舰船用光纤大电流现场校准技术研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:adayidaai
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
舰船综合电力系统(Integrated Power System,IPS)以电能动能相统一的方式实现了舰船动力推进与舰上设备供电的精确高效控制,是未来海军舰船发展的方向。而光纤电流互感器(Fiber-Optic Current Transformer,FOCT)具有体积小、绝缘性好、量程大和高暂态响应等优点,不仅可以及时感知和定位发生故障的电网线段,为继电保护装置的保护动作提供有效的判断信息,最大限度减小故障损失,保护IPS电力系统安全稳定,还因为其可直接输出电流数字量信号,满足IPS智能化设计需求,是IPS的最佳选择。但是由于舰船环境复杂多变,FOCT容易出现一系列严重影响继电保护装置正常工作的问题。因此,为完成FOCT的现场不停电校准功能进行深入研究,设计并制作光纤电流校准装置,分析其校准不确定度以验证其可行性。本论文在详细总结了电流互感器校准方法的国内外研究现状的基础上,重点对电流互感器现场校准方法的研究现状进行梳理。基于FOCT校准需求设计并搭建了光纤电流校准装置,针对影响校准不确定度的两个环节进行了理论以及实验的分析,最后搭建模拟校准测试平台验证了光纤电流校准装置的功能。首先对舰船IPS现场校准所需要完成的功能进行了详细分析,接着根据各功能的实现原理,建立了光纤电流校准结构框图。并根据舰船IPS中配备的互感器的输出特性完成了可以同时接收被校准互感器和标准互感器数据的校验仪硬件设计。最后分析了现场校准的不确定度主要来源于标准互感器的精度和现场校准环境的误差影响。为检测标准互感器的精度,本课题利用等安匝法等效大电流原理用实验室的高精度100A电流基准实现了最高可达20000A的高精度模拟大电流。对标准互感器根据相关标准与规程设置了5个电流值点进行准确度实验。最终得出标准互感器的测量不确定度为2.4×10-4。根据舰船IPS用光纤电流互感器现场校准的特殊性,进行不确定度分析。先是根据标准互感器的结构分析了现场校准中可能会产生的误差;引入欠阻尼受迫振动模型着重分析了如振动等机械应力对标准互感器的误差影响,并建立了振动误差数学模型,通过实验图像与仿真图像的比对验证了误差模型的正确性;结合量值溯源实验中传感光纤环尺寸分析了传感光路不闭合而产生的不均匀磁场与载流导体偏心共同影响而产生的误差影响;最后结合标准互感器的测量不确定度及环境引入的不确定度得到本课题所提出的校准方案的扩展不确定度为1.4×10-3,满足对舰船IPS中配备的0.5级电流互感器的校准需求。为验证光纤电流校准装置的实际校准效果,在实验室搭建模拟校准测试平台,使用本课题所制作的校准装置在工作电流条件下对舰船IPS用FOCT样机进行校准。实验测试结果表明,本课题所设计的光纤电流校准方案能够满足对0.5级光纤电流互感器的校准要求。在校准时还发现标准互感器与被校准互感器之间的内部延时时差较大,在测量电流含有交流分量时会影响校准精度,为此本课题还设计了互相关算法来计算内部延时时差,通过实验结果运算得出内部延时时差为12.475毫秒,验证了该算法功能,使该问题不会影响到舰船IPS电流校准的不确定度。
其他文献
铝合金具有自重轻、比强度高、耐腐蚀、易于维护等优点,这让铝合金在土木工程领域、尤其是大跨空间领域有了越来越广泛的应用。但同时铝合金存在有明显的缺点,其弹性模量仅为钢材的三分之一,这使得铝合金结构与构件存在较为突出的稳定性问题与结构变形问题。为改良这一性能,本文提出一种新型复合构件,即将聚氨酯泡沫填充到6082-T6铝合金圆管形成复合管,并通过轴心受压承载力试验与有限元模拟,获取此种复合构件的轴压稳
近些年,伴随社会建设速度的加快,建筑项目持续增加。在建筑项目建设期间,应着实开展好管理活动,进而提升建筑项目施工安全水平和建造效果。另外,应当提升对建筑项目管控的注重度,采用恰当、科学的举措,让工程管理在建筑领域的功能全面发挥出来,推动建筑项目的长效发展。基于此,文章主要阐述了建筑工程项目管理的相关内容,目的是为了提高工程建设水平。
随着我国工程事业的不断发展,大批工程建设项目正逐渐向地下深部、深海和中西部地区延伸转移,土木工程结构和基础设施面临的地震威胁越来越大,许多长大型交通基础设施(铁路工程)会不可避免的穿越断层活跃带,跨断层安全问题日益突出。另一方面,面临新的跨断层难题,现有的结构抗震研究还来不及为高质量工程建设安全服务,研发专门的断层模拟试验科学装置,开展跨断层结构的试验研究是未来一段时间内土木工程的新兴领域和研究方
随着我国集中供热事业的发展,热计量技术以及供热系统数字化运行逐渐应用普及,“按需供热”正成为目前国内外集中供热领域研究的焦点。热负荷作为供热系统运行调控的重要指标,其准确预测可以指导热量的生产与分配,在保证用户侧供热效果的同时,达到节能的目的。因此,如何实现热负荷的精准预测对于提高供热质量、实现节能减排具有重要意义。本文以哈尔滨市某集中供热系统为研究对象,基于各热力站历史运行数据,对影响热负荷因素
随着时代的发展,大数据、云计算、AI等高新技术不断融入传统行业,供热系统进行智慧化改造已是必然趋势。我国正处于创建智慧城市、打造新基建、倡导生态环保的关键时期,供热企业应抓住机会大力推进智慧化供热进程,不断提高建设水平,实现企业与社会的共同发展。为更好地帮助企业定位自身智慧供热建设水平,查找薄弱领域,本文立足于智慧供热的内涵及目标特点,通过文献查阅、问卷访谈、线上调研、软件分析等过程建立一套科学可
地震严重威胁人类的生命安全。传统的抗震设计方法是以结构进入塑性为代价的,这势必在中到大震后引入残余变形,严重增加结构的修复成本。因此,如何控制结构震后残余变形就显得尤为关键。本文提出一种高强螺栓摩擦型连接无芯自复位支撑(Bolted Coreless Self-Centering Brace,BCLSCB)来减少结构震后的残余变形,且可与不同形式的阻尼器联合使用以减少结构最大变形。与团队前期研究相
颗粒物污染是造成空气质量不达标最常见的因素之一,长期暴露在受污染的空气环境中大大降低了人体对呼吸性疾病的抵抗力。为此,国家出台了相关政策从可控源头上控制颗粒物的排放,但一些自然因素如沙尘暴等不可控因素依然会造成空气质量不达标,所以,空气净化设备的作用显得尤为重要。课题组针对常见空气净化技术(如滤网过滤、静电除尘等)的特点,结合旋风分离器结构简单易维护的优点,提出并设计了引射式旋风分离器。引射式旋风
随着自控技术和通讯技术的快速发展,将大数据分析应用于供热领域已成为一种趋势。供暖系统的多种异常工况会导致室温不达标现象,因此对于异常工况的诊断方法研究至关重要。由于实际供暖系统中用户异常工况的数据获取难度较大,因此利用TRNSYS仿真模型获取数据,然后基于机器学习算法进行供暖热用户数据分类诊断。首先,以实际建筑物供暖系统为基础,利用Sketch Up软件建立了建筑物的物理模型,在TRNbuild中
随着我国现代化城市建设的不断推进,地下空间资源越来越多引起人们的关注,大量的城市管线被引入地下。由于天然气具有易燃易爆的特点,当天然气管道损坏发生泄漏时极易扩散到其他地下相邻空间引发爆炸、火灾事故,特别是进入排水管道,造成重大的人员伤亡和财产损失。加之排水管道内沼气的干扰,经常会出现天然气泄漏判别失误问题,因此急需对泄漏天然气在排水管道内的扩散进行识别与分析。本文首先基于排水管道内可燃气体特性,对
舰船在水上前行中会因振动而产生噪声,噪声的存在会降低舰船的隐身效果,使其极易被敌方探测、定位、跟踪,严重降低了舰船的生存力及战斗力。采用减振、降噪技术可有效降低舰船自噪声,一方面增大声呐探测距离(进攻时),另一方面提高舰船隐蔽性(防御时),增强攻防能力。目前,围绕传统材料及结构开展的减振降噪技术研究已很难再有突破性进展,为此,本论文试图利用复合材料轻质、高阻尼、可设计性强的特点,寻求高阻尼复合材料