Broadband illusion optical devices based on conformal mappings

In this paper, we propose a simple method of illusion optics based on conformal mappings. By carefully developing designs with specific conformal mappings, one can make an object look like another with a significantly different shape. In addition, the illusion optical devices can work in a broadband of frequencies.

光电互感器的应用及接口问题

介绍了正在走向实用的光电电流、电压互感器的工作原理 ,指出了光电互感器与传统互感器输出接口的不同之处。根据所研制的光电互感器和 IEC标准 ,就光电互感器的模拟式、数字式和光学式 3种输出形式 ,提出了测量仪器和微机保护装置与光电互感器接口的一些建议。认为光电互感器通过数字式特别是光学式标准接口与二次测量和保护装置相连 ,不仅能简化二次测量和保护装置 ,而且便于组成光纤局域网 。

HVDC换流站电流特性分析及测量装置的选取

选配适合的直流电流测量装置,对于正确反映直流系统稳态和故障情况下各点的电流特性具有重要作用。为此针对我国直流输电工程实际情况,分析了高压直流输电工程换流站直流电流的特点,针对性地介绍了各种类型直流电流测量装置的原理、特点及在换流站中实际应用情况,综合得出了可用于换流站各种直流电流测量装置的技术性能和要求,还着重说明了零磁通式和光电式电流测量装置在直流系统中的选取方法和适用性。

110 kV智能变电站技术研究状况

智能变电站是变电站自动化技术发展的延伸,是信息采集、传输、处理、输出过程完全实现数字化的变电站。描述了智能变电站建设技术特征,从智能化一次设备、网络化二次设备、IEC61850标准通信网络、信息交互的差异、投资成本的优化等主要方面分析了智能变电站技术优势,探讨在满足安全稳定、可靠、经济运行条件下,智能变电站发展的前景。文中介绍了全光纤电流互感器独特的技术特性,尤其是IEC61850标准通信规约在电力行业中的实现,为不同制造商之间产品的互相通信奠定了基础。

高功率光学元件畸变波前位相均方根梯度计算

根据实际光学元件的畸变波前建立了畸变波前模型,分析了位相均方根梯度计算过程中,三种波前数据处理方式的各自特点及优劣,并得出最佳处理方式,即对波前边缘增添零采样点、加汉宁窗处理、傅里叶变换、低通滤波、傅里叶逆变换、乘上逆汉宁窗,最后截取原始长度的数据。讨论了畸变波前边缘增添零采样点的个数、波前口径、波前抽样间距与均方根误差之间的相互关系。计算证明,对于口径为300 mm×300 mm、抽样间隔为0.5 mm的随机波前,当取截止频率为33 mm-1、初始波前两边分别添14 个点即波前尺寸扩大7mm长时,其均方根误差最小,此时该值为0.008λ,恢复的波前最理想,计算所得的位相均方根梯度也最合理。

基于CPLD的AOTV单光纤传输方案

提出了一种以电容分压器为传感单元 ,用光纤作为一、二次侧电路间信号传输媒介的有源光电电压互感器单光纤传输方案 ;论述了对该方案用CPLD实现数据解调的原理及过程 ;给出了数据解调的仿真波形及系统采集模拟量的一组实验数据 。

高压直流电流测量装置的应用现状与研究进展

高压直流电流测量装置为高压直流输电系统的线路控制和保护提供输入信号。随着我国直流输电系统电压等级的不断升高,系统中的直流电流的测量已成为一个新课题。文章首先综述了已在国内外直流输电工程中运行的高压直流电流测量装置的结构和工作原理,指出各自存在的问题。然后介绍了我国在高压直流电流测量技术领域的研究进展,主要涵盖零磁通直流电流互感器、有源式直流电流互感器、全光纤式直流电流互感器、基于巨磁电阻效应的直流电流互感器和基于光纤光栅器件的直流电流互感器,希望能为未来高压直流电流测量装置的设计、实施与运行维护提供有益的参考。

高速信号眼图测试中夹具影响的校准

为了在器件的高速信号眼图测试中去除夹具的影响 ,本文首次提出了一种利用时域和频域测量相结合 ,通过快速傅立叶变换和反变换 ,对眼图测试校准的方法 ,并进行了实验验证 .实验发现校准后眼图的张开高度、Q因子、上升时间、下降时间、峰峰抖动等参数改变明显 ,并且校准后的眼图与直接测试结果符合得很好 .

变压器储油柜在线监测装置的研制

利用光的全反射原理、超声波测距原理,通过采用光纤传感器、穿透性超声波传感器、无线通信等技术,研制出一套变压器储油柜在线监测装置,实时监测储油柜内胶囊是否破裂、油面高度、补偿体积等运行情况;并将监测结果通过无线网络传至变压器运检人员的手机终端及主站,形成数据库。该装置的研制为变压器储油柜增加了新的有效的监测手段,能及时防范变压器事故发生,可为变压器大修、技改提供成熟的解决方案。

光学电流互感器实时误差分析系统的设计

光学电流互感器在江苏省智能变电站得到广泛应用,但投运后误差是否随着时间推移、电磁干扰、温度变化等因素大幅变化至今都没有相关实践数据。文中首先介绍了光学电流互感器的基本原理和存在问题,然后设计了误差比对装置的硬件构成和算法设计,最后通过江苏无锡西泾变的挂网运行,验证了比对分析系统的可行性。

基于正折射率材料参数的旋转放大光学变换器件

基于光学变换理论,提出了一种新型的具有旋转和放大功能的光学变换器件,该器件可由具有正折射率参数的超常媒质实现。推导了所提出的器件材料的本构参数张量的通解表达式,并采用全波电磁仿真软件进行了仿真验证。仿真结果证实了所导出的本构参数张量的正确性,即该器件可以起到使置于内部的物体旋转和放大的效果。因此,所提出的器件将在电磁场工程等领域有潜在的应用。

基于光学保角变换的电磁器件设计

保角变换是基于解析函数的一种非常重要的解析方法,利用保角变换可以将虚拟空间中复杂的边界曲线转化为物理空间中简单的边界曲线,从而求解二维平面场问题。文章主要综述并介绍保角变换在几何光学中的应用,通过控制光线传播来设计完美隐身衣、中继透镜、波导弯角和透镜天线等新型电磁器件。最后利用射线追踪仿真和全波仿真对设计加以证明。

基于3D-VTGM-SBPM平行定向耦合器模拟研究

提出基于变量变换伽辽金法的三维半矢量束传播法(3D-VTGM-SBPM),可直接应用于三维光波导器件的光波传输模拟.采用适当的变量变换,将三维半矢量BPM基本方程归结为一阶常微分方程组,避免了非物理反射且能反映模场的偏振特性,成功的分析了基于脊形光波导的平行定向耦合器的光波传输特性.

拉普拉斯方程在变换光学中的应用

介绍一种基于变换光学理论和拉普拉斯方程的光学器件设计方法,可以设计具有不同光学特性的光学器件,提出了一种设计隐身斗篷、物体缩放器、光学幻觉、以及电磁波局域器件的通用变换,并给出了设计实例,数值模拟结果验证了这些器件的光学特性.

Hadamard编码红外光谱成像系统设计

在空间调制型哈达玛变换光谱成像仪(Space Hadamard Transforms Spectral Imager,SHTSI)中采用数字微镜阵列(Digital Mirror Devices,DMD)作为编码器件,能够使系统实现小型化、轻量化、高分辨率、高帧频成像。但由于DMD的翻转特性,经过DMD编码后的光学成像面发生12°倾斜,导致SHTSI成像光路和制冷型探测器冷光阑不匹配,造成视场缺失和图像降质。针对这一问题,本文提出一种像面预补偿的新型哈达玛编码光谱成像系统设计方法,在前置成像镜组中采用倾斜和偏心的设计,使得一次像面实现24°倾斜,对DMD在调制过程中产生的像面倾斜进行预补偿,从而消除倾斜成像面造成的图像降质问题。基于该方法设计了SHTSI光学系统,系统全视场点列图RMS小于5μm,保证系统在全视场范围内能够均匀成像。根据该设计方案研制SHTSI原理样机,试验结果表明,SHTSI系统满足设计指标,对成像数据进行复原,得到复原光谱角距离评价因子优于0.052。

利用Mirage效应确定非均匀材料厚度方向的热扩散率分布

在热导率沿试样厚度按指数规律渐变的假设下，利用两种基本数学变换，求解了非均匀材料的热传导方程，得到了试样内及与其相邻媒质内的温度场解析解。再根据光热光偏转理论，确定了检测光束切向偏转分量的位相与调制频率之间的函数关系，如果利用熟知的由检测光束法向偏转分量测定试样热扩散率的技术，测定试样两表面的热扩散率，这样就可以由Mirage效应的两个偏转分量来测定试样热扩散率沿厚度方向的分布。本文给出有关的理论推导，同时也给出了人造金刚石试样内热扩散率分布的实验结果。

智能化变电站在工程设计中的实现

文章以安徽省110kV东华变电站实际工程为背景,分析了智能变电站的系统构成和技术特点,提出智能化变电站的设计方案。该设计选用无源全光纤电子式互感器,克服了传统互感器的缺点,使得系统的稳定性、可靠性、安全性得到很大提高。一次系统与二次系统的优化整合,大大减少了光缆和电缆的使用量,降低了系统成本,并配置了防误闭锁操作功能,开关、手车、地刀可电动操作,将五防、顺控有机结合,具有很好的兼容性和灵活性。全景智能防误的实现,也为变电站智能化的发展奠定了坚实基础。

光学电压互感器传感单元的设计与实验研究

光学电压互感器中的传感单元即光电作用单元是整个互感器系统中的关键部件,对整个互感器的结构和性能有重要影响。介绍了一种反射式光学电压互感器的基本原理,设计并制作了基于普克尔(Pockels)效应的电压传感单元,模拟电力系统高压绝缘和屏蔽装置设计了3种实验用绝缘屏蔽装置,利用光学电压互感器系统对传感单元进行了实验研究。常温下,0～2.5kV直流电压测试结果表明,3种绝缘屏蔽装置下的互感器输出都显示出了较好的线性关系,表明了该传感单元方案的可行性。

220kV变电站主变低压35kV侧加装限流电抗器的可行性研究

由于电力系统容量的扩大,系统的短路电流随之增大,主变低压侧抗短路能力嗜待增强。通过在主变低压侧加装限流电抗器来限制短路电流是可行的方法之一。如何消除由于增加限流电抗器给系统产生的负面影响无疑成为我们面临的非常重要的问题。本文就能否采用限流电抗器来解决系统容量增大导致河北南部电网220kV变电站主变低压侧短路电流过大这一问题进行了一些有益的探讨。

基于curvelet变换的光学器件表面特征识别

为了精确识别复杂精密光学器件在制造过程中由于工艺要求不可避免产生的缺陷特征,基于曲线波(Curvelet)变换优良的曲线特征识别和强大的稀疏表示能力,提出了一种基于曲线波变换的缺陷特征识别方法,该方法采用变换域特征分离,在空间域获得特征识别后的器件表面图像。仿真结果和实验结果证明,提出的方法比传统小波算法精度和准确度更好,运算速度也可以接受,因此可用于光学器件表面特征缺陷的在线检测。