Real-Time Method for Detecting Harmonic and Reactive Currents of Single-Phase Circuits

According to the characteristics of single-phase circuits and demand of using active filter for real-time detecting harmonic and reactive currents, a detecting method based on Fryze＇s power definition is proposed. The results of theoretical analysis and simula- tion show that the proposed method is effective in realtime detecting of instantaneous harmonic and reactive currents in single-phase circuits. When only detecting the total reactive currents, this method does not need a phase-locked loop circuit, and it also can be used in some special applications to provide different compensations on the ground of different requirements of electric network. Compared with the other methods based on the theory of instantaneous reactive power, this method is simple and easy to realize.

基于开关电容的三相单开关反激式高增益AC-DC整流变换器

提出一种适用于小型分布式风力发电系统的基于开关电容的三相反激式高增益整流变换器。在传统三相单开关电路交流输入侧引入带开关电容的倍压单元,本文所提出的变换器可以实现高电压增益,且该增益随输入电压的升高而降低,使得电路不仅具有较好的低输入电压工作特性,且有效拓宽了变换器的输入电压工作范围。电路工作在电感电流断续(DCM)模式下,从而可实现稳态时的输入电流功率因数校正(PFC)功能。此外,电路未采用电解电容,可实现极低输入电压下微弱能量的收集,有效提高小风机系统的风能利用率。为了验证该拓扑及理论分析的正确性,设计了一台额定功率300W的样机,额定条件下变换效率可以达到85%,输入电流的总谐波失真(THD)小于10%。

单周控制Buck-Boost电路的AC/AC电压变换

本文阐述了单周控制Buck-Boost电路的单相交流AC/AC电压转换的工作原理,并利用Matlab/Simulink软件对该转换电路建模并进行仿真,给出了稳态及负荷突变情况下的仿真结果,证明在原理上是可行的,静、动态性能良好。此外,通过分析认为,可将所使用全控型开关元件的一半,用半控型晶闸管替代,从而可能降低设备的成本。

中压交流系统低电阻接地方式特点简析

根据中压交流系统低电阻接地方式的特点,结合继电保护和系统安全要求,介绍两种低电阻阻值计算方法,给出阻值选择的建议。此外,中压交流系统不同接地方式对设备选型有重要影响,结合标准规范要求,对设备选型差异进行梳理,以供设计人员参考。

基于STM32F103的7kW单相交流充电桩的系统设计与实现

随着电动汽车产量的不断增加并逐步取代燃油汽车,与之配套的充电桩却尚未普及,车桩比例严重失衡,成为电动汽车推广的关键制约。因此,加速充电桩的研究和投放,提升充电桩的性能,便成了充电桩发展和研究的重中之重。本文基于STM32F103芯片设计一款带有电能计量、刷卡支付、通信、安全防护等功能的7kW单相交流充电桩,并进行相应的硬件、软件设计。测试结果表明,所设计充电桩各项数据均达到国标要求,能与车辆快速准确响应,可投放于实际充电场景。

基于传感信号响应的电容型验电器电压智能检测方法

在检测电容型验电器电压时,待检测验电器所处环境的电场分布存在差异,检测结果精准度较低,为此提出基于传感信号响应的电容型验电器电压智能检测方法。利用SL-AV81-5N端子输入型单相交流电压声频传感器采集电容型验电器的状态信号,结合频段信号不同状态下SL-AV81-5N信号的响应模式特点,对待检测验电器输出频段信号表现出较弱和较强时的电压参数进行差异化计算。测试结果中,验电器电压的检测精准度始终稳定在0.95以上。

平衡单相牵引负荷补偿容量优化设计

针对交流电气化铁路采用Steinmetz补偿电路实现三相平衡所需补偿容量很大的问题,以三相补偿装置总容量最小为目标,运用优化技术提出了一种合理的补偿容量最优方法。首先推导各相间补偿容量与电流不对称度系数及功率因数的关系,当功率因数和电流不对称度系数在允许范围内时,建立各相间补偿容量和平衡容量的数学模型。然后将优化问题转化为数学规划问题,利用优化方法推导最优补偿容量的解析结果。通过MATLAB计算,与Steinmetz电路所需补偿容量进行比较,证明上述结果在性能满足要求的前提下,在补偿容量数值上有明显优势。具体实例计算表明,所述优化设计方法可以以较小的补偿容量达到较好的补偿性能。

电动汽车交流充电桩谐波分析及谐波抑制研究

交流充电桩是家用电动汽车主要的能源供给设施,利用车载式充电机为动力电池充电。随着电动汽车充电站日益增多,其产生的谐波污染也越来越严重。搭建了单相车载式充电机的完整模型,详细分析了其谐波特点和充电机台数变化对谐波含量的影响。针对充电桩的谐波问题,将有源电力滤波技术应用到交流充电桩中。在所搭建的仿真模型中,针对单相车载式充电机的负载特性,采用传统PI控制与重复控制相结合的复合控制方法,新型交流充电桩有效地抑制了车载式充电器谐波,提高电网侧电能质量。

交流特高压输电线路复杂地线系统单相短路电流的计算

地线系统短路电流的准确计算对光纤复合架空地线(optical fiber composite overhead ground wire,OPGW)热容量的校验及地线的选型有重要意义。OPGW在地线系统的广泛应用,尤其是为降低地线系统损耗而出现的新地线接线方式,如分段绝缘、换位及开环等,使得地线系统的接线变得较为复杂。通过建立复杂地线系统的电路计算模型,较方便地计算出交流输电线路在单相短路状况下的各种指标。数值算例验证了所提方法计算单相对地短路电流的准确性,并且研究了不同特高压地线接线系统在不同单相短路状况下的短路电流分布特征。结果表明,新的复杂地线接线系统对OPGW的选型要求更高,且需额外考虑普通地线的绝缘配合问题。

配电网单相接地故障选线典型方法实验研究

为验证小电流接地配电系统中各种单相接地故障选线方法的性能,利用暂态行波保护测试仪、宽频功率放大器和自行开发的小电流接地选线装置搭建了测试平台,模拟了不同故障条件和线路结构下的故障,对几种典型的选线方法进行了测试实验,并给出了不同选线方法的有效域。结果表明,所搭建的测试平台能够有效进行选线方法实验;行波选线法优势明显,但在分支线路故障或较小故障初相角条件下可靠性降低;暂态信号选线法在较大过渡电阻或较小故障初相角条件下可靠性降低。行波选线法和暂态信号选线法结合可提高选线可靠性。

船舶区域配电系统建模与故障仿真分析

船舶区域配电系统作为船舶电力系统的发展方向用于电力推进船舶和军用舰船,目前其故障与安全可靠性研究成为国际研究热点之一。运用计算机数字仿真技术建立了某电力推进船舶区域配电系统数字仿真模型,仿真了系统正常运行、单相接地故障和三相短路故障的工况,分析了不同故障类型及同一故障类型发生在系统不同区域时对系统稳定性的影响。仿真结果表明,其数据对船舶区域配电系统的设计、调试及控制方法的研究具有参考价值。

基于STC12C5410AD单片机的单相电参数测量仪设计

以高精度电表集成电路CS5463为计量核心,设计了一种基于STC12C5410AD单片机的单相交流参数测量仪.该系统与采样、过零比较电路配合,利用单片机片内定时器测量频率和相位差;与采样、放大、精密整流和滤波电路配合,利用CS5463片内A/D转换器通过瞬时采样法测量电压、电流有效值计算出视在功率、有功功率和无功功率.通过12864LCD显示出各参数测量值.

飞机起动/发电双功能系统电动状态单相交流励磁的研究

出了飞机起动/发电双功能系统电动状态的一种新的励磁方案,即采用单相交流励磁的方案。分析了该励磁方案的原理,并进行了试验,得出了采用单相交流励磁可行的结论。

单相有源前端直流电压脉动研究

单相PWM整流器作为串联H桥多电平变频器的有源前端,可以满足矿井提升机对电气传动系统能量双向流动能力的要求,但是其输出2次脉动电压使得网侧电流存在3次谐波。针对上述问题,提出了一种稳态误差前馈补偿的方法,即将输出直流电压的二倍频正弦误差信号补偿至直流电压给定信号,以减小电压脉动对电网电流畸变的影响。仿真及硬件实验验证了该方法的有效性。

三相交流电路自制实验及扩展教学设计

利用自制的三相交流电路实验装置,我们在传统的三相交流电路电压、电流等的测量之外,增加了利用示波器直接观测三相电波形以及交流电动机等实验内容,有助于同学们更直观地理解三相电特性。由于强电实验的特殊性,我们在市电接入和实验电路之间加入了接触器保护装置以及手控开关,并在实验中规定同学必须遵守“单人单手”操作规则,多重安全设计确保了实验安全。结合生产生活实际,我们还设计了电力传输,生活中的三相电常识,安全用电知识等实验讨论内容,并以我国在特高压输电领域的发展历程为切入点,进行“课程思政”的教学,增强同学们的爱国主义观念。

电力参数的微机交流采样技术

以80C196KB单片机为核心,介绍了一种实现电力参数交流采样技术的基本算法,并对其硬件测量电路进行了详细的阐述。采用该交流采样算法和具体硬件电路设计了高低压配电间监测系统,现场运行结果表明,系统运行情况良好,各项参数的测量精度均达到了预期的设计要求。

基于混合型Chopper电路的MMC-UPFC故障渡越方案

当交流系统发生短路时,基于模块化多电平控制器的统一潮流控制器(MMC-UPFC)串、并联侧MMC均会受到故障冲击,存在两侧换流器过流闭锁,MMC-UPFC完全退出运行的风险。对此,以交流系统发生最严重的三相短路故障为例,分析了MMC-UPFC串、并联侧MMC故障特性;在此基础上,借鉴风电场交流故障渡越的Chopper电路,并结合MMC-UPFC不同运行方式对故障特性的影响,提出了基于混合型Chopper电路的MMC-UPFC故障渡越方案。该方案能够在交流系统发生故障后隔离并联侧MMC与串联侧MMC之间的联系,从而抑制串联侧馈入并联侧MMC的故障电流。仿真结果表明在MMC-UPFC的不同运行方式下,所提方案均能避免故障后并联侧MMC闭锁,MMC-UPFC将切换至静止同步补偿器(STATCOM)工作模式,为交流系统提供无功功率支撑。

Matlab Simulink在电路实验中的应用

电路分析基础是电气和电子类专业的专业基础课,实验教学是该理论课程的重要实践教学环节,为满足我校不同专业对电路实验要求的不同,通过利用Matlab自带的Simulink软件包对三个经典的电路实验进行仿真分析,表明Simulink建模方便,模型清晰直观,计算快速,结果准确,能验证电路的理论公式并能弥补硬件实验时由于仪器设备带来的一些误差,帮助学生更好地理解电路理论知识,可以应用于电路实验的辅助教学。

基于运放的电子电路综合实验项目设计

电子电路综合实验对提高学生的电子系统设计和实践能力起着重要作用。该文提出了一个运算放大器综合运用的案例,基本囊括运算放大器的典型电路,根据案例指标要求,通过理论分析和计算,设计电路参数,并利用EDA软件Multisim仿真验证;然后进行了实际测试,分析了问题产生的原因及解决办法。从案例的提出到理论设计、实际调试,全面展示了实验项目研究的方法,可为其他高校开设电子电路综合实验提供一定的借鉴。

基于DSP的矿井低压电网快速断电安全技术的研究

低压电缆电气故障产生的电弧、电火花是造成煤矿瓦斯爆炸事故的主要点火源。为保证低压电缆在受到外部机械损伤造成电气故障时不至于释放出足以引燃引爆瓦斯的能量,本文提出了以IGBT为主元件的快速断电中性点固态断路器拓扑结构,并针对矿井低压系统的特点提出基于模式识别法的选择性超快速单相接地保护算法以及基于电流变化率的超快速短路保护算法,从软硬件两方面提高开关的断电速度,缩短电弧、电火花持续时间。实验表明,基于该拓扑结构的快速断电SSCB配合单相接地保护和短路保护,能够实现全断电时间不大于3 ms的目标。