碳纳米管场发射电流饱和特性的研究进展

从1995年碳纳米管电子场发射实验研究的首次报道到现在[1],因为结构独特,电学特性突出,尺寸微小以及长径比大,碳纳米管被认为是最具应用潜力和研究价值的场发射电子源之一[2]。同时,在较高场强下碳纳米管场发射电流表现出自饱和特性,这对于场发射显示技术是可遇不可求的优异特性,能够进一步降低功耗。本文主要从碳纳米管场发射的电流饱和特性入手,介绍了场解吸、接触电阻、空间电荷效应、临近碳纳米管间的互相作用和非金属局域态等五种可能导致场发射电流饱和的物理机理,对于分析和改进碳纳米管场发射器件性能具有重要意义。

电流互感器大电流饱和测试技术研究

电流互感器是电力系统中重要的采样装置,其饱和特性直接影响电网的安全稳定。本文通过小电流测试,推导CT的临界饱和电流;并根据运行CT的工况条件,设计稳态、暂态大电流测试;暂态测试中,通过叠加衰减直流分量和设计重合闸的过程,模拟CT在极限峰值电流和极限剩磁水平条件下的暂态传变特性。以某区域电网为例,设计的电流互感器串联测试系统提高了测试效率,所得结论将为CT饱和特性评估和差动保护动作分析提供有力支撑。

热离子能量转换器扩散工况的电流饱和特性

为阐明热离子能量转换器扩散工况下的饱和电流存在条件及其机理,通过修正电弧工况低温等离子体输运方程的电离项,建立了适用于扩散工况的输运方程,并依据发射离子裕度选择鞘层边界条件。基于牛顿迭代法实现了模型的数值求解,结果表明,采用输运理论获得的伏安特性与实验值符合较好,饱和电流的存在性可根据热发射的中和状态来判定,分析发射极鞘层电子势能分布可阐述其机理;接收极鞘层的电子势能分布随输出电流的增大发生跃变方向的改变,并不影响饱和电流的存在性。

电流互感器饱和对继电保护的影响及对策

电网的建设和改造对我国的建设有着很重要的影响,在用电量急剧增加的现代化社会,改善电网的同时引发新的问题,比如系统短路电流的增加等。基于此,文章分析了电流互感器饱和对继电保护的影响,并提出了解决办法,以供参考。

数字差动保护抗电流互感器饱和的线性区方案

主设备保护通常采用差动原理作为主保护原理,随着数字保护在电力系统的广泛应用,存在电流互感器(TA)暂态饱和易引起差动保护误动的问题。数字差动保护抗TA饱和的线性区方案是建立在TA暂态饱和时一次电流每个周期过零时始终存在一定的线性传变区域的理论基础上,对TA传变的数据取最小的线性区选择方法,动作电流采用半波傅里叶滤波算法计算,制动电流采用全波傅里叶滤波算法计算,构成比率制动差动保护。该方案原理简单、实现方便,动模录波数据说明该方案能够基本消除区外故障TA暂态饱和引起差动保护误动的情况,可直接应用于变压器差动保护、发变组差动保护和母线差动保护,应用前景良好。

3/2开关接线方式下基于能量制动的抗电流互感器饱和措施

结合一起3/2开关接线方式下,发生区外故障时由于电流互感器(TA)饱和导致差动保护误动作的案例,分析了3/2开关接线方式下TA饱和对比例电流差动保护的影响,得出了基于差动量和制动量比例制动特性的电流差动保护在区外故障出现TA饱和时动作概率会很大的结论。根据在TA线性传变区内差动电流和制动电流能够正确反映区内外故障的思想,提出了基于能量制动的抗TA饱和措施,并且针对3/2开关接线方式下的特殊电气结构,提出了在该接线方式下的一种新的制动能量表达方式,能够对由于区外故障导致的TA饱和进行可靠识别并闭锁差动保护。仿真分析表明,针对3/2接线方式下可能出现的TA饱和现象,提出的抗TA饱和措施能够显著提升电流差动保护的抗TA饱和性能。

基于波形相似度的抗电流互感器饱和变压器相位差动保护

变压器差动保护中电流互感器饱和导致保护可靠性与速动性降低。文中利用波形相似度对变压器区内、区外故障,尤其是电流互感器饱和时两侧电流相位信息进行提取,提出一种基于波形相似度的抗电流互感器饱和变压器差动保护判据,以识别包含电流互感器饱和在内的各种故障情况。仿真与动模试验结果表明,该判据在识别变压器区内、外故障,尤其是电流互感器饱和时均能做出正确判断。对于噪声干扰的情况仅需做简单处理判据即可有效识别故障。

半导体制冷中的饱和电流

对半导体制冷中的论和电流现象进行了解释。理论分析表明，要使器件在△Tmax条件下工作，对元件高度应有一定限制。

基于统一纵联原理的抗电流互感器饱和保护算法

提出一种构建统一纵联保护系统的思想,基于光纤通信系统获取多种模拟量和数字量信息,从而在一套保护系统中实现多种判据,以提高纵联保护系统的性能,并实现诸如重合闸配合、线路参数测算等辅助功能。在此基础上,研究了利用故障方向信息克服差动保护易受电流互感器(TA)特性不一致和饱和等因素影响的方法,分析了TA饱和对电流相量差动元件、正序故障分量方向元件动作特性的影响,表明故障方向元件受TA特性不一致和饱和的影响较小,可以为电流相量差动保护元件进行区内、区外故障判断提供可靠的辅助信息,并据此提出了相应的保护判据。动模实验结果验证了所提出的方案的可行性和有效性。

自适应短数据窗抗电流互感器饱和线路差动保护算法

深入分析了超高压线路差动保护中电流互感器(TA)饱和时的2个重要特征:一是区外故障时TA的工作磁链需要一定的时间累积才能达到饱和点,故障发生初始时刻并不会马上饱和;二是TA在每个周期内由于工频交流分量的负向去磁作用,TA总是一段时间内工作在线性区,一段时间内工作在饱和区。在此基础上,提出了综合利用附加制动区判别法和短数据窗自适应差动保护算法,利用附加制动区来判别区内、区外故障,当区外故障时一旦工作点进入附加制动区,则自适应增大出口判别次数,利用短数据窗差动保护算法本身的线性区范围性能保证保护可靠不误动;当区内故障时,出口判别次数自适应减少,保证差动保护快速动作。动模数据验证结果表明所提出的方法是可行、有效的。

基于数学形态学的电流互感器饱和识别判据

利用数学形态学滤波器结合传统的时差法,实现了一种适用于差动保护的电流互感器饱和闭锁方案。由于数学形态学滤波器具有极佳的奇异点识别能力和噪声抑制能力,使得故障的发生和产生差流浪涌之间的时间差能通过多分辨率形态梯度进行实时、高精度的提取。因此,在 TA 饱和的情况下,通过合理设定该时间差的门槛值,外部故障和任何内部故障均可做到明显的区分。RTDS 仿真结果表明,该方案可有效地防止因大穿越电流引起的电流互感器饱和而造成的差动保护误动,同时可保证对于内部故障的快速反应。

电流互感器暂态饱和对和应涌流传变的影响(英文)

研究了和应涌流造成电流互感器暂态饱和情况下,经电流互感器传变后和应涌流的二次谐波含量与间断角的变化。推导了和应涌流的二次谐波含量计算公式;分析电流互感器暂态饱和后传变工频分量与二次谐波分量的特性,从而计算经电流互感器传变后和应涌流的二次谐波含量,并分析电流互感器暂态饱和对和应涌流间断角的影响。研究表明,相同涌流时间宽度的励磁涌流与和应涌流具有相同的二次谐波含量,和应涌流本身并不是引起差动保护误动的原因;当电流互感器饱和时,其传变高次谐波的能力比传变低次谐波的能力强,即经饱和电流互感器传变的和应涌流,二次谐波含量将升高;经饱和电流互感器传变的和应涌流间断角将减小,并且电流互感器饱和越严重,间断角减小得越多。

一种抗电流互感器饱和的工频变化量保护新方案

电流互感器(CT)饱和将导致传统工频变化量保护在线路故障时拒动,为解决该问题,该文首先分析工频变化量保护的工作电压与系统阻抗、故障电流变化量之间的关系以及电流互感器饱和对工频变化量保护动作特性的影响,进而提出一种基于系统最大、最小整定阻抗的抗电流互感器饱和的工频变化量保护方案。理论分析及基于PSCAD的仿真表明该算法不仅能够保持工频变化量保护原有的动作性能,还能在电流互感器饱和时准确动作。

基于电流极性比较的抗电流互感器饱和新方法

提出了一种适用于输电线路差动保护抗电流互感器(TA)饱和的新方法——电流极性比较法。该方法通过将输电线路二次电流和差流相应的瞬时值相乘再积分的方法来比较两电流的极性关系,以此区分内部故障和外部故障时的TA饱和。EMTP仿真计算表明,在输电线路外部故障且TA发生饱和时,电流极性比较法能够可靠地闭锁差动保护;而在内部故障尤其是外部转内部故障且发生TA饱和时,也能使保护快速开放。

一种基于负荷电流检测的电流互感器饱和识别辅助判据

电流互感器饱和识别是电流差动保护亟待解决的难题之一。通过分析CT饱和电流特征,指出目前提出的许多饱和识别方法主要是根据饱和电流的某个或多个特征来进行饱和识别的。而负荷电流由于其电流值比较小,肯定不会引起CT饱和,但是当CT流经负荷电流时,有些CT饱和判别方法可能会失效。通过分析负荷电流的特征,从CT肯定不会饱和的角度考虑,提出了一种基于负荷电流检测的抗CT饱和方法,该方法能准确识别负荷电流,而且特征清晰、原理简单,也比较容易实现,可以作为目前提出的CT饱和判别方法的一个辅助判据。

基于导数法的电流互感器饱和新判据

电流差动保护中区外故障时电流互感器饱和而造成的电流传变误差,是引起电流差动保护误动的一个重要因素。文中对电流互感器饱和的原因作了简要分析,通过分析饱和电流波形,区分出由不同原因引起的电流导数波形的差别,并在其基础上提出了新的判别电流互感器饱和的方法———导数法。利用RTDS进行了详细的仿真试验,经过仿真试验证实,此方法可以迅速准确地判断出电流互感器进饱和点与出饱和点,从而防止因电流互感器饱和而引起的电流差动保护误动。

品质因子与饱和电流对太阳电池并联的影响

采用太阳电池单二极管等效电路模型,构建太阳电池并联电路,并根据基尔霍夫定律,导出太阳电池并联电路的方程组。通过数值法得到分别以二极管品质因子和反向饱和电流为自变量时,方程组的数值解,同时数值解的曲线图形详细分析和讨论这两种情况下各个电流变化特性,并且给出了相应的物理解释。分析表明品质因子和反向饱和电流对太阳电池并联内部电流分布影响很大。研究结果有助于探究太阳电池和系统的电流损失机理。

一种特高压3/2接线纵差保护抗电流互感器饱和措施

特高压长线路3/2接线侧母线附近区外故障时2个分电流互感器都有可能饱和,使引入2个电流互感器和电流的相量差动保护遇到了较大困难。提出了一种实用抗电流互感器饱和措施,采用低电压启动判据筛选出可能引起电流互感器饱和的3／2接线侧母线附近的区内和区外故障,然后根据短数据窗电流不饱和的特点,采用适当的定值区分3/2接线侧母线附近区内故障差流和区外故障分布电容电流,从而通过闭锁防止区外故障因饱和误动。该方法已在实验样机中得到应用, 并成功地通过保护动模试验。

基于差动电流与制动电流比值的抗电流互感器饱和新方法

根据差动电流与制动电流的比值在内部故障和外部故障电流互感器(TA)饱和时的不同变化特征,提出了一种区分内部故障和外部故障TA饱和的新方法——比率制动系数法。同时,为解决内部故障TA也发生饱和时差动保护的开放问题,在比率制动系数判据的基础上又增加了差动电流极性判据。EMTP仿真计算表明,该方法不仅能明确区分内部故障和外部故障TA饱和,而且在内部故障TA也发生饱和以及在转换性故障时,差动保护也能够快速开放。比率制动系数法特征清晰,原理简单,具有良好的应用前景。

非晶硅薄膜晶体管中不饱和输出电流的数值仿真

针对氢化非晶硅薄膜晶体管中的输出电流不饱和现象,采用半导体器件模拟软件对非晶硅薄膜晶体管的输出特性进行了数值仿真,并探讨了不饱和输出电流的产生机理.仿真结果表明:在长沟道器件中,随着漏源电压的增加,体电流的传输机制将转变为空间电荷限制传导,此即为器件中产生不饱和输出电流的主要原因;而在短沟道器件中,还需要同时考虑漏致势垒降低效应的影响.