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光伏电站抗PID效应及绝缘监测系统设计

光伏电站抗PID效应及绝缘监测系统设计

作者：钟名昊沈阳工业大学

学位级别：硕士

由于世界能源的短缺、温室效应的产生以及环境不断地受到污染,太阳能在当今时代的发展已经成为不可或缺的一种新型的清洁能源。随着近年来国内外大型光伏电站的增多,一些光伏电站出现了大面积发电量减少的现象,业界人员称之为电势诱导衰... 详细信息

由于世界能源的短缺、温室效应的产生以及环境不断地受到污染,太阳能在当今时代的发展已经成为不可或缺的一种新型的清洁能源。随着近年来国内外大型光伏电站的增多,一些光伏电站出现了大面积发电量减少的现象,业界人员称之为电势诱导衰减(Potential Induced Degradation,简称PID),这种现象导致光伏电站的收益受到大规模影响。由于光伏电站中从电池板到逆变器的直流母线线路多、分布广且大部分都在户外,易受环境温度湿度的影响加速老化,容易出现线路绝缘故障的发生,因而会导致电站内设备的安全性和使用效率降低,甚至会危及维护人员的人身安全。针对以上两点,本文研究并设计了一个能够对PID效应进行修复并实时监测各支路绝缘电阻的系统。主要工作内容如下:首先,依据PID效应的形成机理,利用COMSOL软件对具有PID效应的光伏电池板进行仿真研究。当对光伏板的负极与大地之间施加电势时,能够有效地激活光伏背板丢失的电荷来抑制这种光伏诱导衰减现象,使光伏组件能有效地恢复为正常状态。其次,通过对绝缘检测方法分析研究,选择将电桥检测法和差流检测法相结合的检测方法,并给出光伏抗PID及绝缘监测系统的设计方案,整个系统分为两个部分,分别为光伏抗PID系统和绝缘监测系统。选择单片机和触摸屏作为系统的下位机,选择PC机作为上位机来监测系统的实时数据等信息。再次,进行系统搭建,编写下位机程序,实现单片机与触摸屏的连接,完成光伏抗PID系统对所施加电压的控制及绝缘监测系统的信息采集,把相关数据及状态传送至上位机中,用MFC编写上位机程序,实现对下位机传输的数据进行处理。最后,完成系统调试与系统实验。实验结果表明,系统达到了课题预期的设计目标。

关键词：光伏电势诱导衰减(PID) COMSOL 绝缘监测

PWM整流器中性点电压偏移对小电流接地系统绝缘监测的影响

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高电压技术 2017年第8期43卷 2620-2629页

作者：严鋆王金全徐晔李乾陈凯解放军理工大学国防工程学院南京210007 国防科学技术大学机电工程与自动化学院长沙410073

三相电压型PWM整流器(voltage source PWM rectifier,VSR)是分布式电源接入小电流接地系统的关键设备。通过分析三相VSR开关函数sj的频率扰动,以及直流侧正极和负极对地绝缘状态的改变,得出了中性点电压偏移是影响系统绝缘监测装置(insu... 详细信息

三相电压型PWM整流器(voltage source PWM rectifier,VSR)是分布式电源接入小电流接地系统的关键设备。通过分析三相VSR开关函数sj的频率扰动,以及直流侧正极和负极对地绝缘状态的改变,得出了中性点电压偏移是影响系统绝缘监测装置(insulation monitoring device,IMD)响应的重要因素。据此,提出基于直流信号注入和Duffing混沌振子分析的三相VSR中性点电压偏移检测方法,该方法以中性点电压的时域平均值及频域分布状态为特征量,通过直流信号注入监测中性点电压的时域平均值,并通过Duffing混沌振子分析判别中性点电压的频域分布状态,由中性点电压偏移引起的特征量变化得出检测结果。实验分析结果表明:由三相VSR直流侧对地绝缘不平衡引起的中性点电压偏移是影响绝缘电阻检测的主要原因,当未发生中性点电压偏移时,IMD的绝缘电阻检测值最大相对误差为4%,而当发生中性点电压偏移时,IMD的绝缘电阻检测值最小相对误差为41%;采用本文提出的方法可有效检测出中性点电压偏移,为提高IMD响应精度提供依据。

关键词：小电流接地系统绝缘监测 PWM整流器中性点电压直流注入法混沌振子

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电动汽车动力电池组绝缘性能监测方法研究

电动汽车动力电池组绝缘性能监测方法研究

作者：刘少尧沈阳工业大学

学位级别：硕士

中国政府向全世界做出了碳达峰、碳中和的中长期发展目标承诺,在推动高质量发展中促进经济社会发展全面绿色转型,其中大力发展电动汽车产业是减少碳排放的有效手段之一。与燃油汽车相比,电动汽车以动力电池组作为主要能源驱动,随着电动... 详细信息

中国政府向全世界做出了碳达峰、碳中和的中长期发展目标承诺,在推动高质量发展中促进经济社会发展全面绿色转型,其中大力发展电动汽车产业是减少碳排放的有效手段之一。与燃油汽车相比,电动汽车以动力电池组作为主要能源驱动,随着电动汽车行业的逐步发展,电动汽车动力电池组的电压等级逐步提高,动力电池组及其高压线路的绝缘性能要求随之提高。为了保障电动汽车的行车安全和车内人员的人身安全,电动汽车行业对动力电池组绝缘性能监测的实时性、精确性、鲁棒性等要求逐步提高。因此,对于电动汽车动力电池组绝缘性能监测方法的研究具有重要的意义。本文首先分析了电动汽车整车的电气系统构成与行驶过程中的能量交换过程,讨论了动力电池组绝缘性能下降的原因与危害,并对各动力电池组绝缘性能监测原理进行分析,推导出基于低频注入法模型的绝缘电阻计算公式。其次,分析了影响低频注入法绝缘监测精度的因素。对于电动汽车在行驶中的频繁加速与制动过程导致的绝缘监测偏差,提出对采样曲线的回归分析方法,并提出相应的绝缘监测方案,通过搭建仿真模型与编程计算验证了该方法的有效性与适用性。最后,分析了低频注入法的监测周期长度对整体监测过程的可靠性影响。对于Y电容充放电所需时间较长的情况,提出了监测周期的缩减方案,并基于采样曲线特征给出了采样区间的实时自适应选择方法。本文研究致力于提高电动汽车动力电池组绝缘性能监测的精确性与可靠性,并为新型电动汽车电池管理系统及其绝缘监测装置的研发与设计提供一定参考。

关键词：电动汽车绝缘监测低频注入法回归分析 Y电容监测周期

浅析电动机在线绝缘监测装置在风电机组中的应用

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浅析电动机在线绝缘监测装置在风电机组中的应用

2023年电力行业技术监督工作交流会暨专业技术论坛

作者：李志强郑毅龙华润电力投资有限公司北方分公司

随着风电技术的不断发展,交流电动机在风电机组中应用十分广泛,但由于风电机组所处的运行环境十分恶劣,致使交流电动机绝缘性下降,对风电机组构成安全隐患。传统的交流电动机故障,往往需要人工登塔监测处理,工作效率低,有时还会受到风... 详细信息

随着风电技术的不断发展,交流电动机在风电机组中应用十分广泛,但由于风电机组所处的运行环境十分恶劣,致使交流电动机绝缘性下降,对风电机组构成安全隐患。传统的交流电动机故障,往往需要人工登塔监测处理,工作效率低,有时还会受到风速影响,致使风电机组停机时间延长,造成严重的经济损失。本文重点以交流电动机定子绝缘性能为研究对象,通过先进的电子元器件和计算机技术相结合,通过RS485通讯传递给风电机组交换机,再通过光纤将电动机绝缘性能情况实时传递给升压站,为交流电动机检测提供精确、可靠的数据,可将交流电动机的"事后检修"过度成"状态检修",减少风电机组停机时间,为企业创造更多效益。

关键词：风电机组电动机绝缘监测状态检修

来源： cnki会议评论

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基于改进型双频注入法的绝缘监测装置设计

仪表技术与传感器 2020年第7期 47-51页

作者：胡亦龙曾铁军李玉姣余松刘鎏文杰刘华王新林南华大学电气工程学院湖南衡阳421000 中国核动力研究设计院反应堆系统设计技术重点实验室四川成都610200

在理论与实践的基础上,根据IT系统运行特性,采用改进型的双频注入法,设计并制作了在线绝缘监测样机,用于实时在线监测核反应堆稳压器加热系统绝缘状态。并在实验室搭建的试验平台上进行了离线与在线试验,验证了装置能够准确检测500 kΩ... 详细信息

在理论与实践的基础上,根据IT系统运行特性,采用改进型的双频注入法,设计并制作了在线绝缘监测样机,用于实时在线监测核反应堆稳压器加热系统绝缘状态。并在实验室搭建的试验平台上进行了离线与在线试验,验证了装置能够准确检测500 kΩ范围内绝缘阻值,检测精度在5%以内。

关键词： IT系统双频注入法绝缘监测装置设计试验分析

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基于小波变换的船舶电力系统绝缘监测方法

计算机应用与软件 2023年第2期40卷 54-59页

作者：姜帅全朱志宇江苏科技大学电子信息学院江苏镇江212000

为了迅速发现船舶电力系统中容性设备绝缘故障,有必要对其绝缘情况进行检测。船舶容性设备中的绝缘介质容易老化,其绝缘性能也会受到影响。介质损耗因数tanδ是反映容性设备绝缘情况的重要参数。基于相关函数分析提出一种以小波为基础... 详细信息

为了迅速发现船舶电力系统中容性设备绝缘故障,有必要对其绝缘情况进行检测。船舶容性设备中的绝缘介质容易老化,其绝缘性能也会受到影响。介质损耗因数tanδ是反映容性设备绝缘情况的重要参数。基于相关函数分析提出一种以小波为基础滤除高次谐波的方法,用于解决船舶交流电网中高次谐波会较大影响介质损耗角测量方法的问题。选择合适的小波函数滤除高次谐波用于小波变换,能够消除谐波的影响,提高测量精度。介质损耗角测量方法经过改进后具有更好的绝缘监测准确性。

关键词：船舶电力系统绝缘监测介质损耗因数小波变换相关函数分析法

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基于动态差值法的直流系统绝缘监测技术

电工技术学报 2015年第1期30卷 235-241页

作者：周军朱博楠杨圣强王鹏东北电力大学电气工程学院吉林132012

针对常用直流系统绝缘监测方法的不足,提出了一种新型直流系统绝缘在线监测方法—动态差值法。即利用两次投切电阻后的电压变化量与漏电流变化量的比值来检测支路接地故障。该方法克服了绝缘监测装置的检测死区,克服了由于传感器零点漂... 详细信息

针对常用直流系统绝缘监测方法的不足,提出了一种新型直流系统绝缘在线监测方法—动态差值法。即利用两次投切电阻后的电压变化量与漏电流变化量的比值来检测支路接地故障。该方法克服了绝缘监测装置的检测死区,克服了由于传感器零点漂移影响支路绝缘电阻计算的准确性造成的漏报和误报,提高了检测灵敏度和准确性。现场运行表明了此方法的准确与可靠。

关键词：直流系统绝缘监测接地故障动态差值法

中小型发电机定转子绝缘监测与接地保护一体化装置的研制

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中小型发电机定转子绝缘监测与接地保护一体化装置的研制

作者：周秋华重庆大学

学位级别：硕士

发电机为发电厂的重要设备,而定、转子接地是发电机组的常见故障,虽然这两种故障对机组的危害较小,但不及时处理,引发定子绕组相间、匝间短路和转子绕组的两点接地等其他严重故障时,发电机的安全运行将受到严重影响,因此,对发电机进行... 详细信息

发电机为发电厂的重要设备,而定、转子接地是发电机组的常见故障,虽然这两种故障对机组的危害较小,但不及时处理,引发定子绕组相间、匝间短路和转子绕组的两点接地等其他严重故障时,发电机的安全运行将受到严重影响,因此,对发电机进行有效的接地保护和运行状态监测开展相关技术的研究及工程应用具有重要的理论和工程意义。本文首先对国内外现有的发电机定、转子接地保护的研究方法及技术方案进行对比,分析其优缺点,根据中小型水电机组的电气特性及定、转子接地故障特征,选定信号注入法作为本课题的研究基础。本文对20Hz信号注入式定子绝缘监测中接地电阻的检测原理、绝缘电阻的基本算法,以及转子一点接地保护和两点接地保护的原理、转子接地电阻的检测算法和故障定位算法进行了深入分析,使用MATLAB仿真工具,根据中小型水电机组的电气参数对上述原理及算法进行了验证性仿真,并对定子单相接地、转子一点及两点接地接地电阻检测灵敏度、误差影响因素及应用条件进行了验证性仿真。本文提出了中小型发电机定转子接地保护测控一体化解决方案,根据定子、转子接地保护为一体,测控功能、保护功能为一体的两个一体化设计原则,在兼顾定转子接地在线监测的灵敏性、准确性及保护动作的速动型、选择性的前提下,定转子接地保护测控一体化设计满足了中小型发电机组保护集成度高、性价比高的应用需求。完成了CPU基本系统、模拟信号采样等的设计,对定子注入电源模块、转子注入电源模块,以及附加设备的硬件电路进行了集成化设计。在目前硬件电路的基础上,对信号源生成、信号处理及系统抗干扰进行了改进,经实际系统运行验证了硬件设计的正确性和可靠性。在软件设计中,由于信号处理中涉及20Hz注入信号源电压、接地电流与50Hz零序电压信号的精确采集以及避免中小机组定子电流经常出现的3次谐波信号的影响,本文采样使用10Hz为基频的频率修正FFT算法,并在算法中增加滤波功能,达到了自动跟踪信号源频率变化并实现精确测量的目的,满足了中小型机组高阻接地灵敏性检测的目标。经实际系统运行验证了软件设计的正确性和稳定性。针对发电机静止、升压和并网状态下的不同工况,在论证影响机组定转子接地保护性能的主要因素基础上,提出了定、转子绝缘监测相关定值的整定原则,定转子接地保护测试方法及操作步骤,为工程应用提供了重要的经验。经实际运行和试验,证明了本文的原理研究、硬件设计及软件设计的合理性和可行性。

关键词：注入式发电机定子接地保护转子接地保护绝缘监测

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基于电缆绝缘监测数据的解析方法及工具开发

宁夏电力 2024年第2期 54-59页

作者：宋海龙陈实史磊李帅柴斌国网宁夏电力有限公司超高压公司宁夏银川750011 南京国电南自电网自动化有限公司江苏南京211153 国网宁夏电力有限公司宁夏银川750001

针对二次电缆绝缘监测存在的问题,通过对漏电流数据采集、存储及解析方法进行具体分析,提出了一种基于电缆绝缘监测的漏电流数据解析方法,并开发应用了一款基于计算机端的漏电流数据获取及分析工具。应用结果表明:该方法及工具有效解决... 详细信息

针对二次电缆绝缘监测存在的问题,通过对漏电流数据采集、存储及解析方法进行具体分析,提出了一种基于电缆绝缘监测的漏电流数据解析方法,并开发应用了一款基于计算机端的漏电流数据获取及分析工具。应用结果表明:该方法及工具有效解决了直接获取漏电流原始数据难度大,漏电流传感器缺乏有效评估手段等问题,建立了一套便捷高效的漏电流数据自动提取、转换及分析体系,可为变电站二次电缆绝缘监测数据解析及传感器测试提供技术参考。

关键词：绝缘监测二次电缆漏电流数据解析工具软件