Waveform digitization utilizing switched-capacitor arrays

Compared with traditional waveform digitization with flash-ADCs, waveform digitization with switched-capacitor arrays (SCAs) is able to achieve the sampling speed above 1 GS/s without degrading the analog to digital conversion precision significantly. In this paper, we present the implementation of a fast waveform digitization system with the use of SCAs, and evaluate its performance of waveform digitization and the waveform timing. At about 5 GS/s, the dynamic input range of the digitizer is about 66 dB, and its timing precision is about 20 ps (RMS).

变电站隔离开关操作产生的电磁暂态特征量研究

变电站隔离开关操作产生的电磁骚扰是电力系统二次设备防护的重要内容。基于真型实验场开展了一系列实验,在AIS和GIS内进行了一系列不同电压等级不同容性负载的隔离开关分合闸重复实验。由于隔离开关操作持续时间长,采样率高,采集得到的实测数据十分庞大,为了方便处理实测数据,设计了一种自动计算的模型既能实现隔离开关全过程多次放电脉冲群的特征量提取,也能实现单次击穿波形的分离和计算。计算结果显示AIS隔离开关操作产生的电磁骚扰主频在300~600 kHz,有些文献中测量结果高达几MHz,GIS产生的电磁骚扰在17~20 MHz。暂态电流及其耦合的电磁骚扰主频仅受变电站结构和参数影响,相同实验条件下GIS产生的地电波比AIS幅值更高主频更大振荡更强烈。该实验结果为电力系统开展针对二次设备的电磁防护试验提供了量化参数。

基于移动式断路器分合闸线圈电流连续监测系统的研究与应用

分合闸线圈的电流信号是断路器分合闸线圈是否健康运行的重要参数之一。通过对操作动作后检测的电流波形变化和与历史数据对比分析,可实现动作相关二次元件和机械部件潜在故障的快速诊断。提出的移动式断路器分合闸线圈电流连续监测系统实用、高效且便捷,已在上海多座变电站实现应用,并协助诊断出诸多断路器潜伏性缺陷,为实现断路器的状态检修提供了一种有效的技术手段。

基于电网故障录波图判断变压器重瓦斯保护跳闸原因的方法

变压器是电网系统中发电厂和变电站重要组成部分之一,承担着不同电压等级电网联络作用,是电能高电压传输及不同电压等级电压联络的重要设备。因此,变压器除了设有防止变压器套管、出线、电流互感器、线圈、铁芯等多种元件故障的差动保护作为主保护外,还另外设有重瓦斯保护为主保护。为快速复电,需要快速判断故障类型,尤其是重瓦斯保护,其保护动作可由多种原因引起。阐述一种根据电网故障录波图判断变压器重瓦斯保护跳闸原因的方法。该方法获取变压器故障录波图上形成的继电保护开关量波形、重瓦斯保护跳闸开关量波形、主变高压侧三相电流及电压波形、主变低压侧三相电流及电压波形并进行综合分析,并通过是否存在突变波形以及检测结果,判断变压器重瓦斯保护跳闸的原因。

开关线性复合变换低阻输出特性对系统的优化

为了在现有电力电子技术基础上进一步提高功率变换器的综合性能,揭示了一种由电力电子开关电路与线性电路有机结合而派生的开关线性复合功率变换器(SLH).简述了该类变换器的基本工作原理,列举了并联型和串联型两种电路拓扑及其特点,说明了 SLH的低阻输出特性对提高功率变换器静动态性能的作用,并对SLH与典型的PWM+LC滤波单元的变换器进行了比较分析,给出了用于电源和传动系统不同负载条件下的测试数据和典型波形.结果表明,SLH在高效与优波兼顾、多类负载适应性和抗负载扰动能力方面具有综合优化性能.

三相软开关逆变器的PWM实现方法

该文详细阐述了采用三角载波和锯齿载波对本逆变器实现(ZVS)软开关动作的影响。使用三角载波实现软开关动作时,由于开关动作时刻不固定,使得谐振时刻难于控制,并且谐振次数多,使直流母线电压得不到充分利用。采用正斜率锯齿载波虽然能解决上述问题,但是会造成在锯齿波垂直沿前后处于零矢量状态,电机的能量与谐振电路不发生交换,不能满足软开关谐振条件。指出要实现本电路的软开关动作模式,载波必须采用正负斜率交替的锯齿波,并根据电机电流极性来切换锯齿波的斜率,这是逆变器开关元件实现软开关动作的必要条件。实验证明了采用本控制方式,逆变器的输出电流波形具有良好的正弦度。

ATSC型快速动态无功补偿装置

ATSC型快速动态无功补偿装置采用新颖的快速无功功率检测方法和独特的晶闸管控制技术 ,通过微机实现了对多组电容器快速自动分级投切 ,达到了对冲击负荷动态无功补偿的要求 ,其在工频 50 Hz情况下的全部响应时间小于 1 6ms。文中介绍了该装置主回路控制方式和控制电路构成 ,通过其型式试验检测报告中的有关数据和波形及用户现场实测波形 ,表明该装置已达到技术性能指标 ;并简要介绍了现场运行效果。

新型软开关高压脉冲电容恒流充电技术分析

介绍了新型软开关脉冲电容充电技术 ,其基本电路采用串联谐振拓扑 ,具备零电流开关、恒流充电、内在短路保护等优点。导出了该基本电路重要参数的计算公式。仿真了一个 1 6k J/ s充电电源的波形。在重复频率较高、负载电容容量偏小时的不利情况下 ,在基本恒流电路的基础上 ,探讨了几种改善充电电压稳定性的途径 。

IGBT模块电气参数测试及分析

针对不同集电极电流及开关频率下的开关过程设计并搭建了IGBT电气参数测试系统。试验测录了IGBT模块在开关过程中的电压、电流波形,对电压、电流波形进行数据处理,得到IGBT模块的开关时间和开关损耗;根据对IGBT模块的开关损耗进行分析,得到IGBT模块的开关损耗在随着集电极电流和开关频率变化的规律。

用于冲击波和爆轰物理实验中的声光开关

针对冲击波和爆轰物理实验中对光开关的使用要求,提出了一种基于布拉格衍射效应的行波式声光开关,得到了声光开关的开关波形、消光比、抗激光损伤特性及能量利用率等。结果表明,与传统的普克尔电光开关相比,声光开关有效地消除了开关光信号顶部的"振铃"现象,消光比达到5000∶1,同时减小了开关体积、提高了开关工作稳定性。声光晶体抗激光损伤阈值大于2.26 kW/cm2,开关能量利用率达70%。开关触发固有延迟和上升沿时间分别为900和440 ns,满足测试系统对开关同步性的要求。另外开关光信号宽度可由触发信号任意调节,能满足不同测试情况的需要。

高耦合系数条件下径向速度估计的新方法

本文在分析了线性调频信号距离—多普勒耦合原理的基础上,提出了一种高耦合系数条件下径向速度估计的新方法.该方法利用雷达波形参数切换带来的距离信息,通过所建立的匀速模型和匀加速模型,在滤波器起始之前对径向速度进行了有效的估计,解决了高耦合系数条件下多普勒耦合测距误差修正、数据关联以及最佳滤波器起始的问题.对导弹防御雷达的仿真验证了该方法的有效性.

新型厂用电快速切换装置设计

通过对发电厂厂用电切换过程进行分析,提出一种新的厂用电快切原理,并同步研发出新型快切装置。该装置在启用新原理的同时,采用TMS320F2812DSP芯片核心处理器,切换过程快速、灵活;测量、控制、显示、录波功能完备;易操作、免维护。在配备了RS485和CAN通讯接口的基础上,加装了USB2．0接口,使录波数据的采集和分析更加方便。最后指出在实际应用中影响切换的一些重要因素。目前,新装置已在实际应用中得到肯定。

交-交型矩阵变换器的双电压控制原理及波形合成

介绍了一般意义上的ｎ×ｍ型矩阵变换器的拓扑形式及双向功率开关的构成；分析了基于瞬时电压调制技术的三相ＡＣ－ＡＣ矩阵变换器的开关状态和控制规律；给出了在一个周期里，划分输入相区、输出相区的原则，从理论上推出了改进的双线电压控制的矩阵变换器的控制函数表达式。最后，对输出电压波形合成的形式及九个开关的转换过程作了系统的分析，并给出了输出电压及输入电流波形的仿真结果，为矩阵变换器的硬件设计提供了理论基础。

开关磁阻电机的磁通波形

本文阐述了开关磁阻电机(SR电机)在不同工作状态下的磁通波形的形状及变化规律,提出了磁通波形矩阵形式的数学模型,有效地解决了任意相数SR电机铁芯不同部分的磁通波形的合成问题,并首次应用非线性方法计算分析了不同转速和控制策略下铁芯各部分的磁通波形。本文的研究结果为SR电机的铁耗分析和计算提供了基础。

引起三级电压源逆变器直流侧电容电压变化的原因

利用作者早先提出的一种开关函数正负半波分解的方法 ,分析了三级电压源逆变器直流侧电容电压在电网对称及不对称条件下 ,电容电压的变化与开关函数间的关系 ,并得出引起直流侧电容电压变化的根本原因是与开关函数基频同相位的偶次余弦电流分量。

GIS回路电阻超标缺陷定位分析

回路电阻测量是GIS交接试验和例行试验中的一个主要项目,其目的是检查电气设备安装质量和回路的完整性。在综合考虑GIS内装导体常见的连接方式、影响GIS主回路电阻的因素和GIS回路电阻测量存在问题的情况下,针对变电站500 kV GIS断路器间隔例行试验时回路电阻超标的异常情况,通过诊断性试验、断路器气室开盖检查、地刀及电流互感器(TA)气室解体检查3个步骤不断缩小缺陷查找范围,定位缺陷并查明缺陷原因。提出了解决方案,并给出相应的检修建议,提供了一种GIS回路电阻超标定性与定位分析方法。

110kV变电站过电压在线监测系统及其波形分析

过电压是造成电网绝缘损害的主要原因之一,也是选择电气设备绝缘强度的决定性因素,电力系统过电压在线监测对分析过电压事故原因和改善系统绝缘配合具有重要的现实意义。在研制成功110kV过电压传感器以及高速变频采集系统的基础上,重庆110kV先锋过电压在线监测系统可自动捕获10、35、110kV电网中出现的外部和内部过电压。另外还介绍了该系统的结构、用于过电压信号采集的低阻尼阻容分压器和套管式分压器、变频采集系统及系统软件等关键模块。根据现场采集到的典型过电压波形样本,结合值班室记录,分析了雷电、操作及暂时等过电压的波形特点和产生原因,监测结果可为输电线路防雷、变电站过电压防护、电力系统规划和设计提供科学依据。

基于固态开关的单级冲击电压发生器设计与实现

电力变压器在运行过程中可能遭到雷电过电压和操作过电压的作用,由于其自身电压等级、额定功率和设计布局等差异,导致入侵的电压波形通常和IEC标准有很大不同,评估其绝缘强度时有必要开展不同波形参数冲击电压下典型绝缘击穿特性试验研究。为此设计并搭建了一套基于固态开关的冲击电压发生器,通过调节回路中电容和电阻参数,可产生包括标准雷电冲击电压和标准操作冲击电压等7种不同波形参数的冲击电压。实验测试与回路仿真所得波形近似,冲击电压的波头时间和波尾时间满足标准规定允许的偏差范围。

基于空间电压矢量的最小开关损耗PWM技术

在空间电压矢量形成ＰＷＭ波的基础上，通过两个零矢量作用时间的不同分配及调节各矢量作用顺序，形成了不同形式的相电压波形。对开关损耗进行的分析表明，根据负载性质不同，选择合适的相电压调制方式能显著减少开关损耗。用空间电压矢量方法产生最小开关损耗的ＰＷＭ具有计算简单、易于数字实现的特点。

基于电流波形检测法的开关磁阻电动机无位置传感器控制

开关磁阻电动机(SRM)在采用电压PWM控制方式时,通常在定、转子齿极开始重叠位置处出现峰值电流。传统电流梯度法利用该峰值电流的前后电流微分值符号变反的特征,通过微分和过零检测电路得到转子位置,但存在检测电路参数设计繁琐,低速运行时不易获取正确的转子位置以及容错能力较差等缺点。为此,提出了一种基于电流波形检测的转子位置估算方法。该方法通过比较前后时刻电流大小,在该相关断时刻确定该相电流峰值及其对应的时间,并与前一相峰值电流对应时间共同计算确定后一相的关断时间。随后通过给定开通角,计算出开通角对应脉冲数,再通过比较当前计数值与该开通角对应的脉冲数,确定当前相或后一相的开通时间。该方法不仅保留了不依赖SRM参数的优点,而且无需微分、过零检测等外围电路,在低速运行时也能够得到正确的转子位置且具有较强的容错能力。通过基于该方法搭建的SRM无位置传感器控制系统的DSP驱动实验,证明了所提方法的可行性和有效性。