DESIGN OF THE AIR-CORE TRANSFORMER IN SPHERICAL TOKAMAK

An ideal current distribution in the air core transformer coils is obtained using variation principle.Climbing mountain method is utilized for optimizing the dimension and position of the real coils.Not only can the requirement of minimizing the stray field in the plasma region be guaranteed,but also integer turns for the coil can be realized.The latter brings a significant convenience to engineering.

Calculation and Design of Dry-type Air-core Reactor

Based on the method of compound and additional conditions under the conditions of the equal temperature rise and the equal potential drop (P.D.) of resistance, the application of design software of dry-type air-core reactor is introduced in this thesis. The analytical methods of the inductance are also given. This approach is proved entirely feasible in theory through the simplification with Bartky transformation, and is able to quickly and accurately calculate reactor inductance. This paper presents the analytical methods of the loss of dry-type air-core reactor as well.

基于Ansys取能电流互感器铁心气隙仿真分析

针对取能电流互感器存在的启动电流大、铁心易饱和、无法适应较宽的输电线路电流等问题,对铁心部分进行设计与改进。依据初始磁导率、饱和磁通密度、铁心损耗以及成本等参数确定铁心材料,从铁心的选材上进行预处理;利用Ansys软件对铁心气隙形状进行设计并仿真,通过铁心在不同气隙形状下的磁泄露情况得出矩形半开口效果最优;采用控制变量法对气隙尺寸进行仿真,对铁心气隙尺寸进行了定量的分析,并对比分析了铁心的饱和特性以及二次侧输出功率情况,为电流互感器取能电源铁心的结构设计和参数的实际选取提供了良好的工程价值。

混合型限流熔断器触发装置用电流互感器铁芯结构设计

针对短路电流保护装置的电流测控单元因电子元器件失效或电源掉电而导致保护装置拒动的问题,提出了一种无源电磁式电流互感器,分析了触发装置的工作原理,根据铁芯材料的磁化特性曲线,确定了互感器有效工作区间内铁芯的最大磁感应强度。针对铁芯在大电流条件下磁通容易饱和的问题,通过仿真分析了气隙分布对互感器内磁感应强度的影响。设计出在短路电流峰值为15 kA时仍可有效工作的电磁式电流互感器铁芯结构,三维瞬态电磁场仿真显示短路电流上升率为20 A/μs、二次绕组匝数为30匝时,铁芯二次绕组侧输出电压不小于14 V。最后设计制作了采用无源电磁式电流互感器作为触发装置的混合型限流熔断器工程样机,并进行了短路电流检测实验,实验结果与仿真基本一致,证明了铁芯设计的准确性和有效性。

智能电网监测传感器设计与研究

本文提出了一种基于铁芯优化的分布式智能电网监测传感器,该传感器取能效率高同时具有较高的信号采集精度,并具有方便工程安装,使用寿命长的特点。建立监测传感器的数学模型,分析传感器铁芯引入气隙后测量后误差形成的机理,并对其进行仿真优化。根据传感器工作原理全面设计了传感器的采样取能电路和整体结构,保障其在野外恶劣环境中,长时间使用。制作了传感器样机并进行实验验证,结果表明,优化后的传感器,最小启动电流2 A可正常取能运行,比差测量精度达0.2级,角差的测量精度达到1级且具有良好的线性度。

架空输变电线路在线低功耗监测设备供电电源设计

常规的供电电源设计更倾向于提升供电可靠性,在线监测设备的运行功耗相应增加,不满足设备低功耗运行的需求,因此设计了架空输变电线路在线低功耗监测设备供电电源。确定架空输变电线路监测设备电源的铁芯气隙,调试在线低功耗监测设备互感稳压电路,设计低功耗监测设备供电电路,使供电电源在进行低功耗运行的同时保证供电质量。采用对比实验的方式,验证了该供电电源的运行功耗更低,供电质量更高。

空心线圈作为保护用电流互感器的理论分析和试验

开发新型电子式互感器是电力系统自动化和数字化的一个发展方向 ,文中论述了空心线圈用做电流互感器的工作原理及与传统互感器的不同之处 ,根据保护的要求 ,重点分析了频响工作特性 ,并针对具体对象研制了样机。样机试验结果为 :对保护 ,在 2 k Hz频宽、2 0倍额定电流范围内 ,误差小于 1 % ;对测量 ,可达 0 .2级。理论分析和试验结果证明空心线圈电流互感器以其线性好、频带宽、无饱和、体积小等优点能完全满足电力系统保护和测量的需要 ,而且特别适用于微机化保护装置和电子式测量仪器。

空心线圈电流互感器性能分析

空心线圈电流互感器的原理、结构及输出信号等与传统的电磁式电流互感器有很大不同,其性能易受外界磁场及环境温度等因素的影响。该文对影响空心线圈电流互感器性能的磁场及温度等干扰因素进行详细分析,在理论分析的基础上提出相应的改进措施,并研制了一台220kVGIS 用空心线圈电流互感器,给出了实验结果。实验表明,改进后的空心线圈电流互感器受环境温度及外界磁场的影响很小,且具有较好的频率特性和暂态特性,互感器满足 0.2 级精度要求。

电子式电流互感器中的关键技术

详细分析了IEC6 0 0 4 4 8《ElectronicCurrentTransformer》中规定的光学TA及空芯TA目前存在的关键技术问题及解决方案。运用矩阵光学理论 ,提出了采用永久磁体作为参考源应用于光学TA中的比较测量法 ,实验表明该法可实时补偿随环境因素改变的材料Verdet常数及线性双折射。还介绍了一种基于印刷电路板的空芯线圈新结构 ,其二次绕组无需手工绕制和电阻调整 ,额定电流 2 0A时 ,准确度 0 .2级 ;额定电流≥ 30 0A时 ,准确度 0 .2S级。采用低功耗电子技术后空芯TA测量准确度 0 .2级时高压侧电路功耗 <5 0mW。

空心线圈电流互感器传变特性及其对继电保护的适应性分析

为了系统地分析空心线圈电流互感器传变特性及其对继电保护的影响,针对具体的互感器物理结构,采用理论、实验和仿真分析的手段,研究空心线圈电流互感器传感头和整体的频率特性和暂态特性。揭示了互感器较宽的频带特性有利于提高继电保护性能,频带宽度主要由Rogowski传感头和信号处理电路特性参数决定;暂态电流的测量误差关键取决于互感器对衰减非周期分量的刻画能力,即主要由非周期分量衰减时间常数和积分单元特性参数决定。最后,进一步从结构设计和测试标准方面提出空心线圈电流互感器应用于继电保护系统的适应性措施。

一种给脉冲形成线充电的带绕式高压脉冲变压器

研制了一种耦合系数0.8,次级输出电压500kV的空芯带绕式脉冲变压器,并进行了理论和实验的初步研究。此种变压器具有结构紧凑、体积小和电性能好的优点,已用作升压变压器给脉冲调制器的水介质Blumlein线充电。在调制器的真空二极管上已获得450kV,40kA、半高脉宽大于80ns的高电压脉冲。

几种不同类型电子式电流互感器的研究与比较

介绍并分析比较了IEC6 0 0 4 4 8《电子式电流互感器》中定义的 3种不同类型电子式电流互感器 (即光学电流互感器、低功耗电流互感器及空芯电流互感器 )的基本原理。

800kV高变比螺旋线型空芯变压器的研制

介绍了螺旋线型空芯脉冲变压器的基本理论及设计中的关键技术,设计了一台高变比螺旋线型空芯脉冲变压器,此空芯变压器初级为紫铜皮沿绝缘外筒内壁螺旋绕制三匝,次级为锥形高压绕组,约1 800匝。其初级充电电压只需要几kV,因此初级开关采用可控硅,而不需要晶闸管,这样将使初级回路及初级电容体积大大减小。对设计的空芯变压器进行了模拟计算和实验研究,实验结果表明:在初级储能电容充电为2 400 V时,变压器次级所接形成线负载的输出电压达到900 kV,充电时间约为32.6μs。

三谐振高压脉冲变压器

介绍了一种基于空芯变压器的三谐振高压脉冲变压器。通过对三谐振脉冲变压器无损等效电路的理论分析,给出了在回路本征频率1∶2∶3时,电路各参数的关系及输出电压解析表达式,此条件下负载电压最大值为空芯变压器次级高压输出电压的2.77倍。根据理论分析及电路模拟的结果,提出了适用于三谐振脉冲变压器的设计方法——迭代模拟法,并采用迭代模拟的方法在研制的空芯变压器基础上研制了一台基于三谐振脉冲变压器的脉冲功率源,进行了实验研究。实验结果表明:所研制的三谐振脉冲变压器输出电压的最大值可以达到锥形高压绕组输出电压的2倍,系统最大工作电压约为600kV,与理论分析的结果相吻合,说明将任意一台双谐振脉冲变压器改造成三谐振脉冲变压器具有可行性。

压电超声换能器初级串联匹配新方法

在分析超声电源输出变压器的非理想性给压电超声换能器电端匹配带来不良影响的基础上,根据空芯变压器模型理论,提出了一种新型的压电超声换能器初级串联匹配法:取消常规的次级匹配电感,若由输出变压器和换能器所构成的整体负载在换能器机械谐振频率处呈感性,则可通过在输出变压器初级串接一个合适的电容实现功放电路和其负载间的共轭匹配,反之则串联一个合适的电感。性能对比实验表明,该匹配法较传统的次级串联电感匹配法进一步提高了匹配的准确度,能量的传递效果也得到改善。

集成于隔离断路器的电子式电流互感器

提出并实现了一种可与隔离断路器集成为一体的电子式电流互感器新型结构,介绍了产品的原理、结构及性能测试试验情况。产品利用空心线圈传感保护电流信号、低功率CT传感测量电流信号、远端模块就地采集空心线圈及低功率CT的输出信号、悬式光纤绝缘子保证绝缘并传输信号,具有绝缘结构简单可靠、体积小、质量小、测量准确度高、动态范围大、暂态特性好等特点。性能测试试验表明产品的测量准确度、温度特性及抗电磁干扰特性等关键性能满足入网运行要求。产品与隔离断路器集成为一体,能有效减小变电站的占地面积,即将在中国新一代智能化变电站使用。

PCB空心线圈电流传感器的暂态特性

在电流测量中,PCB空心线圈具有很好的测量准确度和参数一致性。在模拟积分器中,T形积分器具有很好的低频噪声抑制能力。为此,提出了一种基于PCB空心线圈和T形积分器的电子式电流传感器,建立了该传感器的传递函数模型和短路电流全偏移时的暂态特性模型。重点分析了其对电力系统暂态电流的测量性能,对影响暂态特性的参数进行了数学分析,这为传感器的动态性能优化设计提供了一种分析方法。对传感器样机进行了动模试验,和分流器的输出信号相比,两者波形吻合较好,峰值瞬时误差在±1%左右。该试验结果表明,PCB空心线圈电流传感器具备准确反应电力系统故障电流暂态过程的能力,满足电力系统对电流测量和保护的需求。

非共振态下空心变压器的理论分析与实验研究

研究了非共振态下运行的空心变压器 ,比较了电阻和电感负载下变压器传输特性的不同 ,即前者电流电压传输比与频率有关而后者无关 。

空心线圈电流互感器传变特性实验研究和分析

为了精确评估空心线圈电流互感器的传变特性,设计了空心线圈电流互感器精确度、饱和特性、频率特性和暂态特性的测试方案,根据互感器的结构模块设置测试点,研究各单元部件和整机的特性。提出采用"额定准确低限值一次电流"下的"总谐波畸变率"指标,评价空心线圈电流互感器在小电流时的输出波形质量。实验结果表明,空心线圈电流互感器大电流时线性度好,小电流时易受干扰的影响,互感器频带受限于传感线圈参数和信号处理电路的相频特性,对故障暂态电流和励磁涌流的传变误差主要来源于衰减直流分量的测量误差。研究方法为厂家产品设计和改良、相关测试标准的改善提供参考。

高变比螺线空芯脉冲变压器

设计并理论分析了高变比型螺线空芯脉冲变压器的输出特性,讨论了变压器次级输出电压达到最佳值的条件,对设计的空芯变压器进行了模拟计算和实验研究。结果表明:该种变压器型脉冲功率电源可直接利用市电充电,在初级变储能电容器充电800V的条件下,变压器次级所接形成线负载的输出电压达到350kV,变压器设计变比1∶700、耦合系数0.52;实验结果与计算基本吻合。