超高次谐波测量方法研究进展

随着“双高”特征日益显著,电网中2 kHz~150 kHz频率范围的超高次谐波发射不断增多,由其引发的新型电能质量问题和故障等也越来越多。文章梳理和归纳了已有的超高次谐波测量方法,包括IEC国际标准推荐的3种候选方法,以及近年来多国专家学者研究提出的超高次谐波测量方法,包括子采样、压缩感知和小波包分解等非参数化方法,以及旋转不变子空间和矩阵束等参数化方法;并着重阐述了这些测量方法的原理、技术实现特点、性能指标、优势和不足,以及若干测量方法不断向着高分辨率、高准确性进步的发展历程,并指出了超高次谐波测量方法未来研究的新任务和新方向。

三芯电力电缆各芯线电流测量偏心误差的计算和补偿方法

用磁传感器测量三芯电力电缆各芯线的电流时,磁传感器阵列的中心可能偏离电缆中心,致使测量结果中含有由此产生的误差即偏心误差,为此提出一种对偏心误差的计算和补偿方法。在原有测量方法基础上,将磁传感器阵列沿电缆轴向安装表面旋转180°,测量新位置上的磁感应强度。通过求解非线性方程组,可以确定偏心误差的大小;并据此对测量结果进行补偿,可得到计及偏心误差情况下三芯电力电缆各芯线电流值的实际大小。电磁场有限元仿真试验结果表明,所建立的解析模型具有很好的准确性,验证所提出计算和补偿方法的有效性。

用于等效测试大电流互感器抗干扰性能的非均匀缠绕线圈的设计方法

为了更准确地验证非均绕等安匝法的物理原理,探索实施非均绕等安匝法的最佳技术路线,提出了非均绕等安匝法用非均匀缠绕线圈参数的优化设计方法。为此,首先完善了表征干扰磁场的解析模型,并利用铁芯汇集系数修正了干扰磁场的解析计算结果;基于大量的数值仿真试验结果,推导出了适用于大电流互感器的铁芯汇集系数经验公式;进而依据表征线圈泄漏磁场的解析式,提出了两种用于优化非均匀缠绕线圈参数的设计方法,即L2范数最小法和部分级数求和法。通过数值仿真,分析了基于这两种方法得到的线圈泄漏磁场与外电流产生的杂散磁场之间的误差,发现这两种方法可将两种干扰磁场之间的误差由之前的约20%降低到约1%;通过物理试验,验证了该非均匀缠绕线圈参数优化设计有关结论的正确性。

一种扇形芯线截面三芯电力电缆表面磁场的等效计算方法

为解决扇形芯线截面三芯电力电缆表面磁场难以计算的问题,文中提出了一种扇形芯线截面三芯电力电缆表面磁场的等效计算方法。依据等效原理,采用两个对称线电流,模拟单相电流在扇形截面芯线中的分布;根据安培环路定理,确定单相电流对扇形芯线截面三芯电力电缆表面磁场的贡献;利用局部坐标和向量合成法,确定了扇形芯线截面三芯电力电缆表面的磁感应强度,建立了扇形芯线截面三芯电力电缆表面磁场与三相电流之间的物理数学模型,给出了用于计算扇形芯线截面三芯电力电缆表面磁场的解析表达式。电磁场有限元仿真试验和等效模型计算的结果表明,所建立的等效模型具有满足需求的准确性,对扇形芯线截面三芯电力电缆表面磁场的计算具有指导价值。

确定测量三芯电力电缆芯线电流用磁传感器安装偏角的方法

为解决用磁传感器测量三芯电力电缆各芯线电流过程中磁传感器难以准直的问题,文中提出了一种确定磁传感器安装偏角的方法。采用4个磁传感器,在三芯电力电缆表面4个不同位置测量磁感应强度的切向分量;采用"扫描"算法,消除磁传感器安装偏角在计算过程中带来的非线性影响,将非线性方程组转化为线性方程组进行求解;根据磁传感器的测得值和三芯电力电缆的设计参数,得到各磁传感器的安装位置与电缆内相应芯线的偏角,并可进一步求解出三芯电力电缆各芯线电流的实际大小。电磁场有限元仿真试验和解析模型计算的结果表明,此方法具有较好的准确性,对三芯电力电缆运行状态的有效、准确监测具有指导价值。

一种测定三芯电力电缆内各相芯线位置的方法

为解决三芯电力电缆质量检验过程中内部各相芯线位置难以测定的问题,提出了一种测定三芯电力电缆内各相芯线位置的方法。具体地,通过在三芯电力电缆外表面轴向横截面对称地安装2个磁传感器,在给该电缆内某单相芯线施加电流激励后,用磁传感器测量所在位置处磁感应强度的切向分量;根据2个磁传感器的测得量值,利用安培环路定理以及该单相芯线中心位置与磁传感器位置之间的几何关系,求解该单相芯线中心到三芯电力电缆中心的距离,以及该单相芯线中心和三芯电力电缆中心的连线与y轴之间的夹角,即可求解出该单相芯线的位置;通过给三相芯线分别施加电流激励,便可分别测得三相芯线的位置,从而实现对三芯电力电缆内各相芯线位置的测定。电磁场有限元仿真试验和解析模型计算的结果表明,此方法准确性高,对三芯电力电缆生产工艺水平提高和质量检验具有指导价值。

大电流互感器五相外电流杂散磁场分析与等效方法

利用正、负序分解法,定性分析了五相外电流在大电流互感器铁心中产生的杂散磁场的特性,基于单相外电流产生杂散磁场的物理数学模型,并运用相量法得到了杂散磁场的解析方程。通过试验验证了解析模型的正确性,并对如何实施大电流互感器抗外磁场干扰性能测试提出了建议。

热缩型电缆相色管老化的红外特性研究

利用红外光谱分析法对影响工业相色管褪色的主要因素进行了探究。研究发现,高温低湿的环境对相色管褪色老化影响最大;紫外光的照射会导致相色管固化程度提高从而出现明显的老化现象;过酸过碱的环境也会对相色管内部分子结构造成一定影响。本文结论从相色管基团变化的角度揭示了相色管老化的成因,为日后进一步研究相色管抗老化防褪色机制提供了可行方向。