罐式断路器加装内置式特高频局部放电传感器方法研究

为了提高罐式断路器绝缘状态监测水平,保障设备可靠运行,提出了现场加装内置式特高频局部放电传感器实施方法。首先,通过加装位置选择、传感器选型、密封结构设计、电场仿真计算和安装环境控制,实现内置式特高频局部放电传感器的现场安装;其次,通过密封试验检查加装位置的密封性能;最后,利用真型测试检验传感器的安装效果。结果表明:加装特高频传感器以后,罐式断路器内手孔表面和耦合电极的最大场强为12.45 kV/mm,屏蔽罩的最大场强为18.51 kV/mm,均小于设计许用值;密封结构包扎5 h后定量检漏SF6气体体积分数为8μL/L,小于标准要求值15μL/L;传感器灵敏度满足检测需要,且对外界干扰信号具有一定的抑制作用。运罐式断路器在加装内置式特高频局部放电传感器以后,其绝缘性能、密封性能和检测灵敏度均满足设计要求。研究结果为解决特高频局部放电现场检测提供了一种较为实用高效的方法。

两起高压厂用变压器出口短路事故的诊断试验比对分析

介绍了两台高压厂用变压器出口三相短路事故的概况和诊断性试验,包括介质损耗因素和电容量测试、油中溶解气体色谱分析、绕组直流电阻测试、短路阻抗和短路损耗试验、绕组频率响应分析等。根据两台变压器的历次试验数据,进行纵向、横向的同比分析和互比分析,以及使用比值分析法进行事故诊断和状态评价。结合两台变压器出口短路事故试验诊断比对分析结果,提出了对变压器开展零启升压下的空载试验、油中溶解气体色谱分析、计算产气速率、油中微量金属含量分析、低电压短路阻抗和短路损耗试验结合扫频短路阻抗检测的建议,以提高诊断比对和分析评价的正确性。

基于振动偏离及加权熵的多次短路冲击下变压器绕组机械形变辨识

为了研究变压器绕组在多次短路冲击的累积效应影响下逐步机械形变问题,开展了多次110 kV真型变压器短路试验,采集了振动暂态信号和轴向压力稳态值,分析了历次短路过程中振动偏离和加权时频谱熵的变化趋势。结果表明,累积效应导致的绕组机械劣化会使振动加速度偏离未形变状态基准值,且加权时频谱熵增大;结合材料力学及绕组轴向振动动力学模型,推导出当振动加速度呈正偏离时,短路侧绕组形变形式为轴向外凸膨胀,反之为轴向内凹压缩的关联规律。最后提出并验证了一种基于振动偏差模值及加权时频谱熵联合分析的绕组形变辨识方法,该方法较传统阻抗法能够在绕组早期微小形变时更早发现机械稳定性下降。研究结果对变压器绕组形变预警具有一定指导意义。

考虑漏感频变特性的三相立体卷铁心变压器建模及分析

针对一种宽输入电压范围双向逆变电源,可采用磁集成方法提高其功率密度。与传统三相平面叠铁心变压器相比,立体卷铁心变压器具有磁路对称、重量轻等优势,该文拟开展PWM非正弦激励下考虑漏感频变特性的立体卷铁心变压器建模相关研究。首先,基于Foster频变磁阻模型,提出一种考虑漏感频变特性的立体卷铁心变压器模型,通过全局优化算法计算模型参数;其次,针对级联H桥组合式DC-AC拓扑的典型工作点,分析了PWM非正弦激励的谐波特征,重点关注不同H桥之间各次谐波的相对相位关系,给出简化等效电路;最后搭建逆变电源试验平台,开展了稳态和动态试验,验证了模型的准确性。

仿真实验在“高频电子电路”课程中的作用

高频电子电路结构复杂,理论分析较难,实验受实际电路、频率较高等因素的影响,有些实验结果不易观察得到。针对这些问题,在理论教学和实验教学中采用不同的教学模式,有助于学生对理论知识的理解和运用,有利于学生对实验结果的分析和探讨。在教学过程中采用仿真实验辅助教学模式,能够激发学生的学习兴趣,提高学生自主学习的能力,进而提高教学效率,提升教学效果。

分数阶线性相位滤波器的设计与实现

文中讨论了一种基于内点算法的分数阶线性相位滤波器的设计方法。从分数阶全极点低通滤波器传递函数的一般形式出发,推导了(1+α)阶和(2+β)阶线性相位滤波器传递函数的合理结构,进而对分数阶滤波器的相频特性优化问题进行建模和求解,得出了一种具有线性相位特性的分数阶滤波器,并对滤波器进行了稳定性分析和频域分析。结果表明所分析的滤波器均稳定并且有良好的相频特性,此外相比于整数阶滤波器,分数阶滤波器群延时的步阶更为精细。基于分数阶电容还设计了(1+α)阶和(2+β)阶滤波器的有源电路,其中分数阶电容用Foster-I型RC网络进行近似。最后对(1+α)阶和(2+β)阶滤波器有源电路进行了实测,测试结果与电路理论上的幅相频率特性之间的误差在可接受范围内。

牵引电流谐波对轨道电路接收电压影响分析

随着电力机车型号越来越丰富,其引入的谐波干扰导致轨道电路电压波动问题,干扰信号设备稳定工作,影响运输效率。在分析牵引电流谐波干扰机理的基础上,研究不同频率的谐波干扰对于ZPW-2000系列轨道电路接收电压的影响。分析牵引电流谐波对轨道电路设备的干扰路径,基于轨道电路四端口网络模型,提出谐波转移阻抗参数,从而就不同频率的谐波电流对轨道电路接收电压的影响进行定量分析和评估;针对典型案例,采用频域分析方法,结合现场测试数据,对模型的有效性予以验证;并简要分析现行标准中对于带外谐波限值的规定,为防护牵引电流谐波干扰提供参考。

基于混合分析法的变压器集总参数等效电路频率响应计算研究

快速、准确计算变压器绕组集总参数等效电路的频率响应对基于频率响应分析法的变压器绕组变形仿真分析意义重大。为解决不同类型频率响应计算时需要多次方程求解的问题,本文将混合分析法应用到双绕组变压器集总参数等效电路的电压比、转移导纳以及入端阻抗的频率响应计算中,仅通过一次方程求解即可获得相应的频率响应。首先,利用广义支路对等效电路各支路进行描述,通过选取合适的基本割集矩阵,考虑各支路的电压电流约束关系,以树支电压和连支电流作为未知量,建立等效电路的混合矩阵方程;其次,通过求解混合矩阵方程,依据各类型频率响应函数的特点,计算三种类型的频率响应曲线;最后,利用两种数据指标将混合分析法与成熟电路仿真软件计算得到的频率响应曲线进行对比,计算结果表明:两种算法计算得到的三类频率响应曲线在整个扫频范围内一致性很好,对应的归一化相关系数值都接近于1,和平方比误差都接近于0。以上结果表明,本文所述的混合分析法仅通过一次方程求解即可获得三种不同类型的频率响应曲线,并验证了方法的正确性。

电动汽车直流充电站的低阶RLC阻抗电路模型

[目的]虚拟惯性阻尼控制(Virtual Inertia and Damping Control,VIDC)潜在的正反馈可能加剧控制环路内部的相互作用进而引起母线电压低频振荡,破坏电动汽车直流充电站(Electric Vehicle DC Charging Station,EVCS)的稳定性。虽然已有多时间尺度阻抗模型解释VIDC的稳定机制和VIDC控制下EVCS的低频振荡机理,但其本质上是一个高阶传递函数,获取阻尼控制策略的解析表达式。[方法]针对这一问题,文章对环路虚拟阻抗进行了详细的阻抗分析,直观地揭示了每个控制环路阻抗高阶属性的根本原因。[结果]通过伯德图近似提出了控制环路闭环增益的降阶拟合方法,建立了低阶阻抗电路模型。[结论]通过Matlab/Simulation仿真结果验证了所提出的多时间尺度低阶阻抗电路模型的有效性。

双环AGC电路的起控点参数分析与设计

文中提出一种新的双环AGC控制电路设计思路,并对设计过程进行详细阐述。从单环到双环AGC设计,通过搭建两级自动增益控制电路,叠加控制量之和,从而增大控制范围,实现大动态范围信号处理能力。基于双环AGC电路的实例应用,分析双环AGC电路起控参数的设计思路和影响。另外,提出参数设计既要考虑因为射频AGC起控太早而恶化接收通道的噪声系数,又要避免射频AGC起控太晚造成接收通道饱和或是互调指标恶化的遵循原则。

ZPW-2000A移频脉冲轨道电路在普铁上的应用

国内普速铁路站内轨道电路绝大部分采用25 Hz轨道电路,但在运用维护中也逐渐暴露出分路不良、轨道电路和电码化“两层皮”等亟需解决的问题。ZPW-2000A移频脉冲轨道电路集成移频和脉冲两种轨道电路的优点,用两种信号的优势解决站内轨道电路顽疾。论证了ZPW-2000A移频脉冲轨道电路在普铁上应用的可行性。

PWM逆变器共模传导电磁干扰的预测

在PWM逆变器系统中,IGBT的高速开关动作会产生很高的dv/dt、di/dt,导致严重的电磁干扰。对PWM逆变器共模传导电磁干扰的机理进行研究,得出了共模传导干扰源和传播途径。通过与buck变换器进行对比,提出了一种用于研究PWM逆变器共模传导干扰的等效电路,利用实验测得等效电路中无源器件的参数及对等效电路的电压源进行傅立叶变换,在10KHz-30MHz频段进行了频域分析,计算的共模传导干扰频谱与实验结果进行对比基本一致,证明文中提出的共模传导干扰等效电路模型及其分析的正确性。

检测电力变压器绕组变形的扫频阻抗法研究

为了有效诊断变压器绕组变形,该文提出一种新型变压器状态检测方法——扫频阻抗法,并基于其基本理论,建立了一套变压器绕组变形测试系统,在深入探讨该测试系统的性能后,对正常和发生短路故障及局部凹陷故障的变压器进行了测量,理论分析了发生故障后的扫频阻抗曲线变化情况。结果表明:扫频阻抗系统具有较高的测试重复性与稳定性,且其50 Hz处的阻抗值基本等于额定短路阻抗;较高的激励电压能够有效抑制空间噪声干扰;扫频阻抗曲线比频响曲线更为稳定和平滑,且在中高频段时两者呈现轴对称关系;绕组发生短路及凹陷故障的扫频阻抗曲线的差异极为明显,证明了扫频阻抗法用于变压器绕组变形检测的可行性。最后通过现场测试,验证了扫频阻抗法的有效性。

基于扫频阻抗法的变压器匝间短路故障检测

文中以一种新型变压器绕组检测方法——扫频阻抗法为理论依据,建立了试验室测试系统,并利用该系统对单相双绕组变压器进行了测试。其结果表明:扫频阻抗法能够有效反映变压器绕组分布式参数,且其测试结果在频率大于11.5 k Hz时与频响曲线呈现轴对称关系;短路故障会造成50 Hz处阻抗值与相关系数皆发生变化,且故障越严重,阻抗值与相关系数的变化越明显。

笼型转子无刷双馈电机的电磁分析和等效电路

无刷双馈电机是一种适用于变频调速的新型感应电机,其结构和工作原理与普通交流电机不同。本文分析了具有笼型转子电机的基本电磁关系,提出了用电动势来等效机械负载的新频率折算方法。在此基础上,建立了一个通用的等效电路模型,它不仅适用于电动状态下的特性分析,而且适用于对发电机的分析。利用该等效电路,对电机的特性进行了分析和仿真。仿真和实验结果的一致性,证明了本文提出的电路模型和计算方法的正确性。

振动频响分析法在大型变压器绕组变形检测中的应用

对一台220 kV变压器A相绕组前后相隔3天的扫频数据进行比较,并对C相绕组人为制造垫块脱落和绕组径向变形故障,以对比其故障前后的扫频结果.结果表明,振动频响分析法能够有效检测绕组变形故障,其重复性较好,且灵敏度比短路阻抗法更高.

套管故障对变压器频响曲线影响的仿真研究

用频响法在线或离线进行变压器绕组变形检测时,套管状态对频响曲线的影响往往被忽略,不仅不利于绕组故障的判定,且容易造成事故隐患。为此,建立了一种新型变压器等效电路模型,利用软件仿真和数值计算相结合的方法得到了该模型的各项参数,并以频率响应分析法(FRA)为理论基础,通过在线和离线的方式,仿真研究了套管出现阻性、容性、阻/容性故障时变压器频响曲线的变化情况。结果表明:在频率为1 kHz^1 MHz时,变压器离线测试对套管阻性、容性、阻/容性故障并不敏感,基本不会造成频响曲线的改变和绕组的误判;而在线测试时,套管的容性和阻/容性故障皆会造成频响曲线的改变,且在整个频段中套管电容的大小与频响曲线的幅值高低呈正相关,该现象在频率为10~40 kHz时最为明显,根据相关系数会误判为变压器绕组变形;但套管阻性故障并不影响在线测试频响曲线的走势,从而确定了造成在线测试变压器频响曲线变化的主要原因为套管电容因素。

检测变压器绕组变形的扫频阻抗法原理及应用

为了有效减少变压器绕组变形诊断的误判率,提出了一种新型变压器绕组变形检测方法——扫频阻抗法,以该法为理论基础建立了一套变压器绕组变形测试系统,并对一台三相变压器进行了测试。结果表明:扫频阻抗曲线50 Hz处的阻抗值与短路阻抗法的测试值呈现较高的一致性;在频率为500 Hz～1 MHz时,扫频阻抗法具有频率响应分析法的测试特点,能够有效描述绕组等效电路模型极值点的变化;在整个频段中,扫频阻抗法都表现出很高的测试灵敏度和重复性,因此该方法是一种可行且有效的变压器绕组变形检测方法。

扫频阻抗法检测变压器绕组匝间短路故障

为有效提高对变压器绕组变形检测的准确性,以扫频阻抗法为理论基础,建立一套扫频阻抗法测试系统,并运用该系统对一台三相变压器进行测试分析。结果表明:扫频阻抗法结合了频率响应分析法和短路阻抗法的优点,对变压器绕组变形故障具有极高的灵敏度,能够有效减少对绕组变形的误判。

检测变压器故障的扫频阻抗法特性研究及应用

为了更加有效地诊断变压器绕组变形,基于扫频阻抗(SFI)法的理论基础,在实验室内构建了一套绕组变形测试系统。以特制单相双绕组变压器为例,引入相关系数(CC)和短路阻抗(SCI)偏差作为判据,对正常和发生短路故障及翘曲故障的变压器进行了测量,并理论分析了故障后扫频阻抗曲线的变化情况。结果表明:扫频阻抗系统具有较高的测试重复性,其在相同测试条件下10次测试的相对标准偏差皆<0.35%,且该方法在频率为50 Hz处的阻抗值等效于该单相变压器的短路阻抗值;初始扫频阻抗曲线最大值与最小值相差约0.6 M?,不利于绕组故障的判断,需进行分贝化转换,经转换后扫频阻抗曲线跨度只为原来的0.1‰;单相变压器发生短路故障时,其扫频阻抗曲线会在最大波峰处产生较为明显的波谷;扫频阻抗法可利用短路阻抗法和频率响应分析(FRA)法判据对单相变压器故障进行判定。