Live Line Measuring the Parameters of 220 kV Transmission Lines with Mutual Inductance in Hainan Power Grid

A live line measurement method for the zero sequence parameters of transmission lines with mutual inductance is introduced. The mathematical models of the measurement method are given. Global Positioning System (GPS) is used as the synchronous signal for the measurement carried out at different substations simultaneously. The measurement system and digital simulation results are given. Finally, the live line measurement results of two 220 kV transmission lines with mutual inductance in Hainangrid are given. Results from both simulation and on-site measurement show that the live line measurement method is feasible, and its measurement accuracy can satisfactorily meet the requirements of engineering measurement.

柔性低频输电系统的主变稳态负序差动保护

为了解决常规纵差保护难以适用于低频系统的问题,通过分析低频系统的序分量抑制策略,并根据低频系统故障进入稳态后单侧有负序注入的特征,提出一种基于稳态负序分量的主变差动保护方法。为防止该差动保护在区外故障时因电流互感器饱和出现误动,通过对比分析三类制动电流计算方式的制动性能,得到了差动保护的制动方程和制动系数。为解决励磁涌流、电流互感器断线可能导致误动的问题,提出了相电压突变量的差动保护开放条件。仿真分析表明,该方法能够灵敏反映区内金属性故障及轻微故障,在区外故障伴随电流互感器饱和时有可靠的制动裕度。

宽阻带高频率选择性的混合电磁耦合滤波器

在无线和移动通信系统中,需要具有高选择性和结构紧凑的微波滤波器来抑制谐波和杂散信号。提出了一种新颖的基于阶跃阻抗谐振器的二阶可控混合电磁耦合滤波器,该滤波器由两个四分之一波长的阶跃阻抗谐振器组成,混合电磁耦合中的电耦合和磁耦合分别通过低阻抗部分的叉指结构和高阻抗的传导针来控制。同时在馈线上加载两对对称开路短截线,可以产生额外的传输零点,以获得更好的频率选择性和高抑制度的宽阻带。设计并制作了一个滤波器样品,测试的回波损耗大于18 d B,插入损耗为0.6 d B,上阻带拓宽到三倍的中心频率处,整个阻带抑制度优于17 d B,测量和模拟结果吻合良好。

双对斜杆负刚度机制的恒值QZS隔振器研究

针对隔振质量偏离静态平衡位置导致准零刚度(quasi-zero stiffness,QZS)隔振器动态刚度增大而影响低频隔振性能的问题,基于双对斜杆负刚度机制,构造了恒值QZS隔振器,推导了隔振器的力和刚度表达式,通过静态平衡点处刚度及刚度二阶导数等于零的QZS条件,研究了参数影响下的力和刚度特性,获得了非线性刚度、恒值QZS和零刚度的参数条件。根据静态分析,设计了恒值QZS试验模型,通过万能试验机测得试验模型的力位移曲线,与理论值具有较好的一致性。进而采用激光测振仪和振动台开展谐波激励的动态试验,获得了恒值QZS和线性刚度隔振器的位移响应及传递率。动态试验结果表明,恒值QZS隔振器的起始隔振频率小于1.5 Hz,且传递率整体小于线性隔振器的位移传递率,而线性隔振器的起始隔振频率为4.5 Hz。综上,提出的恒值QZS隔振器不仅能实现任意恒值的QZS,并且可采用杆、弹簧方便地获得所需的恒值QZS,具有优越的低频隔振性能。

基于小波分析的输电线路单端故障定位方法

为精准判别输电线路单端故障的位置,提出基于小波分析的输电线路单端故障定位方法。联合零序电压与故障绕组系数,求解输电转矩指标的取值范围,完成对单端故障暂态特征量的计算。分别从连续小波变换、离散小波变换两方面来完善小波分析理论,获取故障暂态特征量指标的实际取值范围,并以此为基础,确定暂态定位参数的具体取值结果,实现对输电线路单端故障行为的全局定位。实验结果表明,小波分析理论作用下,单端故障节点处最大电压检测差值为5 V、最大电流检测差值为0.1 A,误差较小,符合精准判别输电线路故障的应用需求。

柔性直流输电系统的高频谐波保护方法与工程实践

柔性直流输电系统受电力电子设备本身特性以及控制系统影响,在多种运行工况下易出现不同频率的振荡问题。作为实现设备安全和电网稳定运行的决定因素,保护系统应实现对系统谐波的准确监测以及可靠动作。根据高频振荡时的电流能量累积作用,给出了基于反时限动作的电流类谐波保护算法。基于高频谐波电压特性,分别给出了过零点监测保护算法、谐波畸变率保护算法以及宽谐波保护算法,各保护算法相互配合,实现对不同电压振荡类型的全面保护。最后,给出了国内柔性直流工程实践中配置的高频谐波保护,结合保护原理对系统发生高频振荡后的动作特性进行分析,验证了高频谐波保护的有效性和准确性。

具有片上电感的改进型梯形声表面波滤波器

针对小体积声表面波(SAW)滤波器性能受封装影响较大的问题,提出了一种新型SAW梯形滤波器电路拓扑结构。通过分析滤波器高频受封装影响造成的远端抑制上翘的现象,从电路结构出发,改变版图设计,实现了片上电感。采用传统梯形滤波器结构和利用纵向耦合双模谐振器型滤波器(DMS)特殊接地结构相结合的电路拓扑结构,有助于提高带外抑制和设计灵活性。在标准的42°Y-X钽酸锂(LiTaO_(3))基板上制作滤波器,通过仿真分析得到中心频率2580 MHz、带宽50 MHz、插入损耗小于2.5 dB的高阶梯形射频SAW滤波器的最优拓扑结构。测试结果表明,通过改变电路拓扑结构关键参数和引入新的传输零点,可改善在高频段内的带外抑制特性。

基于传输线技术的零平均折射率(zero-)带隙的实验研究

基于传输线方法,制备了含左手材料和右手材料的一维光子晶体.通过仿真软件ADS的模拟和矢量网络分析仪的测量,研究了光子晶体的传输特性.实验结果表明:由左手材料和右手材料构成的一维光子晶体具有零平均折射率(zero-)带隙,这一带隙处于左手通带和右手通带之间.zero-带隙分别由零平均介电常量和零平均磁导率决定,进而对晶格尺度不敏感.

基于零膨胀介孔PbTiO_(3)/石墨烯复合陶瓷的热膨胀系数调控与微纳研究

随着军事和民用技术的快速发展,对航空、户外等领域所用器件在复杂环境下的稳定性提出了更为严格的要求。这些器件经常需要在较大的温度变化范围内工作,而温度变化所带来的材料体积变化是器件结构受损,功能失效的重要原因之一。因此,如航空航天设备中所用的精密结构件不仅需要具有优秀的导电、导热性能,还需要保证其在温度变化过程中具有较低的热膨胀系数。因此,研究制备具有近零膨胀性能的材料便成为解决这些问题的重要方法之一。在本研究中,作者通过改变烧结温度,制备出一系列介孔铁电PbTiO_(3)(PTO)陶瓷,通过测试结果展示了材料的热导率、热膨胀系数与烧结温度的关系。进一步通过三维重构技术(Tomography)与高角度环形暗场像(high angle annular dark field,HAADF),分析了改变烧结温度对于介孔尺寸、分布密度的影响,以及单个介孔表面附近的铁电屏蔽效应影响范围,从而解释了烧结温度的变化与介孔的分布密度、尺寸大小以及热膨胀行为之间的紧密联系。随着烧结温度的降低,介孔对材料铁电屏蔽效应的总区域占比逐渐升高,从而使材料正膨胀系数增大,导致材料表现出近零膨胀。为进一步提高材料的热导率,提升材料的多功能性,将这一材料与石墨烯进行复合,通过改变烧结温度与石墨烯的复合比例,进一步使材料的热膨胀系数趋近于零膨胀,并通过调整烧结温度与复合比例,得到膨胀系数低至7×10^(-7)℃^(-1),热导率比单相陶瓷提升约65%的近零膨胀复合陶瓷。这种材料可以在芯片封装,航天器外壳,通讯设备等材料领域得到进一步广泛应用的空间。

准零刚度隔振座椅的理论与实验研究

针对车辆座椅的低频隔振问题,基于经典三弹簧准零刚度(Quasi-zero Stiffness,QZS)模型,建立座椅隔振实验模型,采用仿真和实验方法评价座椅模型的隔振性能。首先,对于三弹簧QZS模型,讨论参数对QZS的影响,获得QZS条件。其次,采用ADAMS仿真分析三弹簧QZS座椅模型,仿真和理论位移传递率具有较好的一致性。然后,制作三弹簧QZS座椅实验模型,通过静态实验调整实验模型获得QZS特性。最后,采用振动台对QZS座椅在1~10 Hz频率范围内开展大幅谐波位移激励隔振实验,同时采用Polytec激光测振仪分别获得振动台和座椅的位移响应,通过实验位移传递率评价QZS座椅隔振性能并验证理论分析正确性;相比对应的线性刚度隔振座椅,三弹簧QZS座椅具有较宽隔振频带和较小传递率。研究三弹簧QZS座椅的隔振性能可为后续可供实际工程应用的QZS座椅研究提供参考,同时也指出QZS座椅研究中存在的困难。

一种基于缺陷地结构的频变滤波耦合器的设计

随着现代雷达系统的快速发展,微波器件也向一体化、高性能、小型化的方向发展。本文设计了一种基于缺陷地结构的频变滤波耦合器,通过调整滤波器相邻谐振器之间的电磁耦合参数,引入频变耦合从而在阻带产生可控的传输零点,实现了原本4个谐振腔才能实现的性能;通过缺陷地结构,减小器件传输损耗,从而达到了小型化、低损耗的设计目的。

混合动力专用变速器效率优化研究

混合动力技术目前汽车实现立竿见影节能减排效果的有效对策,而混合动力专用变速器是混合动力汽车(含插电式)的关键核心部件,直接影响整车能耗,因此效率优化和提升是混合动力专用变速器开发的重要课题。针对这一课题,基于混合动力专用变速器高度集成机械传动、电机、电机控制器和多驱动多模式的特性,从传动损耗、润滑油黏度、电机系统零扭补偿控制3个方面,通过理论分析和试验相结合进行研究。首先分析混合动力专用变速器传动损耗占比分布,进而得出效率优化的方向并试验验证优化效果;分析不同黏度油品对混合动力专用变速器系统效率的影响,并设定实际使用典型工况进行测试验证;对混合动力专用变速器直驱工况下电机控制进行分析和测试,揭示电机零扭状态下不同控制策略对系统效率的影响;为混合动力专用变速器实际开发过程的效率提升提供参考和依据。

Application of the N + 2 Transversal Network Method to the Study of a Coupled Resonator Filter

This paper presents a new approach to synthesize admittance function polynomials and coupling matrices for coupled resonator filters. The N + 2 transversal network method is applied to study a coupled resonator filter. This method allowed us to determine the polynomials of the reflection and transmission coefficients. A study is made for a 4 poles filter with 2 transmission zeros between the N + 2 transversal network method and the one found in the literature. A MATLAB code was designed for the numerical simulation of these coefficients for the 6, 8, and 10 pole filter with 4 transmission zeros.

一种基于SIW技术的滤波天线设计方法

文中基于基片集成波导(SIW)技术提出了一种滤波天线设计方法。首先根据传统耦合矩阵综合法设计出SIW滤波器,然后结合半模基片集成波导(HMSIW)技术设计出滤波天线。该方法简单有效,并且能够额外引入一个传输零点,使滤波天线的频率选择性得以提高。文中以三阶滤波天线为例,验证该方法的有效性。基于TE 101模式,使用两个SIW腔和一个HMSIW腔形成三阶滤波响应,SIW谐振腔用作高Q谐振器,HMSIW谐振腔同时作为辐射腔。实测的中心频率为6.52 GHz,-10 dB带宽为7.4%(6.26 GHz~6.74 GHz)。通带内实测增益基本处于5 dBi,且在下阻带产生了一个传输零点,有效地提高了滤波天线在低频处的频率选择性。实测结果与仿真结果吻合较好,验证了设计方法的有效性。

一种新型小型化低成本高通滤波器

介绍了一种具有小型化、低成本特点的新型半集总参数高通滤波器。该滤波器在传统电感-电容(Inductance-Capacitance, LC)集总参数高通滤波器电路原型的基础上引入电感互耦,在阻带近端产生传输零点,提高了阻带近端的带外抑制。通过采用垂直安装的双层微波印制金属-绝缘体-金属(Metal Insulator Metal, MIM)电容,实现了半集总参数高通滤波器的小型化和高性能。同时,电路兼具加工工艺简单、成本低的优点。所提出的电路满足当前微波产品对电路小型化、高性能和低成本的需求。

WPT系统线圈移动的零相角频率跟踪研究

在家用电器自主充电的无线电能传输(WPT)系统中,由于其难以每次移动到相同的位置,因此在初次级磁芯的相互影响下,线圈的自感会随着其相对位置的改变而发生变化,进而使得系统失谐、零相角(ZPA)频率漂移,最终影响系统的平稳运行。这里基于串联-串联(SS)型拓扑结构,提出了线圈移动条件下追踪ZPA频率的方法,通过对SS型拓扑结构的电路进行建模,推导了出现频率分裂现象(FSP)时系统ZPA对应的角频率,在Matlab仿真中建立电流相角和初级电流幅值的关系,并采用梯度下降(GD)算法分别在频率分裂是否发生两种情况下,对电流幅值的谷值和峰值进行追踪。实验结果表明:无论系统是否出现频率分裂,都可以实现ZPA频率的追踪。

传输零点对称可调的调谐滤波器的设计

为改善滤波器的带外抑制效果,设计了一款微带平面结构的电调带通滤波器,可以实现滤波器中心频率的调谐和一个传输零点的对称可调。由于采用Doublet型耦合结构,传输零点的对称可调是通过调整谐振器的谐振频率实现的,不需要调整与端口间的耦合系数。采用微带结构,不仅使结构简单,也实现了两个谐振器与端口的耦合系数的单独控制。文中对Doublet型耦合结构进行了详细的研究,总结出了其产生有限位置传输零点的条件和特点。设计采用基于耦合矩阵的设计方法,文中详细描述了设计过程。实际设计、加工并测试了一款滤波器,中心频率调整范围为1,24GHz~1.36GHz,传输零点在左侧的调谐范围为1,225GHz~1.345GHz,右侧为1,225GHz~1.375GHz,回波损耗保持为-20dB左右。测试结果与仿真结果基本吻合,证明了所提滤波器及其设计方法的有效性。

特高压混合三端直流输电系统定功率MMC交流故障穿越策略

送端采用电网换相换流器(LCC),受端采用模块化多电平换流器(MMC)的特高压混合直流输电系统是直流输电技术重要的发展方向之一。在该系统中,各换流站每极均由高、低两个阀组直流侧串联而成。当其受端MMC发生网侧故障时,现有穿越策略或将引起定有功功率MMC阀间均压环节失效,从而导致子模块电容过压的问题。针对该现象,首先梳理了系统在故障工况下面临的主要问题和矛盾;接着,重点针对阀间均压环节失效的内部机理进行了研究,并提出了一种基于有功功率限幅值的站间协调穿越策略,此外,为使其能够较好地适用于不对称故障,采用了一种零序电压注入的方法,以平衡不对称故障下相单元间的桥臂电流直流分量;最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了相关模型,通过仿真对比,验证了本文策略能够兼顾不同受端站的桥臂过流和子模块过压风险,实现交流故障的可靠穿越,并尽可能地提升了故障期间的功率传输能力。

某光伏电站35 kV同塔四回送出线路零序电流过大原因分析及改善措施

广西某光伏电站采用35 kV同塔四回架空线路送出,电站扩容并网后,多次发生零序过流跳闸事故,严重影响电站电能送出。笔者采用理论分析和数值仿真相结合的方法,分析零序过流跳闸的原因,并提出相序优化布置方案,采用数值仿真工具验证所提方案的有效性;分析同塔四回线路在n-1故障状态下存在的问题,提出避开零序过流保护误动的建议。结果表明:跳闸故障是由于同塔四回线路相序布置不当引起的;优化方案的实施可有效解决送出线路中零序过流问题,现场测量结果与仿真计算结果基本一致,验证所提优化方案的正确性和有效性。研究成果可为同塔多回线路零序过流问题的分析和处理提供借鉴。

基于履带车与无人机智慧互通的虫害防治机器人设计

针对我国传统猕猴桃病虫害防治方法存在效率低下、劳动强度大、药物浪费严重等问题,设计了一款履带自行式双枪喷雾与无人机智慧互通机器人。通过双流传动底盘控制技术,增强机器人运动系统的牵引力和稳定性;借助高压雾化技术,高效、精确地执行喷药工作;采用无人机智慧互通技术,实现对病虫害的识别;采用超声波测距模块,实现自动避障。结果表明,履带自行式双枪喷雾与无人机智慧互通机器人整机结构对称、设计合理;该机器人多功能系统的设计,能够满足在猕猴桃种植园中安全作业的空间要求,操作简便、智能化程度高。