基于双频信号注入法的船舶交流电网绝缘监测装置应用探析

为了解决船舶交流电网绝缘故障实时在线监测定位问题,提出了一种基于双频信号注入法的船舶交流电网绝缘监测装置设计方案。对双频信号注入法的工作原理进行研究,系统以STM32F103ZE芯片为控制核心,运用基2时间抽取1024点FFT实现注入低频信号的提取。明确了注入信号的频率选取原则,试验分析确定注入信号频率为15 Hz和5 Hz。经过实际运行测试与结果分析,基于双频信号注入法的船舶交流电网绝缘监测装置最大误差率不超过2%,完全满足对地绝缘电阻测量精度±5%的设计要求。试验结果验证了船舶交流电网绝缘监测装置的可靠性和有效性,所提出设计方案大大降低船员工作强度,提高了舰船电力系统的供电连续性和安全性。

附加反向直流脉冲的架线电网漏电保护新方法

提出了用于直流架线电网漏电保护的一种新的基于附加反向直流脉冲的漏电检测方法。其基本原理是采用有别于架线直流工作电源极性的反向直流脉冲测试信号,在电机车上采用二极管构成阻波器,实现漏电电流与机车负荷电流的分离,从而实现漏电电流的检测。控制策略上采用微处理器定时关断三相全控桥,向直流架线提供反向测试电压,并检测架线绝缘电阻值。发现绝缘下降时,停止开通直流工作电源,切断主电路三相接触器,实现漏电保护及报警功能。结果表明该方法具有结构简单,阻波器重量轻、体积小、可靠性高等优点。

伊冯/呼辽交直流系统的次同步振荡阻尼特性分析

建立了基于伊冯/呼辽交直流系统的电磁暂态模型,采用基于时域仿真实现的复转矩系数法——测试信号法,对机组施加了一系列不同频率的测试信号。计算了不同连接方式下机组在次同步频率范围内的电气阻尼特性,并考察了可控串联补偿装置对该阻尼特性的影响。最后结合时域仿真法验证了测试信号法分析结果的有效性。理论分析和仿真结果表明,在交直流系统中采用联网运行带可控串补的方式,有利于抑制高压直流输电系统和交流输电线路中串补装置引起的次同步振荡问题。

GaN发光二极管表观电容极值分析

利用正向交流(ac)小信号方法对GaN发光二极管的电容-电压特性进行测量,可以观察到GaN发光二极管中的负电容现象。正向偏压越大,测试频率越低,负电容现象越明显。测量到的负电容现象是表象,不存在负电容;提出GaN发光二极管p-n结的结电容在特定的正向电压范围内等效于可变电容。分析可变电容对正向交流小信号响应得到:特定参数的可变电容使结电容电流相位落后于交流小信号电压相位π/2,使得在测量中表现为负电容。发现表观电容-正向电压曲线的极值点与理论模型相吻合,证明了该理论模型的正确性。

感应耦合电能传输系统中能量与信号反向同步传输技术

针对感应耦合电能传输(ICPT)系统电能与信号同步传输方法中信号反向传输的优化问题,在深入分析已有文献的基础上,采用信号并联注入、串联拾取的能量信号反向同步传输拓扑,并提出其参数设计方法。该拓扑充分将ICPT系统的谐振电感考虑到载波信号发射电路中,增强信号发射强度;通过LC谐振回路的选频滤波及放大作用提升信号接收强度;同时,基于交流阻抗分析法对拓扑参数进行了建模分析和优化设计。最后,通过仿真和实验验证了拓扑及参数设计方法的可靠性与有效性。

船舶交流电网绝缘监测系统应用研究

为了能够实时在线监测电力系统网络绝缘状态,自动定位低绝缘故障支路,提出了一种船舶交流电网绝缘监测装置设计方案。介绍了双频信号注入法和单频信号注入法的工作原理,提出了基于单频信号注入法的一种绝缘监测方法和一种控制核心为STM32F103ZE芯片的硬件设计方案。编程实现运用基2时间抽取1024点FFT提取注入低频信号,提出Q表示法将浮点数转换为定点数的高精度数据存储方法。明确了注入信号的电压、相位及频率。仿真结果表明,基于单频信号注入法的电网绝缘监测装置设计方案最大误差率不超过2%,满足装置测量精度±5%的设计要求。方案提高了船舶交流电网绝缘监测装置的可靠性和有效性,大大降低船员工作强度,提高舰船电力系统的供电连续性和安全性。

基于小波分析的交流CMT焊接电信号滤波

在传统阈值去噪法的基础上提出一种改进阈值去噪算法.该算法在阈值区间加入处理函数和调节系数,填补阈值区间内的空白,从而实现灵活调整信号衰减程度和平滑程度,提高重构后信号的连续性和逼近程度.试验利用coif小波对交流CMT焊接不锈钢电流电压信号进行3层分解,采用改进阈值法对分解后的小波系数进行处理.结果表明,通过灵活调整调节系数,改进算法能够很好地去除交流CMT焊接电信号中的高频噪声,保留有用突变成分和规则脉动信号,对有用信号的衰减比软阈值方法小,提高了与真实信号的逼近程度,适用于交流CMT焊接电信号的滤波.

发光二极管中负电容现象分析

利用正向交流(ac)小信号方法对发光二极管(LED)的电容-电压特性进行测量,可以观察到发光二极管中的负电容现象。首次提出测量到的负电容现象是表象,不存在负电容;首次提出发光二极管P-N结的结电容在特定的正向电压范围内等效于可变电容,特定参数的可变电容使电流的相位移相π,使得在测量中表现为负电容。

发光二极管负电容与复合发光关系

利用正向交流(ac)小信号方法对发光二极管(LED)的电容-电压特性进行测量,可以观察到发光二极管中的负电容现象。通过对复合发光机理和发光二极管p-n结进行分析,得到了发光二极管在特定的正向电压范围内,由于发光概率复合急剧变化出现了dQ/dU<0的现象;当dQ/dU<0时,分析发光二极管结电容在正向偏压下对交流小信号的响应得到发光二极管表观电容的电流相位落后交流小信号电压相位π2,发光二极管表观电容表现为一个负电容。首次得到了发光二极管负电容与复合发光的关系表达式。

基于移相变压器的直驱风机次同步振荡抑制

针对直驱风机接入弱交流电网引发严重的次同步振荡问题,建立了并网系统的小信号模型。首先,利用特征值分析法得出系统的次同步振荡模态,通过参与因子分析揭示了直驱风机接入弱交流电网的次同步振荡机理;然后,在分析移相变压器应用原理的基础上,提出了基于移相变压器可实现直驱风机并网系统负电阻补偿的次同步振荡抑制方法;最后,在Matlab/Simulink上搭建了基于移相变压器的直驱风机并网系统仿真模型,通过改变系统运行参数验证了次同步振荡抑制方法的适应性。

交流叠加法在XLPE电缆在线监测中的应用

电缆在线监测对供电的可靠性有重要的意义,而现场抗干扰技术和微弱信号的准确提取是在线监测的核心技术。分析了交流叠加法在电缆在线监测中的应用原理,提出了现场信号检测的具体方案。

一种改进的深空高动态微弱信号频率捕获算法

分析传统的基于极大似然法的高动态微弱信号频率捕获算法,深入研究发现,在高动态条件下求平均周期图的时候存在多普勒频率变化率差值,使得信号非相干累加无法达到最佳效果。针对此问题,提出一种频域循环移位累加求周期图的改进算法,在相同多普勒动态范围及多普勒频率变化率条件下,提升信号频率捕获性能。

基于平均电流控制的Buck变换器建模和仿真

电压控制模式的DC/DC变换器只有输出电压一个反馈量,工况(电压或负载)变化导致输出电压变化时,控制器才会自动调整,稳定性差且响应速度慢.平均电流控制是提高DC/DC变换器稳定性和动态调节性能的有效方法.本文采用状态空间平均法,建立Buck型DC/DC变换器在电流连续模式下的交流小信号模型,求出该变换器的电流和电压控制环的开环和闭环传输函数,分析其稳定性和动态特性.用matlab软件仿真,结果表明理论模型正确,并确定电流和电压控制器校正装置的关键参数.

基于Cortex-M4的交流转辙机信号采集板的设计与实现

该研究参考Q/CR442—2020《铁路信号集中监测系统技术条件》,基于嵌入式技术开发了一套交流转辙机信号采集板。该采集板采用真有效值算法采集计算电压、电流,通过改进二表法测三相动作电源有功功率,并且对电路进行了隔离滤波设计,使得采集数据更精确可靠;通过优化算法实现对采样数据快速处理,提高了采样频率,降低了设备功耗。通过在实验室及现场的测试结果分析,证明采集板的可靠性、可行性和可用性。该采集板具备性价比高、功耗低、采集速度快、可靠性高等优点,并预留扩展口可供电务人员自行设置故障监测点,具有广阔的发展空间。

分布式静止同步串联补偿器抑制次同步谐振机理研究

针对柔性交流输电(FACTS)领域中的一种新装置——分布式静止同步串联补偿器(DSSC),在实现其潮流调节功能的基础上,首次从频域的角度研究了DSSC特性,得到了DSSC的频率-阻抗分布曲线,既为DSSC影响次同步谐振的机理研究提供了理论依据,也为其他FACTS装置的研究提供了新的思路.进一步,采用测试信号法,研究了DSSC对一个串联电容补偿系统的电气阻尼特性的影响,结果表明,DSSC的串入使得系统的谐振点频率发生偏移,电气负阻尼绝对值显著减小,证明DSSC对于次同步谐振具有抑制作用.

阀控密封铅酸蓄电池内阻构成与测试方法对比

蓄电池监测数据中其内阻数据是一项非常宝贵的信息资源,内阻可以很好地反映蓄电池内部的真实状况。当前主要采用的蓄电池内阻测试方法为瞬间直流放电法(直流测量)和交流信号注入法(交流测量),两种方法各有特点。

一种新型的电容电流在线测量系统设计

针对目前电容电流值测量误差大、测量方式依赖性强的问题,提出了一种在线电网电容电流测量系统设计方案。系统采用可编程交流变频信号源和高Q值的50 Hz陷波电路设计,提高了注入的非工频信号稳定性。通过STM32型高速单片机和触摸屏组态软件进行过程微处理控制和信息交互,保证了操作的便捷和实时性。该测量系统通过可编程交流变频信号源注入非工频信号,推导出计算电容电流的数学模型,经仿真试验验证,测量精度在行业标准要求的范围之内,结果验证了设计方法的正确性、合理性,为消弧线圈接地系统的实际应用提供一种新思路。

基于变步长LMS算法的交流阻抗测钢筋腐蚀

交流阻抗法在钢筋腐蚀测量中应用比较广泛,为了改善交流阻抗法在测量时由于测量阻抗较大而存在响应信号微弱、信噪比较低、误差较大等问题,提出了一种改进变步长LMS自适应滤波算法。针对传统算法收敛速度慢和稳态误差较大的缺点,改进了步长因子和误差之间的函数关系,使步长因子对时变系统有了一定的跟踪能力。在改进算法的基础上,在不同频率的信号环境中进行仿真和实验,结果表明将改进的算法应用于钢筋腐蚀测量,有效地提高了响应信号的信噪比,同时减小了稳态误差,测量精度可以精确到10 mV左右,为钢筋腐蚀测量提供了一种新的思路和方法。

基于在线式绝缘监测装置接地选线的环网点定位方法

由于各种因素的影响的配置有两套直流系统的变电站,两套直流系统之间可能形成环网,影响直流系统的安全运行,甚至影响继电保护装置正确动作。本文阐述了直流系统环网产生的原因及其危害,分析环网可能的存在形式,总结环网查找的方法与原理。并提出在线式绝缘监测装置模拟接地的定位方法,为直流系统环网的查找提出相应对策。

既有线信号自动控制系统接地故障查找

铁路信号设备接地故障中,常见的电源接地故障和传输网络接地故障通常会造成联锁关系彻底失效,危及铁路行车安全及设备安全,甚至是人身安全,对运输的直接和间接影响都比较大,本文主要介绍了一种简单的、操作性强的接地故障查找方法,该方法可以提高施工现场接地故障查找的效率。