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提高暂态电压测量精度的自适应小波去噪方法

高电压技术 2020年第6期46卷 2139-2147页

作者：余浩庄池杰曾嵘刘凡谢施君清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084 国网四川省电力公司电力科学研究院成都610072

去除测量系统输出中的噪声对准确获取暂态电压波形具有重要意义。为此,提出一种基于小波分解的去噪方法。通过计算原始带噪信号各层小波系数的能量以及能量增量,确定去噪效果最好的小波分解层数;通过计算各层小波系数的峰效比,确定最佳... 详细信息

去除测量系统输出中的噪声对准确获取暂态电压波形具有重要意义。为此,提出一种基于小波分解的去噪方法。通过计算原始带噪信号各层小波系数的能量以及能量增量,确定去噪效果最好的小波分解层数;通过计算各层小波系数的峰效比,确定最佳小波基的选择。对暂态电压信号以及正弦信号进行去噪仿真试验,结果表明所提出的方案能够正确的选出最优小波分解层数和最佳小波基。将提出去噪方案应用于实验室以及变电站现场的暂态电压信号中,结果表明该方案能够在去除噪声的同时,保留信号的高频信号。

关键词：暂态电压测量小波分解去噪小波系数能量最优小波分解层数最佳小波基

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非接触式暂态电压测量的简化解耦方法

高电压技术 2020年第6期46卷 1948-1954页

作者：杨怀远庄池杰谢施君雷挺刘凡曾嵘清华大学电机工程与应用电子技术系高电压与绝缘技术研究所北京100084 国网四川省电力公司电力科学研究院成都610041 中国电力科学研究院有限公司北京100192

电光式电场传感器频率响应宽,利用其进行非接触式暂态电压测量,与系统没有直接的电气连接,易于安装、维护,但是存在三相电场的耦合问题。为此,提出了简化的解耦方法,该方法适用于500 kV及以上电压等级交流系统的非接触式测量:在500 kV... 详细信息

电光式电场传感器频率响应宽,利用其进行非接触式暂态电压测量,与系统没有直接的电气连接,易于安装、维护,但是存在三相电场的耦合问题。为此,提出了简化的解耦方法,该方法适用于500 kV及以上电压等级交流系统的非接触式测量:在500 kV及以上电压等级的变电站内,不同相导体的距离较大,非相邻相的耦合可以忽略不计,现场布置较为对称时,利用测到的三相稳态电场信号的相角、幅值信息即可进行简化的电场解耦。在±800kV祁连换流站交流侧用该方法测得的暂态电压波形和用耦合电容分压器测到的波形重合度高,验证了该方法的可行性。将该方法应用到藏中联网工程的调试中,测得了空载线路合闸暂态电压波形:测得首端站过电压波前时间约为1.5μs,最大过电压倍数为1.74;末端站过电压波前时间约为33μs,最大过电压倍数为1.32倍。

关键词：非接触式电压测量暂态电压解耦方法电场传感器过电压

特高压直流输电系统换流站内部故障电磁暂态响应特性及控制策略

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电网技术 2010年第3期34卷 5-10页

作者：董曼玲黎小林何俊佳张丹丹黄莹蔡宗远谢施君华中科技大学电气与电子工程学院湖北省武汉市430074 南方电网技术研究中心广东省广州市510623

以云广±800kV直流输电系统为例,基于PSCAD/EMTDC搭建仿真模型,研究换流站内部阀误开通和不开通2种故障工况,仿真分析整流站和逆变站内部分别发生阀误开通和不开通故障的情况,并对故障引起的系统电磁暂态过程及相应的控制系统策略进行... 详细信息

以云广±800kV直流输电系统为例,基于PSCAD/EMTDC搭建仿真模型,研究换流站内部阀误开通和不开通2种故障工况,仿真分析整流站和逆变站内部分别发生阀误开通和不开通故障的情况,并对故障引起的系统电磁暂态过程及相应的控制系统策略进行了深入研究。得出以下结论:1)逆变阀发生误开通故障时,会引起换相失败,同时在极线上会出现过电流。但由于一般不会连续发生误开通故障,因而不会出现振荡过电流和过电压;2)整流阀发生误开通故障的可能性比较小,即使开通也仅是提前开通,因此对直流系统的影响比较小;3)逆变侧发生连续不开通故障比整流侧发生连续不开通故障所引起的直流电流振荡幅值大,同时引起的中性线过电压及对负极的影响也大;4)双极运行时,一极发生连续不开通或发生单次误开通,会对另一极运行有影响,引起较小波动。但是该健全极仍可运行,传输一半的功率;5)当故障引起直流电流、电压较大振荡时,整流侧控制系统通过定电流控制与αmin之间的切换来实现系统快速恢复,逆变侧则通过定关断角控制和定电流控制之间的相互切换,使系统快速恢复正常。

关键词：特高压直流输电换流站内部故障误开通不开通控制策略

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电力系统暂态过电压测量技术综述

电测与仪表 2022年第5期59卷 1-13页

作者：穆舟江波赵伟谢施君国网四川省电力公司电力科学研究院成都610000 清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084

暂态过电压是破坏设备绝缘、造成电力系统严重故障,威胁电力系统安全运行的重要因素。因此,设法对暂态过电压进行准确测量尤为重要。文章较全面地梳理归纳了现有的各种暂态过电压测量技术,并按照相应传感器的工作原理,将其划分为接触式... 详细信息

暂态过电压是破坏设备绝缘、造成电力系统严重故障,威胁电力系统安全运行的重要因素。因此,设法对暂态过电压进行准确测量尤为重要。文章较全面地梳理归纳了现有的各种暂态过电压测量技术,并按照相应传感器的工作原理,将其划分为接触式测量和非接触式测量技术;并具体就分压器、套管末屏、GIS传感器、电场传感器和光学传感器等方面,总结了各种暂态过电压测量技术的原理、优缺点及适用范围。

关键词：暂态过电压测量接触式非接触式

基于矩阵束算法的XLPE电力电缆绝缘介质响应参数辨识

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高电压技术 2019年第5期45卷 1647-1653页

作者：张晨萌苏少春谢敏周凯赵世林谢施君国网四川省电力公司电力科学研究院成都610072 四川大学电气信息学院成都610065

为解决交联聚乙烯(XLPE)电力电缆绝缘介质响应参数辨识中存在的问题,以便深入研究XLPE电力电缆绝缘老化与介质驰豫响应间的内在联系,提出一种基于矩阵束算法的扩展迪拜模型等效电路参数辨识方法。首先,利用去极化电流构建Hankel矩阵;然... 详细信息

为解决交联聚乙烯(XLPE)电力电缆绝缘介质响应参数辨识中存在的问题,以便深入研究XLPE电力电缆绝缘老化与介质驰豫响应间的内在联系,提出一种基于矩阵束算法的扩展迪拜模型等效电路参数辨识方法。首先,利用去极化电流构建Hankel矩阵;然后对Hankel矩阵进行奇异值分解,根据奇异值曲线中奇异值大小判断信号子空间与噪声子空间并确定扩展迪拜模型驰豫支路数;最后利用确定的驰豫支路数对去极化电流进行极化参数辨识。仿真及实测结果表明:基于矩阵束算法的扩展迪拜模型等效电路参数辨识方法能够有效的对XLPE电力电缆绝缘介质响应函数进行驰豫支路数判断及参数辨识,即使在信号含噪较大时也能有效的对去极化电流进行重构。该等效参数辨识方法为评估XLPE电力电缆绝缘介质内部驰豫响应特性提供了准确可靠的数学诊断方法。

关键词： XLPE电力电缆扩展迪拜模型去极化电流参数辨识矩阵束

长间隙正极性放电流注-先导发展3维物理仿真研究

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高电压技术 2014年第9期40卷 2903-2910页

作者：谷山强谢施君向念文何俊佳严碧武李涛国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司武汉430074 国网四川省电力公司电力科学研究院成都610072 华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074

利用长间隙放电3维仿真模型对实际的放电现象进行机理分析、放电特性预测与绝缘设计评价具有指导意义。因此在流注-先导系统起始和动态发展的物理机制基础上,分析了初始电晕起始与流注发展的基本物理过程,推导了基于模拟电荷法与电位畸... 详细信息

利用长间隙放电3维仿真模型对实际的放电现象进行机理分析、放电特性预测与绝缘设计评价具有指导意义。因此在流注-先导系统起始和动态发展的物理机制基础上,分析了初始电晕起始与流注发展的基本物理过程,推导了基于模拟电荷法与电位畸变法的流注空间电荷增量对电位畸变贡献的计算方法,建立了基于热电离理论的流注-先导转化模型,并利用电介质击穿模型（DBM）模型将2维模型外延至3维空间,从而完成了对长间隙放电正极性流注-先导发展全过程的3维仿真模型构建。利用该模型进行仿真获得的先导平均轴向速度为1.58～1.62cm/μs,空间电荷电位畸变系数KQ的平均值介于3.8×10-11～4.4×10-11 C/（V m）之间,并得到了不同间隙长度下击穿电压与先导发展过程等的变化规律,与长间隙放电试验综合同步观测平台在平均轴向速度、末跃高度等方面所获得的试验数据较为符合,证明了模型在3 m棒-板间隙下模拟正极性流注-先导发展方面的适用性。

关键词：长间隙放电流注先导模拟电荷法热电离电位畸变

基于极化去极化电流法的电力电容器绝缘状态检测方法研究

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高压电器 2020年第6期56卷 296-301页

作者：张晨萌谢施君谭思文张榆国网四川省电力公司电力科学研究院成都610041 国网四川省电力公司德阳供电公司四川德阳618000

针对目前电力电容器缺乏有效绝缘状态检测方法的问题,文中提出基于极化去极化电流的电力电容器绝缘状态检测方法。首先论述了该方法的基本原理,并根据极化去极化电流推导出了两个电容器绝缘状态特征参量(直流电导率和0.1 Hz介损);基于... 详细信息

针对目前电力电容器缺乏有效绝缘状态检测方法的问题,文中提出基于极化去极化电流的电力电容器绝缘状态检测方法。首先论述了该方法的基本原理,并根据极化去极化电流推导出了两个电容器绝缘状态特征参量(直流电导率和0.1 Hz介损);基于该原理,研制了一台极化去极化测试装置,利用该装置对不同老化阶段的电力电容器进行了绝缘状态测试;测试结果表明,随着电容器老化程度的加深,电容器极化、去极化电流都有不同程度的增大,直流电导率和0.1 Hz介损同时也有不同程度增长。通过文中研究说明利用极化去极化电流法能够有效检测电容器绝缘状态。

关键词：电力电容器极化去极化电流直流电导率 0.1 Hz介损

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基于集成光学电场传感器的过电压测量技术

高电压技术 2016年第9期42卷 2929-2935页

作者：谢施君汪海曾嵘李建明庄池杰王乃会国网四川省电力公司电力科学研究院成都610072 清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084 国网四川省电力公司乐山供电公司乐山614000

通过测量电场获取电力设备实际遭受的过电压对于电力系统故障分析、电力设备绝缘耐受试验标准制定具有重要的指导意义。为此,提出了一种基于集成光学电场传感器的过电压测量技术。首先,介绍了该测量技术的基本原理;其次,研制了集成光学... 详细信息

通过测量电场获取电力设备实际遭受的过电压对于电力系统故障分析、电力设备绝缘耐受试验标准制定具有重要的指导意义。为此,提出了一种基于集成光学电场传感器的过电压测量技术。首先,介绍了该测量技术的基本原理;其次,研制了集成光学电场传感器,并对过电压测量系统的响应速度、频率响应等性能指标进行了测试;最后,采用所提出的测量技术对220 k V母线投入电容式电压互感器(CVT)、投入避雷器期间产生的过电压分别进行了测量。结果表明:过电压测量系统的响应速度达μs级,频率响应在5 Hz^100 MHz内比较平坦;在投入CVT和避雷器的暂态过程中,过电压上升时间约为几μs,过电压倍数可达1.73倍。测量结果反映的物理过程与理论分析一致。

关键词：过电压测量电场集成光学电场传感器频率响应响应速度解耦

±500kV直流输电线路雷电屏蔽模拟试验研究

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中国电机工程学报 2009年第7期29卷 20-26页

作者：贺恒鑫何俊佳蒋正龙王成叶会生汪新秀边凯谢施君华中科技大学电气与电子工程学院湖北省武汉市430074 湖南省电力试验研究院湖南省长沙市410007

模拟试验是研究超/特高压输电线路绕击特性的一个重要手段,针对直流线路标称电场对线路雷电绕击特性的影响问题开展模拟试验研究,首先从模拟试验比例尺的确定、地闪先导过程近区电场的模拟和模型线路标称电场模拟三方面论证了试验的物... 详细信息

模拟试验是研究超/特高压输电线路绕击特性的一个重要手段,针对直流线路标称电场对线路雷电绕击特性的影响问题开展模拟试验研究,首先从模拟试验比例尺的确定、地闪先导过程近区电场的模拟和模型线路标称电场模拟三方面论证了试验的物理等价性;在计及直流电压的条件下,通过放电试验得出了±500kV输电线路G4–40型杆塔绕击空间分布;试验中观测到主放电击中导线(或避雷线)的同时,避雷线(或导线)上残存的迎面流注。依据试验现象,定性分析了标称电场对绕击特性的影响机理;对试验结果定量分析表明,计及直流电压后G4–40型杆塔正极绕击率为不考虑直流电压时的1.79倍。

关键词： ±500 kV输电线路雷电屏蔽模拟试验等价性直流电压暴露空间迎面流注