基于对称分量法的调相机定子故障特征分析

传统同步调相机定子绕组匝间短路故障机理分析方法通常认为电机定子电流接近三相对称,并以此为基础建立同步调相机故障电流的数学表征。但是,一旦发生定子绕组匝间短路故障,同步调相机三相定子电流的对称性将遭到破坏,使得传统故障机理分析方法所建立的数学表征无法准确反映电机内部电气量的变化。文中通过引入对称分量法,建立故障后同步调相机瞬时有功/无功功率的数学模型,提出利用瞬时有功/无功功率中的2次谐波进行定子绕组匝间短路故障诊断。仿真和实验的结果表明:相较于利用定子电流3次谐波与基波幅值之比诊断故障的传统方法,文中方法在轻微故障状态下能提高至少7倍的诊断灵敏度,更易完成早期故障诊断。同时,所提方法中的故障特征量不受同步调相机工况和故障位置的影响,具有强鲁棒性。

考虑瞬时功率特性的高压直流电网双极短路故障识别技术

高压直流电网运行过程中,由于受到负载特性和电压波动等因素影响,电容电流及谐波等瞬时功率特性较为复杂,增加了对电网系统故障的识别难度。为此,提出考虑瞬时功率特性的高压直流电网双极短路故障识别技术。通过建立高压直流电网拓扑结构模型,分析高压直流电网的双极短路故障;结合高压直流电网端点的瞬时功率特性判断出双极短路故障发生区域。利用双端故障电流最大值定位法获取双极短路故障定位,完成对高压直流电网双极短路的故障识别。实验结果表明,所提方法对高压直流电网双极短路故障定位识别精度较高,提升了故障识别效率。

瞬时无功功率理论的研究综述

为更好地应用电力有源滤波器技术,通过最优化数学模型的建立介绍了瞬时无功功率理论的基本内容,所谓瞬时有功电流即保证三相瞬时总能量不变而三相传输损失最小的电流;空间基变换证明,电压和电流瞬时值从a b c三相变换到αβο三相为正交变换,说明三相三线制系统或无零序电压电流时三相到两相变换的合理性,从而将αβ变换与d q变换联系起来。最后指明系统电压畸变时不宜用基于该理论的谐波检测和无功补偿方法。

非正弦三相电路瞬时功率研究

将瞬时有功功率定义为电压与有功电流的点积 ,瞬时无功功率定义为电压与无功电流的叉积。由此我们推导出三相电路在各种情况下的瞬时有功功率和无功功率的表达式 ,这与刘进军。

通用瞬时功率定义及广义谐波理论

传统功率理论无法对非正弦电路中的功率现象加以解释 ,现有的瞬时功率理论的物理意义又都不够明确。针对这一问题 ,该文提出了一种基于最小传输能量损失的有功及无功功率定义 ,给出了数学模型及简化解。该定义物理意义明确 ,能够与传统正弦电路功率理论、弗兰芝 (Fryze)单相无功理论和赤木泰文 (H .Akagi)三相无功理论相统一。在该定义体系中 ,单相电路与三相电路的有功、无功确定原则是一致的。该文还提出了一种广义谐波理论 ,该理论所定义的谐波不仅具有传统的傅立叶谐波两两正交的优点 ,而且可以直观地衡量负载的非线性程度 ,并将谐波理论与本文所提功率理论相统一。

非正弦三相电路中瞬时无功量的普遍化定义

将三相瞬时电压与三相瞬时电流分别作为电压向量与电流向量（各有三个分量），将电压与电流向量的外积运算对应的二阶反对称张量定义为瞬时无功量。本文定义表达简洁、直观，不需作任何中间变换，适合于各种三相制电路并可推广至任意相电路，具有普遍适用意义，为无功与谐波补偿理论研究打下基础。

非正弦及不对称电路中功率现象的探讨

从物理和数学的角度 ,对单相电路、三相电路瞬时有功功率和瞬时无功功率的概念进行了剖析。本文提出 ,瞬时有功功率和瞬时无功功率并不是绝对的 ,瞬时有功功率应该是对应于某一目的的理想功率流动 ,即使对于同一电路 ,瞬时有功和瞬时无功的结果也应随着分析者的目的的不同而不同。本文同时提出 ,三相三线电路的无功流动不仅存在于各相之间 ,而且也可能存在于电源与负载之间。最后 。

并联型有源滤波器主电路关键参数设计

基于瞬时功率理论和空间矢量脉宽调制策略,提出一种并联型有源滤波器主电路关键参数设计方法。运用瞬时功率理论分析有源滤波器在改善电网电能质量过程中的能量流动情况,在此基础上给出直流支撑电容的容量选取原则。分析交流侧接口电感对有源滤波器补偿能力和电流纹波的影响,给出交流电感的选取原则。根据有源滤波器对输出电压矢量的要求,提出了应用空间矢量脉宽调制技术时直流电压的选取原则。最后结合具体算例,对本文提出的设计方法进行仿真实验验证。

采用磁电自供能的能量储存和电源管理电路研究

普通Fe-Ni/PZT磁电复合结构将电磁能转化为电能时输出低,无法驱动无线传感器工作,本文设计了一种更高磁电电压系数的H型音叉式磁电复合结构。论文详细介绍了该结构的工作原理和磁电输出特性。在强度为0.2Oe的交变磁场激励下,该磁电复合结构能够把容量为1.5F的超级电容充电至0.5V。为有效利用超级电容中的电量,本文提出了一种能够提高超级电容输出功率的电能瞬间放电电路。实验结果表明,当超级电容电压为0.5V左右时,在间隙脉冲串(Burst)触发信号频率为30kHz、占空比为75%的条件下,该电路最大放电功率可达120mW,放电时间持续620ms,能够驱动无线传感器在一个发射周期内正常工作。

三相电路中功率现象的解释及无功功率的分类

该文对三相电路的功率现象进行了详细的物理分析,并指出:三相瞬时有功功率之和不为常数是电源电压为非正弦及不对称所必须付出的代价;提出了在非正弦及不对称电路中,三相电路(包括三相三线制和三相四线制)中不仅存在相间无功流动,而且可能存在电源与负载间的无功流动的观点,并在通用瞬时功率理论的基础上,给出了基于最小能量传输损失的三相相间流动的无功功率、三相电源与三相负载间流动的无功功率定义。文中所定义的相间流动的无功电流、三相电源与三相负载间流动的无功电流以及有功电流之间具有两两正交的关系。如果忽略电源与负载间的无功流动,则通用瞬时功率理论与赤木泰文瞬时无功理论一致。

基于Hilbert变换的非正弦电路无功及瞬时无功功率定义

非正弦电路无功功率及瞬时无功功率尚无统一的定义。文中从传统单相正弦电路功率的另一种表述出发,给出了基于Hilbert变换、适用非正弦单相电路的无功功率以及瞬时无功功率定义。其中,无功功率定义为电压Hilbert变换与电流共同作用产生的平均功率,瞬时无功功率定义为电压Hilbert变换与电流无功分量瞬时值的乘积,而电流无功分量定义为电流在电压Hilbert变换上的投影。该定义满足功率定义的一般要求,具有与有功功率及瞬时有功功率定义相同的表示形式和特性,同时满足方向性和平均性条件。最后通过具体算例验证了其正确性。

正弦电路瞬时功率理论研究

针对研究近一个世纪还没有解决的瞬时无功功率界定与定义的问题 ,该文认为应从原始瞬时有功功率、瞬时无功功率界定来研究瞬时功率理论。首先分析了现有功率定义中存在的缺陷 ,系统地给出了正弦稳态电路瞬时有功电流、无功电流 ,瞬时有功功率、无功功率 ,视在功率、平均有功功率 ,平均无功功率和平均视在功率的定义。

基于瞬时无功理论的谐波和无功电流检测方法

瞬时无功理论自上世纪80年代被提出,并成为专家学者的研究热点,经逐步完善和检测方法的改进,在许多方面都得到了成功的应用。为达到无功电流检测的最佳效果,在全面地归纳总结了近些年各方学者提出的基于瞬时无功理论的谐波和无功电流的改进方法后,按照算法的拓扑结构,将其分为锁相环节、矢量变换环节、滤波环节以及整体电路这4个方面进行分类介绍,同时比较了它们的优缺点。研究表明,不同环节的改进方法可以相互组合,以应用于不同的检测情况,从而达到最佳的检测效果,降低对系统硬件的准确度要求。另外,每种改进方法都有其应用限制,在采用多种方法结合使用前一定要加以论证,否则应用时会产生额外误差。

通用瞬时功率理论在三相不平衡负荷补偿中的应用

该文运用通用瞬时功率理论对三相不平衡负荷的补偿进行了详细的分析。文中从改变三角形补偿网络中的环流,可以改变补偿网络中各相的功率分布而不影响各相补偿电流的大小这一角度出发,得出了只利用无功元件就能够完全补偿三相不平衡负荷的结论,进一步证实了通用瞬时功率理论在三相间进行功率分布的优化分配这一思想的合理性;提出了利用相间存在耦合的电抗器网络对三相不平衡负荷进行补偿的方法。通过改变该补偿网络中各相的自感及三相电抗间的耦合系数,可以改变三相间的瞬时能量分布,从而使三相 不平衡负荷趋于平衡。文中的算例验证了这一方法的合理性。与传统的TSC+TCR的方法相比,该文所提方法具有设备简单的优点。

基于瞬时无功理论的单相无功功率相关定义

1983年Akagi提出的瞬时无功理论具有计算量小、瞬时性好等优点,但不能直接应用于单相电路的分析。一些学者借鉴瞬时无功理论,通过α-β变换将电压、电流信号映射至二维空间,提出了多种定义单相电路瞬时无功功率量值的理论。本文试对这一类单相瞬时无功功率定义多年来的研究成果加以综述。具体地,将整理广义瞬时功率理论、无功电流理论、瞬时无功密度理论这三类有关单相电路瞬时无功功率的定义,并介绍瞬时无功功率理论在测量基波无功、谐波电流以及控制锁相环电路方面的应用。最后,试分析现有单相瞬时无功功率理论的局限性。

非正弦不平衡电流全参量的检测方法

为了克服传统检测方法在非正弦不平衡系统中检测的单一性,在对称分量法基础上提出一种计算矩阵,可将任意次的正、负、零序电流,广义无功电流,以及各相中的不平衡谐波、不平衡有功、不平衡无功电流,单相基波功率因数等参量一次计算出来。该方法的原理是在检测出基波不平衡电流的基础上利用幅相计算原理建立计算矩阵,即可方便计算出多种电参量。该方法可用于三相三线(四线)制和单相系统中,对电力系统自动化装置的检测及各种拓扑结构的电能质量治理装置的补偿量检测也适用,尤其在要考虑装置补偿容量以及装置能否补偿有功功率不平衡时可进行灵活选择补偿。理论分析和算例实验均表明了该方法的正确性和可行性。

基于相序变换的三相系统瞬时功率定义

瞬时无功功率理论(p-q理论)应用克拉克变换把不含零序分量的三相三线系统中线性相关的三相电量变换为线性独立的两个分量,构成两维向量,继而基于向量运算法则提出了瞬时功率定义,被广泛应用于有源滤波及无功补偿等工程领域。指出三相三线制p-q理论只是FBD功率理论的特例,继而指出p-q理论应用于三相四线制系统时并不能实现线损最小的最优补偿目标。基于相序变换的数学原理,提出了一种线性变换方法,可把三相四线制系统中的四个线性相关的电量变换为线性独立的三个变量,构成三维正交坐标系中的三维空间向量,继而应用向量运算法则提出了瞬时功率定义方法,具有定义简洁、计算简单直观、物理意义清晰的特点。此外,在三相三线制系统中,该定义与三相三线制p-q理论、FBD功率理论达到了统一,在三相四线制系统中该定义与FBD功率理论也是一致的。

一种新型磁电自供电无线传感器供能电路研究

采用矩形杆式磁电复合换能器的双发电单元作为主发电源和辅助发电源,设计了一种电能瞬间放电电路。该电路能够将换能器主发电源采集的能量存储并瞬间释放,提高储能电容的输出功率,而辅助发电源则用来驱动管理电路控制放电电路工作。实验结果表明:当储能电容器中的电能积累到一定程度,管理电路控制电能瞬间放电电路放电,驱动无线传感器工作。

基于平均有功功率的单相电路谐波和无功电流检测方法

为解决电网电压畸变时单相电路谐波和无功电流检测问题,本文提出了基于平均有功功率的单相电路谐波和无功电流检测方法。理论分析和仿真验证表明,该方法能够实时检测出单相电路瞬时无功电流、基波无功电流及谐波电流,并且在只检测瞬时无功电流时无需锁相环电路。与基于瞬时无功功率理论的检测方法及有功电流分离法相比,该检测方法概念更清晰、算法更简单、更容易实现。

非正弦电路广义功率和特征参数的定义

将多相电压和电流函数定义为Hibert内积空间的2个向量，并应用正交投影定理对电流向量作正交分解，在此基础上给出了普遍适用的广义功率及其特征参数的定义表达式，并讨论了它们的性质。