电流相位超前补偿在单相PFC升压电路的应用

平均电流模式控制模式的功率因数校正（PFC）升压电路,采用双闭环控制,内环电流环对正弦电流进行调节,外环电压环将直流电压控制在额定输出电压范围,在工程上被广泛使用,但在低于穿越频率时存在电流相位超前的问题,会导致电流过零失真同时使谐波含量增大。因此对电流相位超前问题进行分析并提出一种补偿电流相位超前的电流环控制方法,在电流环上增加一阶低通滤波器来抵消相位超前。通过仿真和试验进一步验证该方案的合理性并解决电流相位超前问题,对降低电流谐波畸变率有明显效果。     

基于故障支路电流序分量相位关系的选相元件

故障支路电流序分量之间的相位关系包含了明确的故障相别信息,但易受电流分布系数的影响。差电流中的负序分量的相位与故障支路中负序电流的相位相同;在差电流中的正序分量中减去系统电源产生的正序电容电流,修正后的正序差电流的相位与故障支路中的正序电流相同;通过负序差电流和修正后的正序差电流之间的相位关系可以明确判断故障类型。该选相元件不受线路分布电容、线路补偿电抗器、电流分布系数的影响,可在故障后长期使用,灵敏度高。仿真实验数据验证了该选相元件可以正确地选出故障相别。     

电流相位补偿解决单相PFC中的过零畸变

有源功率因数校正(Active Power Factor Correction,简称APFC)是提高功率因数的常用技术,但其输入电流在输入电J卡过零附近存在畸变问题.在中频360～800 Hz的应用场合,过零畸变尤其明显.输入电流过零畸变的主要原因足输入电流相位超前.通过求解PFC变换器的导纳函数,指出输入电流相位超前的原因.在此基础上,通过电流超前相位补偿的方法.消除导纳函数中造成电流相位超前的部分,解决了因电流相位超前引起的过零畸变.     

非周期分量下电流互感器的相位特性研究

实际电网中非周期分量电流的存在,会使得电流互感器的相位传输特性发生改变。针对非周期分量下电流互感器的相位特性,论文以非线性时域等效电路模型为基础,定性分析了在该模型下它的相位特性,同时建立了相位特性模型,并利用暂态仿真软件PSCAD/EMTDC进行了仿真。仿真结果表明:当存在较大非周期分量时,电流互感器出现暂态磁饱和并使得输出电流畸变,相位转换误差急剧增大,造成对继电保护和电能计量的影响。     

基于电流采样值的相敏过电流保护

针对中低压电网中过流保护存在灵敏度低的缺点,提出了一种新型微机式过电流保护即基于电流采样值的相敏过电流保护,并分析了它的基本原理、具体的实现方法及可靠性问题。这种相敏过电流保护既利用了故障时电流大小的变化,也利用了电流相位的变化,有较高的灵敏度。由于它能够根据故障电流的相位进行相位整定,对故障电流反应敏感而对非故障电流反应不敏感,能适应不同的相位变化情况因此具有很大的灵活性和适用性。此外,它还具有结构简单、实现容易、成本较低等优点。     

一种YNd系列变压器差动保护电流相位补偿方案

针对各变压器保护制造厂只设计了YNd11,YNd1和YNy12这3种变压器接线组别及其接线组合的变压器差动保护电流软件相位补偿,没有设计其他接线组别和接线组合方式变压器差动保护电流软件相位补偿的情况,通过分析YNd3,YNd7,YNd5、YNd9等接线变压器d侧各相电流相位与YNd11变压器或YNd1变压器d侧各相电流相位规律,提出了改变变压器保护外部电流回路接线,使YNd3,YNd7接线或YNd5,YNd9接线变压器差动保护的电流相位补偿问题转变为YNd11接线或YNd1接线变压器差动保护的电流相位补偿问题,再利用已有的变压器差动保护电流软件相位补偿实现了YNd3,YNd7,YNd5,YNd9等接线变压器差动保护的电流相位补偿。通过一个实例证明了该方案是可行的。     

航空400Hz三相高功率因数PWM整流器的零静差矢量控制

提出并采用一种基于矢量控制的零静差控制方案来实现对航空400Hz三相PWM整流器的有效控制。传统的直接电流比较控制由于电流的参考信号是交流正弦波,因而存在着交流输入电流基波与输入电压有相位误差的问题。本文提出的零静差矢量控制技术,利用dq旋转坐标变换将电流参考信号设定为直流,使系统在整个输出负载范围内,交流输入电流基波相位与输入电压相位始终保持同相位、零误差,从而获得高功率因数值。在对控制方案详细分析后,采用Saber软件进行仿真验证,最后在一台航空400Hz三相PWM整流器原理样机上进行实验验证。实验表明交流输入电流基波相位完全跟踪输入电压相位,达到了较好的实际效果。     

采用电流分布式测量和相位比较方式的输电线路故障定位

为提高输电线路故障定位精度,提出了一种基于电流分布式测量和相位比较的输电线路故障定位新方法。该定位方法基于低成本的无线传感网络和Rogowski电流互感器提供的大量电流测点,利用全相位快速Fou-rier变换(FFT)算法计算电流故障分量的相位,通过比较相邻测点的电流相位差和设定阈值的大小关系将故障点定位在相邻测点所在杆塔之间并判断出故障类型。考虑了如Rogowski电流互感器的传变特性、全相位FFT算法的抗噪性能等可能造成电流相位误差的一些主要因素影响,并对各种不同故障情况进行了仿真模拟,结果表明相角差阈值设在65°～75°间能够满足正确的故障判别要求。     

相差高频保护的基本特点

问：相差高频保护有什么基本特点？ 答：相差高频保护是比较被保护线路的两侧工频电流相位的高频保护。当两侧故障电流相位相同时相差高频保护被闭锁,两侧电流相位相反时相差高频保护动作跳闸。其特点是：     

应用变压器差压环流法测量变压器差动保护相位

介绍了用差压环流法测量变压器差动保护相位的理论依据及方法。该方法解决了新建变电所在供电负荷电流较小且必须满足供电要求的情况下,无法达到相位表测定相位所需的二次最小电流(0．1A)精度值时,如何对变压器保护电流互感器二次回路相位进行测量问题。     

基于相空间重构和Lyapunov指数电弧电流混沌特性分析

串联电弧故障是引发电气火灾的关键原因。为了得到可靠数据源及更全面地认识电弧电流信号特性,按照UL1699、GB14287.4标准搭建了实际用电环境电弧故障实验平台。依据实验结果,利用相空间重构算法将电弧电流信号引入高维空间进行分析,并做出了阻性、阻感性负载的三维相图。采用小数据量法计算了串联电弧电流信号的最大李雅普诺夫(Lyapunov)指数。综合分析三维相图和最大李雅普诺夫指数,证明了低压串联电弧电流信号存在混沌特征,有望通过电流的混沌特性找出新的电弧故障诊断方法。     

基于改进型锁相环和混沌振子的配电网故障选线

当小电流系统发生故障时,各线路零序电流特征呈现出复杂的非线性和非平稳性,并且故障点的电流非常小,给故障选线带来一定的困难,对此给出一种改进锁相环和混沌振子相结合的检测方法,改进型锁相环不但可以准确的跟踪特定频率的信号,而且不需要进行 dq变换和 ab变换;混沌振子系统对于与本身内驱动力同频的信号具有较高的敏度,外加信号不同时,Duffing系统的相图轨迹不同。首先用改进型锁相环锁定零序电流中的五次谐波,将此信号作为混沌系统的待测信号,通过Duffing振子系统检测此信号,正常线路和故障线路的待测信号通过混沌系统表现出来的相图状态是不一致的,由此判断出故障线路。对不同故障条件进行模拟,验证了算法的可靠性。     

准同期并网中三相不平衡问题的优化

基于对并网装置运行状况的调研,提出了准同期并网时三相不平衡问题的优化方案。从准同期并网的条件入手,然后由并网冲击电流的等效电路图和并网相位不相等时的相量图,对合闸瞬间的相角差与冲击电流的关系进行分析,并推导出并网冲击电流的计算公式。分析网侧变压器电压相角不对称的主要原因,最后由冲击电流的大小选择并网的操作相,该方案有效提高了并网时的可靠性和安全性。     

反电势负载单相全波整流电路无功功率的图解法

当整流电路所带负载为蓄电池时,其电路工作状况和无功功率计量均与纯阻负载有所不同。为此,提出一种单相相控整流电路带反电势负载的无功功率图解法,通过网侧电压、电流和对应磁通波形绘制三维Lissajous图形,并利用其投影三角形的面积来分析无功能量流。该方法可为单相相控整流电路的无功功率测算及功率补偿提供参考。分析结果表明,所提反电势负载的无功功率图解法简单直观,且有较好的实时性。     

利用复值小波变换检测轻微的电力系统扰动

在分析利用复值小波变换系数的相位信息分析信号突变的方法的基础上,针对利用小波变换算法得到的相位图不连续的问题,提出了改进相位图.改进相位图克服了原相位图中相位波形不连续的问题,且能更清楚地观察到波形畸变时相位的变化.仿真分析表明,利用改进相位图可以实现电力系统轻微扰动的检测.此方法为及时发现和检测电力系统中的故障提供了良好的手段.     

三相变压器的不对称运行问题分析与研究

以＂Y,y_n＂连接的三相变压器在三相电源对称时三相负载不对称情况下的运行为例,讨论了有零序分量时三相变压器的不对称运行;以各序等效电路为基础,利用对称分量法及叠加原理对此做了详细的分析,推导出计算三相变压器原、副边相电流的表达式,并且利用相量图来说明原、副边电流的关系以及不对称运行产生中点浮动对选择三相变压器结构的影响。     

单周期控制单相两级有源功率因数校正器的研究

在分析功率因数校正器(PFC)主电路工作原理基础上,推导出单周期控制的单相两级有源PFC的控制方程,进而构建单周期控制原理框图。通过Matlab Simulink等对单周期控制方式的效果进行了仿真分析。仿真结果表明,单周期控制方式能使输入电流相位跟踪输入电压相位,输出电压基本保持恒定,总电流谐波含量为6.33%,功率因数为0.997,达到了抑制电流谐波、稳定输出电压的目的,且能简化电路结构。     

主变带负荷相量测试软件的编制

针对目前电力行业在主变带负荷相量测试普遍采用手工绘制相量图,存在着绘图效率低、准确性差、作图不规范等缺点,提出了一种利用Visual C++语言编制可视化界面相量测试软件的新方法。具体阐述了该方法的实施步骤,包括模态对话框建立、测试方式选择界面、原始测试数据输入界面、相量图绘制界面,主变三相差动电流计算。该方法能够快速绘制出相量图、准确计算出主变差动保护差动电流,并实现了原始测试数据的保存及测试报告单的打印功能,满足主变相量测试工作需要。     

电压源逆变器死区效应的分析和补偿

针对三相电压源逆变电路同一桥臂2个开关器件之间存在短暂死区时间td的问题,通过说明逆变电路死区效应产生机理及对逆变器输出电压进行傅立叶分析,发现td对逆变器输出的电流在幅值和相位上产生偏差,导致系统供电性能下降。为此,提出死区补偿方法,并根据死区补偿方法的原理,建立近似的死区补偿电路图,描述死区补偿方法工作过程。通过仿真分析,死区补偿方法产生的波形与理想波形一致,无误差畸变,且死区补偿方法的现场实际应用情况良好。     

直接计算法在有源电力滤波器中应用的仿真研究

根据直接计算法的计算公式,提出了直接计算法的谐波电流检测框图:根据此谐波电流检测框图,利用Matlab的Simulink模块库,建立了直接计算法的Matlab仿真模型.仿真研究发现:若电源电压无畸变,当负载电流处于稳定状态时,直接计算法能够准确地计算出需要补偿的谐波及无功电流,当负载电流处于变化状态时,直接计算法具有较好的动态性能;电源电压畸变对直接计算法的检测精度的影响较大;电源频率变化对直接计算法检测精度的影响很小.当电源电压发生畸变时,可以采用锁相环电路获得与电源电压同步的正弦信号.