晕放电特性实验研究

为了研究两相体放电的基础问题,即放电特点、规律及影响因素,实验研究了聚丙烯、聚乙烯、珍珠岩3种典型固体颗粒的气固两相体电晕放电伏安特性。通过循环落体式两相体放电装置和测量系统观察发现,气固两相体的电晕电流特性与空气中的电晕电流特性有明显的区别。气固两相体的电晕电流波形在正、负极性下均为高频率脉冲波形。且在相同电压下其电晕电流比空气中的要小。固体颗粒的介电常数及在空气中所占的体积比均对电晕电流有很明显的影响。固体颗粒介电常数和体积比越大,电晕电流越小(可<1μA)。电压极性的改变对气固两相体的电晕电流无影响。     

大容量实验室电流波形参数计算机提取算法的研究

提出了一种基于最小二乘法原理的计算大容量实验室电流波形参数的方法,对于电流波形不同的参数采用不同的基函数进行局部或全局拟合计算。使用该方法对STL-TDG 参考波形的计算结果表明此方法具有较高的准确度。     

雷电流数学模型的对比分析

针对目前应用较为广泛的双指数函数、霍德勒（Heidler）函数和脉冲函数雷电流模型,从函数波形特点、一阶可导性和频谱分析对这三种雷电流数学模型进行了对比分析,据此提出非精确的雷电流仿真计算研究可采用双指数函数模型;精确的雷电流特性的研究可采用Heidler函数模型;雷电电磁场等领域的研究可采用脉冲函数模型。     

电工理论中运用门限函数的计算方法

通过单位阶跃函数定义了由门限界定了自变量域的门限函数,从而解决了单位阶跃函数描述分段函数时需用函数代数和来表征分段自变量域的问题,而且门限函数内含了单位阶跃函数,是对单位阶跃函数的扩充,提高对问题描述的灵活性;同时在数学规范的基础上提出有关门限函数的性质和运算法则,使得电工理论在运用门限函数时其运算处理更为简便;文中具体讨论了线性动态电路对多域分段激励的响应求解问题．对门限函数在电工理论中的应用做了初步的探索．     

基于能量函数的容量交换能力评估研究

在建立适用于暂态稳定分析的动态等值模型基础上,利用曲线积分法得到事故后系统的暂态能量函数、临界能量,通过分析计算得到暂态能量裕度;改变传输断面交换容量,设置有效扰动并进行能量函数分析计算得到暂态能量裕度随渐变交换容量变化曲线,依据暂态能量裕度临界指标,进行交换容量极限评估.实际算例分析证明所提方法有效、实用,且具有较高的精度.     

基于补偿函数的SPWM矩阵变换器控制策略

应用矩阵变换器的交直交等效模型,在其交直和直交2个虚拟环节上,分别采用不控整流和SPWM2种简单易实现的调制方式。在三相输入电压对称或非对称的情况下,虚拟整流环节输出的是直流波动电压,为消除此直流波动电压对虚拟逆变环节SPWM调制输出的电压、电流波形的影响,利用开关函数概念推导了对SPWM的调制波进行补偿的补偿函数。其原理是通过向调制波中注入反极性的、幅值随直流波动电压瞬时值变化的正弦波来消除输出电压中的低次谐波。该方法同样适用于输入电压非对称的情况,而且其硬件实现电路简单。应用Matlab/Simulink进行了仿真,仿真结果表明在输入电压对称或非对称的情况下都能获得良好的输出电压波形,验证了所提控制算法的正确性。     

基于支路交换和模拟退火的配电网重构算法

支路交换算法可以快速实现配电网重构,但不能保证得到全局最优解,而模拟退火算法可以以较大概率搜索到全局最优或近全局最优解,但计算速度慢。介绍了结合两者优点提出的以模拟退火算法帮助支路交换算法避开局部最优、同时减少模拟退火算法的降温次数和每个控制温度下开关变换次数的算法,从而从根本上提高计算速度,算例结果证明了该算法的可行性。     

基于高频暂态分量相关性的选择性漏电保护

低压电网发生漏电故障时会产生丰富的暂态信息,利用各线路的高频暂态电流不受零序电抗器影响的特点,提出了基于数字信号处理中的相关函数理论的漏电故障检测方法。在一定数据窗内,用自相关函数计算线路的高频暂态能量,互相关函数分析各线路的相位关系,二者有机结合可有效地检测出漏电信号,实现选择性漏电保护。该方法综合考虑了各高频分量的幅值和相位,不受过渡电阻、系统参数、故障时刻等因素的影响。理论分析和仿真结果均表明,基于高频暂态分量相关度的漏电方法原理清晰,计算量小,是一种较为实用的新型漏电保护方法。     

基于模糊动态规划的直接负荷控制策略研究

随着社会经济发展，电子负荷形状随之发生显著变化，具体表现为负荷率不断下降，高峰负荷持续增大，负荷峰谷差进一步拉大，为些采取负荷管理手段进行负荷控制迫在眉睫。直接负荷控制（DLC）作为简单实用的负荷管理手段，受到广泛关注。结合直接负荷控制的控制策略特点，提出利用模糊动态规划（FDP）原理进行负荷控制，从电子部门、电子系统和用户三方各自效益考虑需采取直接负荷控制的最佳策略，经分析可知采取适当的控制策略能使系统各参与方效益最优。     

基于复合滑动窗的CUSUM暂态事件检测算法

在非侵入式负荷监测系统中,负荷事件检测是其中最为关键的一部分。然而一般负荷事件检测方法极易存在漏检等情况,特别是对于缓慢的负荷爬升现象不够敏感,且大多仅限于检测事件开始时刻,未涉及暂态事件起止过程的记录。为此,本论文提出了一种基于复合滑动窗的CUSUM暂态事件检测算法,通过变权重滑动窗来累积采样点与均值的偏差,记录突变起始点和突变结束后的采样点,通过实际的案例验证了算法的有效性。该算法不仅能够准确检测到传统算法易忽略的具有爬坡特性的暂态事件,还能够对完整的投切过程进行有效记录,从而有助于对暂态事件进行分析处理。     

消火栓水泵控制原理简析

消火栓水泵控制箱,应符合消防规范上规定的要求,文章介绍了消火栓水泵控制箱的功能及控制原理。     

基于T-S模糊模型的多变量非线性预测控制

针对多变量非线性系统预测控制的实时性问题,提出一种基于T-S模糊模型的预测控制快速算法.通过辨识建立非线性系统的T-S模糊模型,依据系统的运动特性和实际中控制输入增量的变化趋势选取特定基函数,将广义预测控制和预测函数控制相结合设计多变量预测控制律.该算法相比已有基于T-S模糊模型的多变量非线性广义预测控制算法大幅度减少了计算量,显著提高了控制的实时性.仿真结果验证了该算法的有效性.     

智能化开关柜浅析

介绍对智能化开关柜的具体要求,并对开关柜二次功能采用数字继电器,实行微机控制,提高开关柜的智能化程度作了论述。