振动对交流电压下针板电极局部放电起始特性的影响

高压电气设备在实际运行过程中常伴随着持续的机械振动,为探究振动对极不均匀电场局部放电起始放电特性的影响,搭建了空气中振动条件下针板电极局部放电试验平台,采集了起始放电过程的局部放电信号,在工频电压下分别研究了电极间距、振幅、振动频率对局部放电起始过程的影响规律。研究结果表明:随着振幅增加,间隙最大电场强度增大,碰撞电离过程加剧,起始放电电压降低,负半周放电次数和放电量增加,正负半周放电相位扩大;随着电极间距增加,振动对电场不均匀程度影响减小,负半周起始放电过程受振动影响逐渐减弱;振动频率会影响起晕段内高场强区的作用时间,振动频率越高,带电粒子能够获得的最大动能越小,碰撞电离过程越微弱,放电的剧烈程度越低。

交流电压下伞型结构对染污绝缘子电弧路径及绝缘性能的影响

绝缘子是电力系统主要绝缘设备之一,其绝缘性能影响着电网的安全稳定运行。增大爬电距离是提高绝缘子闪络电压的有效手段。然而在有限空间内增大爬电距离会使绝缘子结构复杂化,局部电弧在复杂的伞裙和伞棱间跳跃发展,会导致闪络电压不增反降。为探究绝缘子结构对电弧路径及闪络电压的影响规律,该文设计玻璃绝缘子试验模型并搭建电弧路径拍摄试验平台,研究绝缘子伞间空间深度和最大伞棱长度对绝缘子绝缘性能的影响。结果表明,绝缘子伞间电弧路径形式主要为沿面电弧和跃进电弧,受到结构参数的影响而呈现一定的概率分布;伞间空间深度系数(伞间距/伞伸出)建议值为0.8~1.2,过小则电弧跃进发展概率更高,过大则会导致空间利用率不足,均不利于提高绝缘子闪络电压;伞间最大伞棱长度系数(最大伞棱长度/伞间距)参考值为0.4~0.5,过大时对爬电距离的利用程度较低,造成闪络电压下降;此外,最大伞棱结构设置在伞裙边缘时相比于设置在伞裙内部的闪络电压更低。

ISO 16750-2:2023中叠加交流电压测试解析与系统实现

叠加交流电压测试是汽车零部件电气负荷性能的重要检测项目之一,ISO 16750-2:2023对该测试扩充了测试频率并提出了限制电流的要求。文章从新旧标准的变化、测试内容、系统搭建和软件控制的逻辑等方面进行了分析,提出了采用变压器耦合法的系统实现方法,指出了实际应用中可能遇到的疑问,以期推动汽车及零部件生产企业提升测试方法的规范性,促进新能源汽车事业的发展。

高精度交流电压有效值测量技术研究

为提高交流电压有效值的测量精度,对高精度交流电压有效值测量技术进行了研究,采用交流数字采样的方式,基于等效采样的积分算法与过零检测采样,通过基抖动误差抑制实现交流电压有效值测量不确定度为40 ppm的指标。通过实验测试验证,所开发的交流数字采样系统工作稳定可靠,可以实现高精度交流电压有效值的测量。

可编程交流电压比率标准的研究

提出了1种基于双级感应分压器和乘法型数模转换器(mDAC)组合分压的宽频可编程交流电压比率标准,实现工作频率范围内的高精度任意交流电压比率的输出。比率标准采用自锁型继电器开关实现双级感应分压器的可编程控制,使用注入电压法实现mDAC分压模块与双级感应分压器输出电压的组合分压。提出了mDAC宽频比率误差修正方法,将比率标准分压精度优化了1个数量级。提出1种交流电压精密比较测量系统,对比率标准的性能进行了测试。可编程交流电压比率标准输出分辨率优于1μV/V,在工作频率50 Hz~10 kHz范围内比差优于0.2μV/V,在1 kHz频率下角差优于1μrad。

交流电压串入在线估算蓄电池内阻方法分析

为解决目前蓄电池在线检测装置无法在线实时测量不同状态下蓄电池内阻大小的问题,提出了一种利用交流电压串入蓄电池回路测量内阻大小的方法。通过对电流、电压信号处理后检测一个交流周期内的最大值和最小值以及峰值的出现时刻,实时精确估算蓄电池内阻大小。通过在Power Simulation和Matlab/Simulink软件中联合搭建的仿真模型进行分析,证明了该方法可在蓄电池不同状态、内阻变化时可快速跟踪内阻大小,最后通过对比不同频率电压串入时仿真结果的不同,证明了串入电压频率的选择应具有一定的合理性。

具有参数自适应特性的并网变流器无交流电压传感器控制方法

针对当前无交流电压传感器控制技术中存在的电压观测器适用性问题,研究了一种基于参数自适应电压观测器的无交流电压传感器控制方法。阐述了基于二阶广义积分器构造的电压观测器原理,提出利用锁相环在线实时反馈电网频率信号的频率自适应控制方法。在此基础上,利用简化模型分析电感参数偏离实际值情况下的向量关系,提出一种具有电感参数自适应特性的改进电压观测器。应用所提的改进控制方法,可实现频率和电感参数自适应的并网变流器无交流电压传感器控制,提高了并网变流器的电网适应性。

逆变变频电源输出交流电压超限问题分析与解决探讨

电源输出交流电压超限问题的产生,严重影响了逆变变频器运行的稳定性和安全性,对此需要根据电源输出交流电压超限问题产生的原因加以解决。本文立足于逆变变频器,对电源输出交流电压超限问题的相关内容,展开了分析和阐述,以供参考。

交流电压下绝缘子附近导电微粒运动特性

在施加交流电压条件下,对楔形布置的电极间聚四氟乙烯(PTFE)绝缘子附近自由导电微粒运动进行了实验观察。通过对微粒运动过程进行摄像和记录微粒起始运动电压,讨论球形导电微粒和线形导电微粒的运动特性。对不同外形绝缘子附近导电微粒运动规律进行了分析,认为绝缘子的存在能够降低微粒运动起始电压,并且能够吸引部分球形导电微粒沿电极表面滚动到达绝缘子表面;当绝缘子表面与接地电极夹角为锐角时绝缘子附近的微粒运动起始电压会显著降低。对绝缘子存在情况下的楔形电极间电场进行计算,并对微粒运动规律做出了合理的解释。

考虑直流电流上升及交流电压下降速度的换相失败分析

针对目前换相失败研究仅考虑电压降低以及考虑直流电流变化理论研究的不足,在经典关断角表达式的基础上,考虑整流侧、逆变侧以及直流线路运行参数,建立了完整的换相失败分析数学模型。该模型计及了交流电压下降对直流电流上升的影响,将交流电压和直流电流解耦,得到关断角与换流母线电压的单一关系表达式,并在此基础上推导了导致换相失败的临界换相电压值和临界电压下降速度。同时,对故障后电压下降速度与故障严重程度和无功补偿容量之间的关系进行了理论推导,电压下降速度随故障严重程度呈非线性加速下降趋势,在前几个换相过程中电压下降幅值越大,换相失败发生的可能性越高。PSCAD/EMTDC算例仿真结果验证了所提方法的准确性。

空气电晕在交流电压下的放电研究

为探讨电晕放电机理,用PC数据采集系统测量了在不同电压不同间隙距离下尖板电极的交流电晕放电,得出了单个工频不同半周放电的特征以及和相位的对应关系。通过改变电极形状,测量了单个放电脉冲的时域波形并且变换到频域下进行了分析,结果显示尖端场强增大时,对应放电的频谱分布变宽。

交流电压下预埋电极对绝缘子附近导电微粒运动的影响

为防止自由导电微粒浮起或附着于绝缘子表面而引起绝缘闪络故障,该文建立楔形平板电极系统来模拟SF6气体绝缘系统中可能出现的不均匀电场,实验研究交流电压下预埋电极对微粒的驱散作用,包括对微粒运动轨迹与起始运动电压的观测。通过有限元法进行电场计算,对自由导电微粒的受力情况进行分析,理论验证了实验结果。结果表明,对于表面与接地电极表面夹角呈锐角或直角的绝缘子,无论其表面带棱与否,预埋电极可防止自由导电微粒附着于其表面,同时能够提高绝缘子附近微粒浮起所需的电压,对微粒浮起有抑制作用。

一种并网逆变器无交流电压传感器控制策略研究

针对配电电压波动较大等问题,研究了一种基于正交滤波器的并网逆变器无交流电压传感器控制策略。首先利用二阶广义积分器对特定频率交流信号的无差跟随特性构成正交滤波器,然后使用该正交滤波器构建三相并网逆变器的电压观测器,在两相静止坐标系下直接对电网电压进行观测,结合三相并网逆变器在两相静止坐标系下的PR控制,实现逆变器在无交流电压传感器条件下的运行控制。该策略能够避免传统虚拟磁链观测中的积分饱和、初值敏感、静态误差等问题。通过仿真与实验验证了所提出策略的有效性。

新型三相PWM整流器无交流电压传感器控制方法

针对三相脉冲宽度调制(PWM)整流器无交流电压传感器控制策略中,虚拟磁链定向算法会引入直流偏置误差的问题,研究了一种新的交流电压观测方法。利用三阶广义积分器能对特定频率正弦信号实现无静差跟踪的特性,构造正交信号发生器,对两相静止坐标系下的交流电压进行估算,实现三相PWM整流器无交流电压传感器的控制方法。该方法无需对电流信号进行微分运算,对噪音不敏感,且能避免纯积分运算存在的问题;采用该方法估算电网电压相当于对其进行了滤波处理,能够保证整流器输入电流波形正弦度好,谐波含量小。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。

直流叠加交流电压下交联聚乙烯中电树枝特性研究

电树枝在直流电压和交流电压下具有明显不同的引发和生长特性。为了研究直流电缆系统中直流成分和交流成分对电树枝特性的影响,该文研究了直流叠加交流电压情况下电树枝的引发和生长特性。研究结果表明,交流分量的引入极大地降低了电树枝的引发电压,并使得电树枝的生长速度较单纯直流电压下大大增加。直流叠加交流复合电压下电树枝的引发主要受交流分量的影响,而直流电压对其影响较小。负极性直流偏置电压下,电树枝主要为双结构的松枝状树枝,生长速度较慢,且直流电压的增大并未对其生长速度造成明显影响;而正极性偏置电压下,电树枝分支较少,生长速度较快,生长速度随着电压的增大而迅速增加。实验结果表明直流电缆系统中若存在较大的交流分量,将对直流电缆系统的绝缘安全构成较大威胁。

电网电压不平衡时逆变器无交流电压传感器控制策略

针对非理想电网电压条件,研究一种适应电网电压不平衡情况的并网逆变器无交流电压传感器控制策略。首先基于二阶广义积分器构建正交滤波器及适合电网电压不平衡条件的三相并网逆变器电压观测器,在两相静止坐标系下对电网电压进行观测;然后基于正交滤波器输出量进行正、负序分离,使正、负序分离与电网电压观测同步进行;最后结合逆变器在两相静止坐标系下的PR控制,并采用负序补偿算法,实现逆变器在电网电压不平衡条件下的无交流电压传感器控制。该策略能够避免传统虚拟磁链观测中的积分饱和、初值敏感、静态误差等问题,并克服现有基于正交滤波器的逆变器无交流电压传感器控制无法适应电网电压不平衡情况的问题。通过仿真与实验验证了所提出策略的有效性。

一种基于超级电容储能的新型交流电压动态调节器

提出了一种新型单相交流电压动态调节器方案,采用双半桥变换电路分别进行串联电压补偿和直流储能调节。其中超级电容组在公共直流侧的使用不仅保证了补偿电压凹陷和严重跌落所需能量,而且显著降低了储能调节变换器的启动次数和工作时间。根据不同的能量平衡方式,分析了该调节器的多模式运行方式以及串联电压补偿和直流储能控制规则。最后5kVA样机的实验结果表明所提出的方案在动态电压恢复和谐波抑制方面具有良好表现。

基于隔离技术的交流电压变送器设计

针对信号远距离传输带来的地回路干扰,多路信号进入同一计算机的数据采集板的互相干扰,以及绝缘屏蔽不够使信号引入共模干扰的问题进行了研究。在应用隔离技术的方法下,发现采用芯片HCPL-7840、AD737和TL494为核心设计的交流电压变送器,能够使输入一定范围的交流电压或电流,经过隔离变换、真有效值直流变换和放大后,输出一定范围的直流电压或电流。设计中输入、输出、电源三方地隔离,通道间地隔离,实验中发现隔离电压能达到2000V,输入输出间线性关系比较明显。结果表明,该交流电压变送器不但具有能耗低、稳定性好、精确度高、噪声低等优点,而且较好地解决了远距离传送中共模的干扰问题。该方案所设计出来的模块体积小,能适应现场复杂的安装环境,且成本较低,有一定的参考价值。

新型谐波消除交流电压调节器的研究

提出一种新型谐波消除交流电压调节器方案,采用斩波方式AC-AC降压变换器结合输出串联补偿升压变压器实现负载电压的双向调节。其中降压变换器应用先进的谐波消除脉宽调制技术以实现交流系统侧所有低次谐波成分在输出负载端的消除,且其调制函数可以根据简便的前馈方法从输入电压信号中直接求解,因此具有良好的动态响应特性和实践可行性。2kVA样机的实测结果表明,所提出的方案在交流电压精确调节以及谐波抑制方面具有良好的表现。

基于量子技术的交流电压幅值测量准确度研究

在基于量子技术的交流信号测量中,采样是最常使用的方法,而在此方法中,差分电压的测量精度是决定交流电压幅值测量准确度的主要因素。为此,分析了交流量子电压台阶数、采样率和窗函数对测量准确度的影响。在交流量子电压不存在过渡过程的情况下,当采样率为常数时,通过改变交流量子电压的台阶个数,发现补偿后的相对误差随着台阶个数增加而减小;当交流量子电压的台阶个数为常数时,通过改变采样率,发现补偿后的相对误差随着采样率的提高而减小。在过渡过程和噪声干扰均存在的情况下,采用增加窗函数处理后,有效地提高了测量准确度,可使测量准确度至少提高两个数量级。