工频磁场对继电保护装置模拟信号影响分析

文章针对工频磁场抗扰度试验对继电保护装置模拟信号干扰问题,阐述了工频磁场的试验方法,通过仿真分析了干扰磁场作用于模拟信号回路的骚扰机理,提出了一种模拟信号抗干扰的改进措施,并通过试验验证了该措施对改进模拟信号采集回路抗磁场类干扰的有效性。

基于频率差的工频磁场抗扰度试验方法

现有工频磁场抗扰度试验方法评价受试设备在工频磁场骚扰下的采样性能时,试验结果随机,可能出现误判。结合GB/T 17626.8-2006要求、试验方法及试验仪器的特点,文章分析了试验结果出现随机现象的原因。在此基础上,提出了基于受试设备基本分量及干扰分量频率差的工频磁场抗扰度试验方法。多种电气二次设备的工频磁场抗扰度试验结果表明,频率差法通过人为合理设置频率差,在受试设备的正常使用状态下,可有效检测出工频磁场骚扰对受试设备的最大影响程度,消除了试验结果的随机性。频率差法适应性好、操作简便,不仅适用于电力工业领域,也有利于形成具有良好的共同性和重复性的基准。

开关柜工频磁场计算及壳体屏蔽效能分析

文中基于电磁场基本理论,建立了开关柜工频磁场数学模型,采用有限元法对开关柜的磁感应强度进行了计算,分析了壳体、壳体厚度和磁导率等对开关柜磁感应强度分布和屏蔽效能的影响,并研究了开关柜柜外母排长度对磁感应强度分布的影响,结果表明:开关柜外壳和隔板对工频磁场具有明显的屏蔽作用,增大壳体磁导率和厚度均可提高开关柜整体的屏蔽效能,但当壳体磁导率大于1 000和厚度超过3 mm时,屏蔽效能增长幅度较小;柜外母排长度对开关柜周围磁场分布影响较小,但对柜体顶部磁场分布的影响较大;研究可为开关柜磁场屏蔽措施的提出提供参考。

基于工频磁场的电缆路径定位及其影响因素分析

为避免城市施工过程中挖断电缆事故的频繁发生,需要科学合理地对电缆路径实施定位。以三芯电缆为研究对象,引入定位特征点和定位特征值K作为电缆上方磁感应强度判断依据,并根据电缆周围磁场分布特性确定电缆敷设路径;接着用该判据对影响检测点周围磁场环境变化的因素——线芯位置、电缆埋深、敷设间距和不同路径等进行分析论证。仿真结果表明:定位特征值K能较好地反应电缆周围磁场环境变化,定位特征点均出现在电缆正上方附近。最后,通过有限元和实验验证该判据的准确性和可行性,原理简单且可移植性强,可以为实现智能化和现代化的电缆路径定位提供重要参考。

继电保护装置工频磁场影响的优化

为了消除工频磁场干扰造成继电保护装置的误动,根据工频磁场干扰以及继电保护装置的特点,提出能够有效降低工频磁场影响的互感器合理布局和印制板走线优化。AC插件互感器合理的布局布线能够降低工频磁场干扰的叠加;AC插件印制板按照差分走线,能够有效减小工频磁场对继电保护装置模拟量采集的影响。经测试验证,所提方法能够有效降低工频磁场干扰对继电保护装置的影响,防止工频磁场干扰下继电保护装置误动。

工频磁场抗扰度试验布置差异对测试结果的影响

介绍国内外现行版本标准中关于工频磁场抗扰度试验布置的要求,分析电流互感器和感应线圈输入之间的连接线缆、接地参考平板的不同形态对工频磁场环境的影响,验证不同试验布置对模拟磁场环境的影响,得出不同试验布置对工频磁场抗扰度试验结果的影响。

云数据中心与高压变电站共站时的工频磁场环境特征

云数据中心(IDC)与高压变电站共站建设时,变电站正常工作时的稳态持续工频磁场和短路时的短时工频磁场可能会威胁共站建设云数据中心的信息存储设备的安全运行。为此,通过分析测量结果及国内外数据,系统总结了高压变电站产生的工频磁场环境的特征,提出了不同电压等级变电站母线、地下变电站、地下电缆、电抗器及电容器产生的稳态持续工频磁场强度最大值分别为64 A/m、45 A/m、49 A/m、4 000 A/m、800 A/m,通过计算分析了变电站工频短路时50 k A短路电流在附近产生的短时工频磁场强度最大值可达2 490 A/m。研究结果表明:在云数据中心建设时,需要控制云数据中心信息设备与电抗器的距离>10 m,与电容器的距离>5 m,以确保云数据中心信息设备承受的稳态持续工频磁场强度<100 A/m;控制云数据中心信息设备与高压母线的距离>10 m,可将与变电站共站建设的云数据中心可能出现的短时工频磁场强度降低到<1 000 A/m。该研究结果为制定云数据中心与高压变电站共站建设时的工频磁场防护策略奠定了基础。

云数据中心与变电站共站时的工频磁场防护策略

云数据中心(IDC)与高压变电站共站建设时,变电站的工频磁场会对共站址建设云数据中心的信息存储设备产生不良影响。为了确定云数据中心合理的工频磁场限值、确保云数据中心信息设备的电磁安全,比较分析了云数据中心工频磁场的测量结果、计算结果及公众全天工频磁场限值;并对根据工频磁场抗扰度严酷要求研制的用于云数据中心信息存储的服务器进行了工频磁场抗扰度测试。结果表明,当控制云数据中心与变电站强工频磁场源的距离>10 m时,通信云数据中心的稳定持续工频磁场抗扰度和短时工频磁场抗扰度的磁场强度分别取100A/m和1 000 A/m;此外,通过改善信息存储设备耐受工频磁场的特性,可以取消云数据中心建筑物的工频磁场屏蔽措施,节省巨额屏蔽费用。所研制的服务器能够耐受与变电站共站的云数据中心可能出现的最为严酷的工频磁场环境。

干式空心电抗器周围工频磁场分布

电抗器产生的强磁场是变电站内电磁污染的主要来源,对周围其他电气设备的运行以及变电站职工作业均构成安全隐患。本文建立了考虑涡流影响的空心电抗器磁场混合有限元模型,通过计算分析将场域外边界确定在电抗器组所在区域的7倍处是合理的。对500kV变电站的35kV品字形排列电抗器组进行了仿真计算,计算结果与该电抗器组实测值的比较表明,本文建立的混合有限元模型可对空心电抗器组的磁场分布进行评估,为电力部门选择更好的安装方式提供理论依据。另一方面,根据空心电抗器周围磁场的分布规律,建立一定的预警机制,为其他电气电子设备安全运行和变电站职工安全作业提供保障。

10kV空心电抗器周围工频磁场的简化计算及影响范围

10 kV空心电抗器是110 kV和35 kV变电所中重要的工频磁场源。现有的空心电抗器周围工频磁场的计算方法需要电抗器的详细设计数据,而这些数据通常是制造商的技术秘密。笔者采用只需电抗器的铭牌参数和外形尺寸的简化方法分析10 kV空心电抗器周围的工频磁场分布。并用该方法分析电抗器的设计、布置等对周围磁场水平的影响。根据相关标准限值对这种电抗器的工频磁场暴露和干扰影响范围给出了定量的评价,可供变电所设计时参考。

特高压输电线工频磁场三维优化模型

电磁环境是建设特高压输电工程中需要深入研究的关键问题之一,提出在特高压输电线磁场计算中考虑线路的分布参数,根据分裂导线参数、相间导线距离、电压等级等确定线路的波阻抗,进而求得线上电流,然后推导出具有弧垂的架空悬链导线下工频磁场三维优化模型。算例分析表明:传统二维模型所计算出的磁场强度偏大;三维优化模型能够反映线路结构参数对磁场强度的影响,具有更高的准确性;相比于正三角常规型线路排列,倒三角紧凑型线路下方磁场强度明显减小。由该模型所得结果可为特高压分裂导线选择、相线排列方式设置、杆塔高度设计提供参考。

35kV干式空心电抗器下工频磁场抑制

针对35kV干式空心电抗器下磁场较强,对周围电磁环境的影响较为突出的问题,采取了一种施加高电导率屏蔽防护体的方法来有效地减小其周围工频磁场的大小。在建立的分析模型基础上,利用混合有限元的方法,计算和分析了干式空心电抗器在采取屏蔽防护体措施后不同情形下的工频磁场分布情况,并分析了施加某屏蔽体后对电抗器电抗参数和能量损耗的影响。结果表明,所采取的屏蔽防护方法能显著地降低干式空心电抗器下方区域的工频磁场强度,且对电抗参数的影响和屏蔽体的能量损耗都在容许及可接受的范围。

基于矩量法的变电站工频磁场建模与计算

基于矩量法针对500 k V变电站在正常运行及短路故障时,站内工频磁场的分布情况进行研究。首先,对工频磁场矩量法进行推导,然后对变电站内500 k V开关场、220 k V开关场、35 k V区域及站内干式空心电抗器组建立模型,并计算分析了站内区域的工频磁场。对计算结果与实测数据进行对比,验证了算法及模型的可行性与正确性。最后,分析变电站220 kV区域进线处单相短路故障时工频磁场的分布。所做工作可为预测变电站内不同工况下的工频磁场分布提供一种有效的方法。

特高压交流输电线路工频磁场在人体内的感应电流密度计算分析

人体处于特高压输电线路附近时,输电线路的交变电磁场将在人体中产生感应电流,当感应电流密度超过一定限值后,人体由于吸收电磁场能量而发热并对神经细胞组织造成刺激或损伤,影响人体健康。采用三维涡流场的有限元分析方法计算了1000kV输电线路下方工频交变磁场在人体中的感应电流,分析了人体感应电流密度的分布特点,以及影响人体磁场感应电流大小的主要因素。研究表明,在1000kV特高压输电线路工频磁场作用下,人体内感应电流密度远小于人体电流密度安全限值10mA/m2。得出了磁场感应值不是1000kV特高压输电线路最小对地高度的控制条件的结论。

工频磁场对电磁继电器动态特性影响的三维有限元分析

外部磁场对于电磁继电器动态特性的干扰,是研究继电器电磁兼容性的一个重要内容。本文以典型的拍合式电磁继电器为研究对象,针对其受到工频磁场干扰的情况,采用三维有限元方法建立了仿真模型。通过仿真计算,详细分析了继电器的吸合时间、电磁力矩、吸合速度以及吸合电流随外部工频磁场变化的规律,并定量给出了动态特性的各参数随磁场变化的曲线。实验结果和仿真分析结果符合得较好,从而验证了仿真分析的正确性。本文所得结论对于研究电磁继电器的电磁兼容性和抗干扰能力具有一定的借鉴意义。

多回交叉跨越架空输电线下工频磁场计算方法

随着我国电网快速发展,多回不同电压等级、不同结构的架空输电线路交叉跨越的情况增多,线下工频磁场是否满足国家电磁环境限值标准以及如何合理设计线路结构抑制线下磁场强度,都是亟待解决的新问题。对此,建立了架空输电线路三维磁场计算模型,考虑尽可能多的线路结构影响因素。将非平行架设的多回输电线分别置于不同的笛卡尔坐标系中,根据推导出的坐标变换关系,将多回线路产生的三维磁场统一在xyz坐标系中叠加形成合成磁场,以此解决计算复杂的问题。两个典型算例分析表明,所提出的方法,能够快速、准确地计算出交叉跨越输电线下的工频磁场,可在较大空间范围内反映磁场分布特征,具有良好的计算效率。分析得到线路结构、多回线路空间交叉位置关系、电流相序排列等因素对合成磁场的影响规律,可为受限于电磁环保标准要求的交叉跨越输电线结构设计和布局提供参考。

基于矩量法的空心电抗器工频磁场仿真分析

为了研究变电站站内干式空心电抗器周围工频磁场的分布情况,笔者基于矩量法,首先推导了工频磁场矩量法的计算原理,然后以35 kV干式空心电抗器为例对单相电抗器、三相电抗器组进行模型建立与工频磁场分布的计算与分析。将计算结果与实测结果进行对比,两者结果吻合良好,说明了文中方法及模型的准确性与有效性。最后分析空心电抗器组在不同运行方式时对其周围工频磁场分布的影响情况,为研究变电站站内电抗器周围工频磁场的分布提供参考。

复合材料工频电场和工频磁场屏蔽效能实验研究

为了得到复合材料对工频电场和工频磁场的屏蔽效能,根据屏蔽室法测量材料屏蔽效能的原理,分别提出了工频电场和工频磁场屏蔽效能测试系统的实验方案。并且,通过分析调整实验配置对实验结果的影响,提出改进方案,进一步完善了该测试系统。通过实验得到了屏蔽室内部和外部的电场分布情况,实验结果可以用于指导被保护电子器件在屏蔽体内安放位置和屏蔽体的设计。

工频磁场刺激小鼠MSCs体外增殖与分化的初步研究

通过实验初步研究了工频磁场对小鼠骨髓间充质干细胞体外增殖与分化的影响。实验结果显示工频电磁场对骨髓间充质干细胞的增殖与分化有明显的诱导效应,且具有一定的重复性,同时,磁效应不是一种线性关系,存在着窗口效应。文末讨论了磁刺激治疗骨折不愈合研究的国内外现状,并提出了我们的研究构想。

确定工频磁场公众曝露限值的分析

工频磁场公众曝露限值的确定是我国工频电场、磁场曝露限值国家标准制定的关键因素。为此结合各国工频磁场限值采用情况以及电磁场人体健康影响的医学评估结果,分析了我国典型输电线路以及特殊线路情况下的工程磁感应强度状况。通过世界卫生组织(WHO)"国际电磁场计划"的调查统计可以看出,采用WHO推荐的国际标准已成为国际主流趋势,中国需要引起重视;目前国内输变电线路正常运行时周围环境中的磁场水平确实不高,但并不表明可将磁场限值降低到某个任意的水平,相反还需考虑到线路运行状况、采用新的导线技术和电缆运行等因素,这些均会使工频磁场水平显著增高。