电气系统中多导体传输线的瞬态电磁响应

连接电气系统的多导体传输线在电偶极子激励下的瞬态电磁响应分析是开展电力系统电磁干扰防护工作的基础。本文将复频域形式的BLT(Baum-Liu-Tesche)电流方程分解为电偶极子电磁场等效分布电压源与负载端电压两部分激励产生的响应之和,在此基础上利用拉普拉斯反变换得到了线性多导体传输线的时域终端电压-电流关系式,并将传输线的初始条件等效为线上的分布激励源,计及了由传输线初始状态产生的零输入响应。与数值算法结果的对比验证了所提出的传输线时域终端电压-电流关系式。最后,通过一个交直流供电系统计算例,说明了本文给出的方法可有效地计算外部电磁场与电气系统中多导体传输线的电磁耦合问题。

架空传输线在电偶极子激励下的瞬态电磁响应

利用电磁拓扑学,将电偶极子产生的电磁场与架空传输线的电磁耦合问题进行拓扑分解,推导出用于同时求解传输线瞬态电压响应和空间电场的BLT方程。推导过程中引入电场的分量形式以解决入射场的方向性,考虑了传输线中差模电流和共模电流的辐射,并计及了由传输线初始状态引起的零输入响应。利用本文结果可有效地计算外部电磁场与传输线的耦合问题。

应用时域积分方程法分析复杂细线导体瞬态响应

应用时域积分方程法(time domain integral equation,TDIE)分析细线导体的瞬态响应,将矩量法与时间步进算法相结合,提出了一种新的TDIE求解方法。该方法以导体段的轴向电流为变量,选用分段线性函数为基函数,采用分域匹配法构造线性方程组,形成一个不随时间变化的系数矩阵,从而避免了时间步进过程中的矩阵求逆运算,极大地提高了运算效率。选用分域匹配法,空间步长可以适当加大,与常用的点匹配法相比,采用更少的分段数,就可以获得同样高的计算精度。此外,作为一种直接时域方法,该方法可以在充分完善地考虑集中参数源和负载的基础上高效快速分析复杂结构导体的瞬态早时响应。将该文计算方法与频域矩量法和多导体传输线方法针对同一个算例进行计算,结果均一致,从而验证了该文方法的正确性。最后,应用所提方法分析了变电站内开关操作时,母线上的瞬态电磁响应。

雷击通信塔的空间瞬态电磁分布研究

随着中国经济的发展,无线通信基站覆盖面越来越广。通信基站建设在一定程度增加了其所在区域的落雷密度,使该区域的电子设备面临更多的雷电电磁干扰及雷电波入侵等威胁。由于恶劣电磁环境造成电子设备误动作或永久性损毁的重要原因主要源于磁场,因此,就通信铁塔周围的磁场分布进行分析研究。参照实体通信基站塔建立高10 m的通信基站塔模型,基于CST STUDIO研究其被雷电直接击中时的瞬态电磁响应,分析塔体周围的磁场分布特性。依据分析结果,通信塔所围空间内部磁场通常远小于其外部磁场,同时,通信塔内部空间的磁场并非随高度呈现单调变化。因此,在架设通信基站时,可以考虑将部分抗电磁干扰能力较差的设备或重要设备安装在通信塔所围空间内部;同时在安装设备前应事先通过相关仿真计算或实验获取塔体所围空间内磁场最小区域,进而决定设备的具体安装位置。

重复脉冲法和电磁瞬态响应法在重水堆核电站备用柴油发电机的应用

针对重水堆核电站备用柴油发电机,判断定、转子绕组是否存在匝间短路,定、转子槽楔是否存在松动,提供了两种检测方法。主要有重复脉冲法和电磁瞬态响应法,重复脉冲法能够很好地诊断备用柴油发电机的定、转子绕组是否存在匝间短路故障,而电磁瞬态响应法能很好地诊断备用柴油发电机定、转子槽楔是否存在松动。这两种检测方法是在容量小、极数多、凸极机柴油发电机上的首次应用,对诊断同类型发电机具有较高的参考价值。

联合时频分析在电磁测深问题中的应用

在电磁测深问题中,联合时频分析方法同时给出瞬变电磁信号随时间和频率的变化特性,比传统的傅立叶分析方法能更全面、更清晰地对信号加以分析。利用短时傅立叶交换、Gabor展开、Wigner-Ville展开、伪Wigner-Ville展开、平滑的伪Wigner-Ville展开等五种联合时频分析方法对作为电磁测深问题基本煤质的有耗两层媒质表面的瞬态响应电磁信号进行了分析。对上述五种联合时频分析方法的分析结果进行了比较,从而为利用瞬变电磁信号解决地质构造测深问题的数据处理提供了一条有效的新途径。