中性点不接地配电网电容电流实时测量新方法

提出了一种实时测量中性点不接地配电网电容电流的新方法———单频率测量法,即从电压互感器开口三角侧注入一个恒定的电流信号,测量开口三角侧电压和二次星形侧相电压。根据注入的电流信号和测出的电压信号,计算出配电网对地电容值和电容电流值。该方法完全避免了电压互感器短路阻抗和注入信号频率选取组合对测量结果的影响。经理论推导和模拟实验验证,该方法不影响配电网正常运行,具有安全、简捷、准确等优点。     

基于MPPT控制的两级式直流孤岛检测方法研究

针对主动式孤岛检测方法存在扰动同步注入、影响电网供电质量等问题,提出了一种基于最大功率点跟踪(MPPT)控制的两级式直流孤岛检测方法。该方法通过检测并网变换器直流侧电流来判断疑似孤岛,然后利用疑似孤岛信号触发电压扰动的注入使得孤岛后的公共耦合点(PCC)电压出现特定频率的波动。由于扰动信号的注入受疑似孤岛信号控制,减少了正常状态下扰动的注入时长,有效降低对系统电能质量的影响。此外建立小信号模型分析了耦合点电压对扰动分量的频域特性,选取扰动信号的最优频率。最后通过仿真与实验验证了所提方法在单机与多机工况下的有效性。     

基于变频信号注入原理的防带地线合闸检测装置设计

针对10 k V及以下电压等级配电网线路检修或改造过程中临时挂接地线检测问题,研究一种变频信号注入检测方法,并开发基于DSP2812的防带地线合闸检测装置,装置生成变频电压检测信号,并不断注入到检测回路中,回路由装置、线路、接地线和大地等构成,检测回路的三相电压、电流信号不断被采样,经调理后输入至CPU进行综合判断分析,从而对线路是否存在三相接地线、两相接地线、单相接地线和无接地线情况进行有效检测,并对线路相间短路情况进行识别。装置基于模块化设计,采用高速数据处理芯片,利用FFT算法分别求解基波和谐波成分,不仅可有效判断出有用信号,还可以判断线路中感应信号的强弱,现场试验表明其在技术上可有效避免"带地线合闸"这一恶性事故,有一定的参考价值。     

基于扫频法配电网电容电流测量装置研制

准确测量配电网对地电容电流是确定消弧补偿及其容量的重要依据,为此研制了基于扫频法配电网电容电流测量装置,其工作原理是在消弧线圈电压互感器(TV)二次侧注入一方波变频电压,通过检测TV二次侧电流与所注入电压是否同相位来确定配电网对地电容与消弧线圈电感的并联谐振频率,进而求出对地电容电流。该装置由扫频信号发生源和控制器组成,其中扫频信号发生源是基于IGBT、直流侧电压为300 V的单相逆变器,用于向系统注入一方波变频电压;控制器采用混合信号片上系统(SoC)——C8051F 020单片机,用于产生递增变频控制信号,该控制信号经光耦隔离、放大电路驱动,以控制IGBT通断。利用EMTDC/PSCAD仿真和物理试验,对装置有效性进行验证,结果表明装置测量误差小于2%。     

永磁容错电动机转子位置跟踪方法研究

永磁容错电动机具有较好的容错性和高可靠性,但由于其多变量、非线性和强耦合等特性,在一定程度上影响了电动机转子位置检测准确度。为提高永磁容错电动机转子位置跟踪准确度,在分析饱和凸极效应对永磁容错电动机绕组自感和转子磁链影响的基础上,建立了基于饱和凸极效应的永磁容错电动机非线性数学模型。基于高频电压信号注入法提出了一种电动机转子位置检测方法,讨论了注入电压信号幅值和频率的取值范围,并设计了电流滤波器和转子位置观测器,最后进行了仿真实验。仿真结果验证了基于高频电压注入的永磁容错电动机转子位置检测方法的可行性,可以较准确地估计转子位置,同时高频电压信号对电动机运行性能影响较小。     

绝缘监测装置在直流电源系统中的应用分析

采用绝缘监测装置校验仪对某绝缘监测装置进行性能测试,并对直流母线对地电压录波,分析了电压波动的原因以及对电网安全运行的影响,提出对绝缘告警门槛值、注入信号幅值、注入信号频率等关键参数的合理设置,能有效防范因直流电源系统接地导致的电网事故。     

基于无人机技术的复合绝缘子憎水性检测方法

为提高复合绝缘子憎水性检测的效率和安全性,提出一种利用无人机替代人工登高的检测方法。通过有限元软件分析了无人机靠近电力传输线对电场分布的影响,给出了其安全飞行距离。研制出一套无人机机载憎水性检测装置,实现了喷水作业和图像采集的无人机化,并通过图像识别和特征提取算法完成了憎水性等级的自动判定。为降低雷电间接效应危害,提高飞行安全性,针对雷电对机身内部电缆雷电感应耦合的影响,采用基于有限元积分与传输线矩阵法的电磁仿真软件CST对飞机内部电缆进行雷电流脉冲仿真研究,分析在雷电流分量A作用下,不同布局电缆感应电压和感应电流耦合情况。仿真结果表明,内部电缆感应电压和感应电流受电缆布局影响较大,且非屏蔽电缆和屏蔽电缆上的感应电压具有明显差异,随着飞机内部非屏蔽电缆与机身蒙皮间距离的增大,非屏蔽电缆感应电压呈线性增长。     

注入变频信号检测电网对地电容的改进

准确检测电网对地电容是谐振接地系统有效补偿的基础注入变频信号而检测法具有不需要启动电感调节装置,不改变系统运行状态,二次回路测量等诸多优点,但中性点位移电压的存在会影响注入信号的质量,同时给注入信号的相位判断带来困难。为此基于变压器可控负载原理的消弧线圈提出了运用电压前馈校正改善信号源输出电流特性,检测中性点注入信号电压幅值判断谐振点的改进措施。系统动模实验表明,对于中性点最大位移电压达900V的电网,改进后的方法仍具备很高的电容检测精度,验证了所提方法的有效性。该方法经适当调整也适用于其他类型消弧线圈的自动调谐。     

电缆护层电压补偿与护层电流抑制技术

金属护层中产生感应电压是电力电缆的普遍现象,电缆敷设时常采用三段换位的方法以降低护层电压,但随着城市建设发展的加快,电缆线路的改造也越来越多,电力电缆线路改造时往往造成换位的电缆三段不等长,从而引起护层电压不平衡,产生护层环流。文中通过对电缆护层电压的理论分析,推导了电缆任意排列方式下的护层感应电压的计算模型;提出了在电缆终端加补偿装置的方法来平衡护层电压,抑制护层电流。其基本原理是将该补偿装置套装于电缆上,电缆中通过电流时,补偿装置产生感应电动势,利用该感应电势来抵消电缆护层电压。导出了补偿电感的计算模型,根据模型进行仿真计算,研制了电缆护层电压补偿装置,并在电力公司进行大量的现场实测,其实测结果与仿真计算基本一致。结果表明,基于所提出的方法可以有效地减小电缆护层的感应电压,从而减小护层环流,显著减小电缆损耗。     

一种无传感器磁悬浮轴承感应电动机转子位置检测方法研究

转子位置检测是无轴承感应电动机的重要环节,因此设计有效的转子位置检测电路十分关键.由于感应电机的转矩绕组与悬浮绕组之间存在互感关系,可以应用类似小信号注入的方法实现转子位置的检测.具体做法就是在转矩绕组上加载高频电压信号,在悬浮绕组上检测出感应电流信号,利用电流和位移之间的关系确定转子的位置和方向,仿真结果表明这是一种简单易行的转子位置检测方法.以此可实现悬浮系统的位置检测.     

有功注入型电压质量补偿器控制策略及仿真研究

为了解决对电压质量问题长时间补偿和复合补偿的需求,提出了一种有功注入型电压质量补偿装置。利用PWM整流器为装置直流母线提供电压支撑,使装置能够实现对长时间的电压质量扰动的有效补偿。采用基于瞬时无功理论的算法对电压质量扰动进行检测,采用了基于最小电压注入法的补偿策略和分段补偿逻辑,提出了复合电压质量补偿控制策略,能够实现对电压暂降、暂升、谐波和欠电压等电压扰动的多目标补偿。在PSCAD/EMTDC中,对所提主电路拓扑和补偿控制策略进行了仿真分析和验证。仿真结果表明,所提装置能够对电压质量问题进行长时间补偿和复合补偿,主电路拓扑和补偿控制策略可行有效。     

改进的内置式永磁同步电机转子位置检测

在传统高频注入法永磁同步电机转子位置检测中,所使用的滤波器影响转子位置估算精度,注入高频电压信号会对电机电磁转矩控制产生影响,针对这些问题,提出了一种改进的高频注入转子位置检测方法,并研究由该方法带来的高频信号相位偏移问题。该方法采用将传统纯延时方法与带通滤波器法相结合的思路,通过延时增强了系统对高频信号观测的灵敏度,降低了所需要注入的高频电压信号幅值,减小了高频注入法对电机带来的转矩脉动,同时,通过对由延时与带通滤波器带来的相位延时进行实时补偿,从而改善转子位置估算的相位滞后问题。最后,通过仿真和实验验证了该方法的可行性和有效性。     

基于三相对称电压注入法的配电网接地线检测技术

针对配电网线路发生"带地线合闸"这一恶性事故,提出了基于三相对称电压注入法的接地线检测技术,开发了基于数字信号处理器(DSP)的配电网线路临时接地线检测装置。将各频率电压注入信号下的采样电流值与阈值进行比较,利用比较结果综合确定配电网线路是否存在未拆除接地线。现场试验结果表明所提检测方法和开发装置可有效检测出未拆除的三相、两相及单相接地线,并可识别相间短路情况,从而方便检修人员快速确定并拆除临时挂接地线,实现安全合闸送电。     

一种介质损耗测量新方法的研究

基于传统介质损耗tans测量法在抗干扰能力上存在的不足,将注入信号法应用于介质损耗测量中.详细介绍了注入信号法的基本原理以及对工频干扰的有效抑制方法,同时通过系统硬件误差自校正的分析,消除了测量装置本身带来的传输通道延时误差.仿真结果表明该方法能够有效削弱电网工频的干扰,并能消除测量装置的固有测量误差,使介质损耗因数测量的精确度和抗干扰能力显著提高.     

同塔双回输电线路感应电压的计算与分析

EMTP仿真计算是分析计算同塔双回输电线路感应电压的有效方法。它可为线路的检修作业方式及安全防护措施提供参考依据。本文对同塔双回输电线路建立EMTP仿真模型,分析当一回线路正常运行、发生操作或接地故障时,在另一回停运线路上产生的感应电压,并分析了接地电阻的大小及位置等因素对感应电压的影响。     

两种高频信号注入法的无传感器运行研究

基于凸极追踪的思想，讨论了两种高频信号注入法一一旋转高频电压信号注入法和脉动高频电压信号注入法在永磁同步电机无位置，速度传感器运行控制中的应用。分别介绍了两种高频信号注入法的转子位置自检测原理，指出了两种方法实现中的技术关键，并应用这两种位置自检测方法建立了永磁同步电机无传感器矢量控制系统的仿真模型，进行了仿真比较。对比结果表明，采用脉动高频电压信号注入的凸极跟踪系统结构简单，静、动态调速性能较好；但采用旋转高频电压信号注入法的系统更易于实现。     

面向架空输电线路的防外破装置设计

针对传统防外破技术抗干扰能力弱、适配性低、报警效果差以及平板电容型传感器对称结构中存在的边缘效应问题,研制一种适用于多组态与多电压等级架空输电线路的防外破装置。首先,分析感应电压与场强关系,进行等位环结构改进并完成PCB设计制作,利用Ansys Maxwell搭建多组态与多电压等级架空输电线路仿真模型,为报警阈值设定提供理论依据;其次,完成防外破装置的硬件与软件设计,实现不同线路情况下的电压档位选择、电场信号采集处理以及声光报警等功能;最后,搭建10 kV模拟架空输电线路高压实验环境并进行现场验证,测试分析装置的工作性能。结果表明,所设计的防外破装置感应电压测量平均相对误差在3%以内,与测试电压线性相关系数R=0.999 7,其变化规律符合电场分布规律;现场报警成功率为100%,装置稳定可靠、兼顾精准性与线性度要求。     

基于Db小波变换的直流系统的研究

直流系统的可靠性和安全性对于发电站、变电所的各种负载装置的正常运行有重要的影响,与电网的安全生产息息相关。低频信号注入法作为常用的直流系统接地故障检测方法之一,容易受到对地电容的影响而影响检测的准确性,针对这一问题,深入分析低频信号注入法的原理及存在问题,提出在低频信号注入法的基础上,用小波变换原理,选取适当的小波函数,对提取的信号进行分析和处理。仿真结果表明,该方法可以有效消除对地电容对直流检测的影响,为实现接地故障点的准确定位奠定基础。     

基于高频方波信号注入的PMSM无传感器低速运行研究

目前,永磁同步电机(PMSM)无位置传感器运行研究受到广泛关注。采用一种基于高频方波信号注入的方法实现PMSM无位置传感器启动以及低速运行。首先详细分析了高频方波信号注入检测原理,然后对注入的高频方波信号以及电流采样模式进行了改进。向估计的两相旋转坐标系注入高频方波电压信号,根据检测到的定子电流并结合注入的电压信号即可获得转子位置,并且利用电机的磁路饱和特性,实现转子初始位置检测。所提出的改进方法不依赖于准确的电机参数,信号处理过程简单易实现。仿真结果验证了该方法的正确性。     

500kV线路下方低压配电线路感应电压问题研究

为了保障低压配电线路检修作业的安全,有必要研究交流超高压输电线路下方平行架设的低压配电线在停运检修状态下的感应电压问题。采用CDEGS电磁场数值计算软件,计算了某交流500 k V架空输电线路下方平行架设的停运低压配电线路上的感应电压,分析了配电线路与500 k V线路平行长度、偏移距离以及500 k V线路潮流、相序排列方式等因素对感应电压的影响。基于现有的感应电抑制方法,研制了一种便于操作、安全可靠的感应电自动消除装置,并通过试验证明了其有效性。