Design of Power Supply for On-line Monitoring System of Transmission Lines

This paper uses CT to gain the energy directly from the high-voltage transmission line, to address the problem of power supply for monitoring system in high voltage side of transmission line. The draw-out power coil can induce voltage from the transmission line, using single-chip microcomputer to analog and output PMW wave to control the charging module, provides a stable 3.4 V DC voltage to the load, and solve the problem of easy saturating of core. The power supply based on this kind of draw-out power coil has undergone the overall testing, and it is verified-showing that it can properly work in a non-saturated status within the current range of 50 - 1000 A, and provide a stable output. The equipment also design protection circuit to improve the reliability to avid the impacts of the impulse current or short-circuit current. It effectively solves the problem of power supply for On-line Monitoring System of Transmission.

超高层建筑综合体消防负荷供配电系统设计

结合现行国家、行业及地方规范、标准,对超高层建筑综合体的消防负荷供配电系统、柴油发电机选择等设计方法及设计要点进行详细探讨。

降低青海油田尕北、英东区块供配电系统能耗方法研究

根据国家节能降碳的要求,青海油田公司对所属尕北、英东区块供配电线路运行情况进行测试,测试中发现供配电系统存在变压器能效等级及负载率低、线路功率因数及网损率不合格等问题,造成供配电系统能耗较高。通过对线路及变压器运行进行现场数据采集,分析原因,对各线路存在问题提出整改方案、确定改造方向,通过采用无功补偿、优化运行等措施,预计年可实现节约电量185.06×10^(4) kWh,折合226.88 tce,减少二氧化碳排放557.38 t。

上海轨道交通崇明线牵引供电制式方案研究

[目的]为了解决传统采用钢轨回流的直流牵引供电系统存在杂散电流腐蚀、直流供电距离受限等问题。[方法]对国内外主要城市轨道交通AC 25 kV/50 Hz牵引供电制式和直流牵引供电制式的应用情况、技术特点、适用性等指标进行对比分析后,结合上海轨道交通崇明线工程的特殊性,提出采用DC 1500 V架空接触网+负极专用回流轨的牵引供电方式;针对在越江段隧道内是否设置牵引变电所设计了两种供电方案,仿真计算了两种方案下供电系统供电能力达到24对/h时牵引网最低电压、整流机组功率和牵引变电所有效电流等指标,并进行了比较分析。[结果及结论]采用负极专用回流轨的直流牵引供电制式可从根本上杜绝杂散电流的产生及其对周边管线的腐蚀;在长距离越江区段设置牵引变电所方案与牵引直流设备“双套配置”方案相比,前者的供电可靠性和供电能力更具优势。

基于决策树的电网重要用户供电路径决策方法

广州等超大城市电网中110kV网架接线主要为3T接线,其运行方式多变,对电网的规划和运行有很大影响。超大城市电网中存在着大量的重要用户,其供电可靠性是安排电网运行方式的一个重要考虑因素。若安排的运行方式使得某些重要用户的供电路径汇集在同一元件,就会大大降低重要用户的供电可靠性。基于此,建立超大城市电网重要用户供电路径优化决策模型,以最小化电网中220kV线路的平均负载率为目标,要求系统的每个重要用户都要满足多个供电路径来自最少2个不同的220kV变电站。为了快速求解此混合整数非线性规划模型,引入多变量决策树将模型转化成一个整数非线性规划问题,再通过变量代换将其转化为一个整数线性规划问题,实现快速准确求解。最后,以广州电网实际数据为例,验证所提优化决策模型和求解方法的可行性与有效性。

高压杆塔设备无线供电技术剖析

高压杆塔设备的种类和数量随着智能电网和5G新基建的蓬勃发展而日益增多,现有的蓄电池供电方式可靠性较差且所需运维工作量大,供电成为它们必须面对的重要问题。近年来,通过架空输电线路取电,再将电能无线传输给电力杆塔设备的供电技术,已经显示出具有良好的发展和应用前景。为此,该文从供电系统组成、取电装置、磁耦合机构、补偿网络、电能变换器及控制方法几个方面,对电力杆塔设备无线供电技术现有发展状况进行系统的分析,指出应用前景以及系统亟待解决的问题,并探讨无线供电技术在传输效率、抗偏移、鲁棒性以及产品化等方面的发展趋势。

一种用于输电线路视频监测的取能电源的设计

供电电源是保证高压输电线路在线监测装置稳定运行的关键,文中提出了一种基于高压电场感应取能技术的取能电源,并分别对其功率电路和控制电路进行分析设计。感应极板产生的位移电流作为取能电源的输入,直接决定着取能电源的输入功率,文中利用Comsol软件研究了感应极板尺寸对位移电流的影响,确定了感应极板的尺寸,并和实测数据进行对比,验证了仿真的正确性。基于此,文中研制了一套视频监测装置,通过感应极板和取能电源实现装置的自取能,拍摄输电线及周围环境视频并发送到远程终端。最后,通过实验确定了当视频监测装置应用在110 kV电压等级下时,远程终端接收到的单次视频时长为2.2 min,视频间隔为54.9 min。

基于摩擦纳米发电机的输电线路振动能量收集装置

在电力物联网蓬勃发展的当下,如何持续且长时间地供能成为了数以万计的传感器所要面临的技术难题。摩擦纳米发电机(triboelectric nanogenerator,TENG)作为新崛起的高效供能技术,在传感器的自供电领域有着非常广阔的应用前景。文中基于摩擦电工作原理,利用多层弹性体结构的垂直接触分离TENG,设计出一种面向输电线路微风振动的多层弹性体TENG能量采集装置。通过振动能量采集器输出性能测试平台模拟输电线路微风振动状态,对不同频率和振幅下能量采集器的基本电气特性进行测试,结合电能管理策略,构建面向输电线路微风振动的振动能量采集自供电系统,实现宽频带振动能量的高效采集与转换,完成对商用传感器的供能。最后,通过输电线路振动缩比模型验证文中所设计振动能量采集装置的有效性与可行性。文中设计的振动能量采集自供电系统能够有效地将输电线路宽频振动能量转换为电能,具有结构简易、经济性好的特点,解决了电力物联网传感器不能持久绿色供电的问题。

基于智能电能表量测数据的低压供电线路健康状态评估

针对低压台区长期运行的供电线路存在老化等异常情况,文章提出了基于回路阻抗变化的低压供电线路健康状态评估方法,所提方法通过计量装置自动采集各电力数据节点的电压电流数据,根据其中电压和电流的突变情况来计算线路回路阻抗,进一步得到对应线路的回路阻抗特性情况,然后与被检测线路的正常阻抗数据进行比较,经过相应的数据处理绘制阻抗变化曲线,由线路阻抗变化情况来对其进行健康状态评估。最后,通过有关实例分析验证了该方法的有效性。

基于直流线路互联的区-隧供电系统弹性恢复策略

在“双碳”目标下,以服务区光伏车棚、光伏隧道为代表的能源交通融合供电场景逐步普及,这使得形态开放且布局分散的区-隧供电系统在面临极端灾害或人为攻击时更为脆弱。为此,该文提出一种基于直流线路互联的区-隧供电系统弹性恢复策略。根据灾害前对直流线路的改造与韧性加固计划,首先,提出了基于直流线路被优先遍历的可行拓扑搜索策略,用于保障所提系统在极端灾害后的有效互联;其次,基于对故障负荷重要级权重的多层级分类策略,该文先后以重要负荷恢复量最大化和系统额外损耗最小化为目标构建了故障恢复目标函数,共同保证极端灾害发生后系统基于稀缺分布式能源的最大弹性恢复;再次,基于传统二阶锥松弛方法可能挣脱原始约束的缺陷,提出通过约束额外损耗中流经电流分量实现对混合整数二阶锥规划问题的收敛,确保所提模型在不同初始条件下的稳定适用;最后,通过涵盖区-隧供电系统的改进IEEE 123节点配电网进行仿真,验证了所提策略的有效性。

基于分布式电源的配电网线损计算与降损技术

文章介绍了基于分布式电源接入的配电网线损计算方法,分别阐述了等效容量法及前推回代法,在前推回代法介绍时,在传统方法的基础上进行了进一步改进,并给出了具体的计算步骤。而后以10kV配电网为例,对接入分布式光伏电源后配电网降损的技术展开了探讨,提出合理选择分布式光伏电源的接入位置、接入容量、能量存储装置三个有效降损方法,还介绍了几种具有降损效果的其他技术措施,旨在为电力企业有效控制接入分布式电源的配电网线损率提供参考。

北京地铁14号线接触网供电分区布置优化方案及其优化分析

为应对传统地铁接触网供电分区设计方案无法满足在供电分区发生故障或恶劣天气影响线路正常运营的情况下,最大程度维持线路运能的问题,依托北京地铁14号线,深入剖析其供电分区布置方式,并提出2种改进的设计方案,其目的是为后续地铁接触网供电分区布置的优化设计提供具有普遍适用性的建议。在分析过程中,文章全面权衡2种设计方案的优缺点、运用到既有线改造上的复杂度以及经济效益等多个维度,旨在明确并优化最终的设计方案。优化后方案需确保在地铁线路发生故障时能够有效缩小故障的影响范围,最大限度地维持运输能力,从而保障地铁供电系统的安全、可靠运行。

一种高电源抑制比快速启动的带隙基准的设计

文章采用5 V、0.35μm CMOS工艺,设计一种适用于低噪声高速系统的带隙基准电压源电路。为了保证电路具有较高的电源抑制比(power supply rejection ratio,PSRR),设计一种抑制电源电压波动的负反馈回路,并且在电路中采用具有较高增益的两级放大器结构。针对某些系统快速启动的需求,设计快速启动电路,当电源上电时启动电路直接作用于基准电压,加速带隙基准电路的启动,在电路正常启动后通过开关管使启动电路停止工作。仿真结果表明,温度在-40~125℃范围内,带隙基准的温漂系数为13.05×10^(-6)℃^(-1);低频时PSRR为100.6 dB;线性调整率(line regulation,LNR)为0.024 mV/V;启动时间为4μs。

输电线路在线监测设备供能技术研究综述

随着数字电网的发展,海量的智能监测设备将安装在输电线路上,稳定、可靠的能源供给是输电线路在线监测设备有效运行的关键。为此,对输电线路在线监测设备不同供能方式的基本结构、工作原理和优缺点进行综述,阐述不同供能方式国内外最新研究进展。分析目前不同供能方式面临的难点和突破口,提出多组供能组合方式,利用不同供能方式的优势互补性,可增强供电的稳定性和可靠性;地线电流感应与蓄电池取能组合安全可靠,易于安装,既可避免能源浪费,又可提高电力系统的效率和可靠性;微波供能与蓄电池的组合采用时分多址系统,不受电网影响,可为在线监测装置实时稳定供电。

基于无线通信的电力设备开关电源运行状态在线监测方法

针对当前电力设备开关电源运行状态在线监测技术中普遍存在的精度较低的问题,提出一种基于无线通信的电力设备开关电源运行状态在线监测方法。首先,利用无线通信技术采集电力设备开关电源运行电压数据。其次,处理开关电源运行电压数据。最后,结合自适应筛选、特征压缩以及信息融合技术,提取关键信息并触发预警机制,实现对开关电源运行状态的准确监测。实验结果表明,文章提出的设计方法能显著提升数据传输的稳定性和准确性,有效提高电压在线监测精度,为电力设备的安全稳定运行提供有力保障。

基于无功补偿的矿井供电节能耗技术研究

针对矿井中输电线路由于距离过长,而产生的电能损耗以及线路老化等问题,在线路中并入无功补偿装置,可起到节能降损的作用。通过对不同类型的无功补偿方式和无功补偿设备进行分析,结合供配电系统的实际需求,制定合理的无功补偿方案,可取得较好的效果。通过北辛窑矿实际应用,结果表明:应用静态无功补偿装置后,能源消耗量从210 kg降至118 kg,供电线损率从11.6%降至8.9%。

高海拔配电线路故障精准定位研究

为了维护高海拔地区输配电及用电工程线路的正常运行、提升供电的稳定性与质量,提出了高海拔配电线路故障精准定位方法。分析线路故障行波精准定位原理,实现故障点位的确认。通过计算故障电流波速和线路长度,实现行波双端定位。通过分析波速误差、线路长度误差和波头误差,提升高海拔输电线路行波定位精度。创新性地基于双端行波故障定位算法,以及小波变换、Hilbert-Huang变换方法,提出行波型故障预警与精准定位的优化措施。仿真模拟分析结果表明:所提方法能够迅速识别故障区间和故障准确位置,实现输配电线路故障的快速查找和故障点的精确定位。该方法的应用可以缩短电力线路运维人员的巡视时间、提升供电可靠性。

地铁联络线供电回流模式转换方案设计

[目的]用联络线连接的地铁线路间有可能采用不同的供电回流模式。为提高列车过轨效率,须在联络线内设置回流模式转换段,并对回流模式转换方案进行设计,设计方案应满足使用走行轨与回流轨回流的需求。[方法]以绍兴地铁1号线(以下简称“1号线”)、绍兴地铁2号线(以下简称“2号线”)一期工程为例,介绍了这2条线路的概况及联络线的具体情况。从运营条件、经济性、工程可实施性等方面,针对联络线内供电回流模式转换提出了3个设计方案(方案一、方案二及方案三),分别对这3个方案进行了优缺点分析。[结果及结论]推荐采用方案三。方案三不仅可以有效解决列车动力损失的问题,减小2条线路之间产生电气导通、迷流的可能性,还可以优化转线过轨流程,提高列车转线过轨效率。

输电线路外力破坏与主要防治措施分析

目前,输电线路受到外力破坏的影响仍比较严重。输电线路往往具有距离远、暴露时间长等特点,很容易受到外力的破坏。在外力破坏下,输电线路极易出现掉闸事故,从而导致输电线路的运行受到影响,进而对电网供电的稳定性产生影响。选取了国家电网有限公司某变电站的220 kV回线路为案例,对其近几年遭受的外力进行了分析,并提出有效的防治措施。希望研究结果不仅能为其他电站带来更好的安全防护,还能为其他类似电路提供参考。

新能源电源送出线路不同类型距离保护动作性能比较

新能源交流送出线路故障后,新能源电源的故障响应特性会影响距离保护的动作行为。为此,结合新能源电源控制策略,分析故障前后新能源电源阻抗、系统功角及故障电气量的变化,比较相极化电压距离保护、正序极化电压距离保护、突变量距离保护3种类型距离保护的动作性能。由于在线路出口故障时相电压为零,相极化电压距离保护存在动作死区;由于故障后正序电压相位受控制影响发生偏移,正序极化电压相间距离保护存在线路区内故障时拒动、区外故障时误动的风险;对于突变量距离保护,故障后补偿电压相位受控制影响发生偏移,导致保护可能发生拒动或误动。利用RTDS(实时数字仿真系统)建立新能源经交流线路送出的系统模型,仿真分析线路不同类型故障情况下3种距离保护的动作性能,仿真结果与理论分析结论一致。