基于晶闸管开关特性的SVC传导干扰仿真模型

为分析和预测由静态无功补偿器(SVC)产生的高频传导电磁干扰,基于晶闸管的动态开关特性,给出了SVC传导干扰仿真的建模方法,它以非线性时变电阻作为晶闸管宏模型的内核,建立含有晶闸管控制电抗器(TCR)支路与晶闸管开关电容器(TSC)支路的SVC仿真模型。模型中晶闸管的动态开关特性由非线性时变电阻阻值的变化来表示。此外,为提高传导干扰预测水平,在仿真模型中还加入了测量传感器的幅频特性校正算法。通过增加一阶导数信息,该校正算法改进了复向量拟合法,以进一步提高拟合精度。SVC传导干扰的仿真结果与现场实测数据相比具有相似性,表明晶闸管的动态开关特性是导致高频传导干扰的主要原因。

用于传递函数参数辨识的改进复向量拟合法

一般电磁场天线的幅频特性并不平坦,必须建立其等效传递函数对测量数据进行数字化校正,才能正确归算出实际的电磁干扰强度。为此,在传统的复数向量拟合法的基础上,通过增加导数信息以及将系数矩阵右乘一个对角阵,提出了一种改进的复数向量拟合法。由于导数可反映数据的局部变化率,因此加入导数元素的系数矩阵,理论上可包含更多的被拟合曲线的高阶信息和局部细节;而将系数矩阵右乘一个对角阵是为了进一步降低方程条件数从而提高计算精度。仿真和应用结果表明,改进算法较之传统复数向量拟合法,可更好地逼近实测幅频特性曲线的局部细节,具有更高的拟合准确度,并在一定程度上降低对频域采样点数的要求。

SVC装置传导骚扰建模和预测

柔性交流输电(FACTS)设备在电力系统和工业用户中得到了广泛应用,但其中大功率器件的频繁开关将产生很陡的瞬态脉冲,对二次侧电子设备造成电磁环境污染。针对用于轧钢机负荷的一套晶闸管控制电抗器型静态无功补偿器(SVC),基于Matlab软件系统建立了其动态仿真模型,以定量分析和预测电磁骚扰情况。轧钢机负荷的3个典型工作状态通过三相动态负荷模块实现,并参考IEEE标准搭建了其控制系统模型。将仿真结果与现场实测数据进行了比较,验证了该仿真模型的有效性。提出的建模策略对分析SVC的电磁骚扰机制和评估电磁环境提供了基本方法。

风机叶片雷击上行先导的起始物理机制与临界长度判据

作为风机叶片防雷研究过程中的关键物理问题,关于叶片上行先导起始机制及其判据的研究尚待深入。该文利用线电荷和头部点电荷的等效模型模拟雷电下行先导电荷分布,考虑到叶片附近空间电荷的运动、扩散与中和现象,计算了叶片表面电荷密度曲线,发现正电荷集中分布在叶片尖端。利用有限元仿真软件COMSOL计算发现,在雷电下行先导通道内电荷与叶片表面电荷的共同影响下,叶片尖端附近电位发生明显的畸变。基于叶片上行先导发展过程的简化模型,提出了临界长度判据:在叶片尖端上部存在空间背景电势大于流注区域电势的区域,当该区域长度大于临界长度时,稳定连续的上行先导起始。雷电参数(雷电流幅值,下行先导侧面距离等)和风机叶片参数(叶片长度,接闪器半径等)对临界长度无影响;临界长度随空气相对密度、湿度的增加而减小,随海拔的增加而增大。仿真结果与长间隙放电观测数据相符合,验证了该判据的有效性。

雷击风机叶片的跃变击距特性与定量表征

风机叶片对雷电的接闪是风机防雷研究中的关键内容,合理分析接闪时的击距特性意义重大。基于雷击过程的物理机制,将雷击发生时上、下行先导头部间的距离定义为跃变击距,并分析了多上行先导竞争对风机接闪和跃变击距的影响。基于先导起始和发展理论,根据下行先导的等效模型和稳定上行先导的判定方法建立了风机叶片接闪模型,利用该模型得到了随雷电流幅值变化的跃变击距公式,指出侧面距离等参数对跃变击距没有影响,实验和观测结果证明了模型的正确性。最后利用接闪模型提出了考虑稳定上行先导对周围电场畸变作用的对地击距公式,与其他学者计算的结果进行对比指出,现有对地击距公式或不适用于风机背景的防雷计算。