暂态测试方法2011-final

电化学暂态测试方法（包括交流阻抗法）、in situ方法、总结及案例目录1. 交流阻抗法1.1 交流阻抗法概述1.2电化学极化下的交流阻抗1.3 浓差极化下的交流阻抗1.4复杂体系的交流阻抗2. 电化学暂态测试方法2.1 电化学暂态测试方法概述2.2 电化学极化下的恒电流暂态方法2.3 浓差极化下的恒电流暂态方法2.4 电化学极化下的恒电位暂态方法2.5 浓差极化下的恒电位暂态方法2.6动电位扫描法3.原位（in situ）电化学研究方法4.案例参考文献1.交流阻抗法1.1 交流阻抗法概述交流阻抗法是指小幅度对称正弦波交流阻抗法。

就是控制电极交流电位（或控制电极的交流电流）按小幅度（一般小于10毫伏）正弦波规律变化，然后测量电极的交流阻抗，进而计算电极的电化学参数。

由于使用小幅度对称交流电对电极极化，当频率足够高时，以致每半周期所持续的时间很短，不致引起严重的浓差极化及表面状态变化。

而且在电极上交替地出现阳极过程的阴极过程，即使测量讯号长时间作用于电解池，也不会导致极化现阶段象的积累性发展。

因此这种方法具有暂态法的某些特点，常称为“暂稳态法”。

“暂态”是指每半周期内有暂态过程的特点，“稳态”是指电极过程老是进行稳定的周期性的变化。

交流阻抗法适于研究快速电极过程，双电层结构及吸附等，在金属腐蚀和电结晶等电化学研究中也得到广泛应用。

研究电化学体系的阻抗图谱,获得电极反应体系的控制步骤和动力学参数、反应机理以及各因素的影响规律，方法有两种： 1)等效电路方法理论：建立各种典型电化学体系在不同控制步骤下的等效电路，理论推导出其阻抗图谱。

测试方法：由阻抗图谱对照理论画出对应的等效电路。

优缺点：此法直观,但一个等效电路可能对应不止1个等效电路。

2）数据模型方法 理论：建立各种典型电化学体系在不同控制步骤下的理论数据模型，理论计算出其阻抗图谱。

测试方法：由阻抗图谱对照理论获得数据模型。

优缺点：此法准确，但实际电化学体系复杂模型难以建立，正在发展中。

华北电力大学（保定）硕士学位论文暂态和稳态电流测量合一的Rogowski式电流互感器的研究姓名：张　雷申请学位级别：硕士专业：电气工程；电力系统及其自动化指导教师：***2011-03华北电力大学硕士学位论文摘要电流互感器是电力系统的重要设备，在电力系统的计量、监控以及保护中起着很重要的作用。

随着电力系统电压等级的不断提高，传统的电磁式电流互感器在使用中遇到了越来越多的问题。

如体积越来越庞大，绝缘造价越来越高，存在爆炸和绝缘击穿的危险，而其固有的磁饱和问题使其不能正确地测量故障电流，已经很难满足未来电力系统数字化和智能化的需要了。

而电子式电流互感器以其测量范围大、动态响应宽、绝缘结构简单和易于接入数字化系统而显现出在电力系统应用中的广阔前景。

随着电力系统向着数字化、智能化方向的发展趋势以及IEC60044-8、IEC61850等相关标准的发布也给ECT的研究设计进行了指导规范，促进了电子式电流互感器的发展。

本文首先对电子式电流互感器的基本原理及其发展进行了详细的介绍，然后重点分析了Rogowski式电流互感器的基本结构。

对Rogowski式电流互感器高压侧从传感到采样的各环节都做了具体分析和设计，并建立了针对Rogowski 线圈测量系统的模型仿真电路用于测量特性仿真。

根据电网电流的特点设计了针对高采样频率的量程切换电路。

文章还分析了为满足IEC61850标准的电子式互感器的采样及控制电路，并设计了基于锁相环技术的同步采样控制系统，以满足信息分析与处理的要求。

文章分析了线圈自身参数对测量系统频率特性的影响，指出在低频信号测量中须防范线圈分布电容带来的相位误差，由纯硬件电路设计的量程切换电路具有更高的实时性，采用AD7606芯片对各路传感器进行高速采样，并实现电压与电流的采样配置，满足测量精度和灵活性的要求。

为基于Rogowski线圈的电流测量系统的设计与分析提供了经验，具有一定的借鉴价值。

关键词：电子式电流互感器；罗氏线圈；量程切换；同步采样华北电力大学硕士学位论文AbstractCurrent transformer (CT) is important equipment in power system, which plays a very important role of measurement, monitoring and protection in power system. As the voltage level of power system continues to improve, the conventional electromagnetic current transformer encounters with more and more problems in the process of using. Such as the increasingly large volume, the increasingly high cost of insulation, and the danger of explosion and insulation breakdown. What’s more, the inherent problems about magnetic saturation lead to the incorrect measurement of the fault current, which has been difficult to meet the demand of the intelligent and digital of the future power system. While the Electronic Current Transformers (ECT) show its broad application prospect in power system for its wide measuring range, broad dynamic response, simple insulation structure and easy access to digitizing system. With the power system developing toward the trend of digital, intelligent and the publication of related standards: IEC60044-8, IEC61850, which guides for the studies and design of the ECT, the development of ECT is promoted.In this paper we firstly describe the principle of ECT and its development in detail, and then, we analyze the structure of the current transformer based on Rogowski coil. We have also done a detailed analysis and design in all sectors from sensing to sampling in the high-voltage side of Rogowski current transformer, and we have established a model simulation circuit for Rogowski coil measurement system aimed at the frequency characteristics simulation. And we have designed an automatic range switch circuit toward high sampling frequency in accordance with the characteristics of current network. The article also analyzes the sampling and control circuit of the ECT especially so as to meet IEC61850 standard, and designed the synchronized sampling control system based on PLL, which makes the ECT meet华北电力大学硕士学位论文the demands of information analysis and processing.The paper analyzed the impact of coil parameters on frequency characteristics of its measuring system, and pointed out preventing the phase error caused by the distributed capacitance of the coil in low-frequency signal measuring. The range switch circuit by pure hardware circuit has higher real-time property. Using AD7606 sample all sensors with high speed and achieve sample collocation for both ECT and EVT to meet the demands of precision and flexibility in the measuring. This paper provided the experience for designing and analysis of the Rogowski current measuring system, with a certain reference.Keywords: ECT； Rogowski Coil； Switch Range； Synchronous Sample；华北电力大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《暂态和稳态电流测量合一的Rogowski式电流互感器的研究》，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。

暂态地电压局部放电检测检测步骤
1、有条件情况下，关闭开关室内照明及通风设备，以避免对检测工作造成干扰。

2、检查仪器完整性，按照仪器说明书连接检测仪器各部件，将检测仪器开机。

3、开机后，运行检测软件，检查界面显示、模式切换是否正常稳定。

4、进行仪器自检，确认暂态地电压传感器和检测通道工作正常。

5、若具备该功能，设置变电站名称、开关柜名称、检测位置并做好标注。

6、测试环境（空气和金属）中的背景值。

一般情况下，测试金属背景值时可选择开关室内远离开关柜的金属门窗；测试空气背景时，可在开关室内远离开关柜的位置，放置一块20×20cm的金属板，将传感器贴紧金属板进行测试。

7、每面开关柜的前面和后面均应设置测试点，具备条件时（例如一排开关柜的第一面和最后一
面），在侧面设置测试点，检测位置可参考图3。

暂态地电压局部放电检测推荐检测位置
8、确认洁净后，施加适当压力将暂态地电压传感器紧贴于金属壳体外表面，检测时传感器应与开关柜壳体保持相对静止，人体不能接触暂态地电压传感器，应尽可能保持每次检测点的位置一致，以便于进行比较分析。

9、在显示界面观察检测到的信号，待读数稳定后，如果发现信号无异常，幅值较低，则记录数据，继续下一点检测。

10、如存在异常信号，则应在该开关柜进行多次、多点检测，查找信号最大点的位置，记录异常信号和检测位置。

11、出具检测报告，对于存在异常的开关柜隔室，应附检测图片和缺陷分析。

电路的暂态分析(TRAN分析)一、暂态分析语句暂态分析也称瞬态分析，是PSpice仿真分析中运用最多、最复杂、最耗时的分析。

暂态分析是一种非线性时域分析，它可以在暂态分析电源被设置后(或没有暂态分析电源，只是利用储能元件的初值)，计算出电路的各输出变量(节点电压、支路电流等)随时间变化的规律。

在暂态分析中，需要计算暂态偏置点。

计算暂态偏置点的方法与计算直流偏置点的方法不同，直流偏置点被看作固定偏置点。

对于固定偏置点（无交流信号）的分析计算，电路电压的初值对于偏置点和线性参数没有影响，而且电路中的电容被看成开路，电感被看成短路。

但对于暂态偏置点（有交流小信号），在计算偏置点和非线性元件的小信号参数时，节点电压和支路电流的初值也考虑在内。

因此有初值的电容和电感也被看作是电路的一部分而保留下来。

暂态分析语句格式：输出偏置点数据(<／OP>)：.TRAN语句中带有可选项“／OP”后缀时，输出有关暂态偏置点的详细数据，这是因为在暂态分析时计算的偏置点数据和直流的数据是不同的，暂态分析的数据包含电路的初始条件。

输出分析数据的间隔(print-step value)：打印或绘图输出的时间增量。

由于暂态分析是变步长计算，故输出的数据量是很大的，合理地选择输出分析数据的间隔能够使合适的数据输出到输出文件。

暂态分析终止时间(final-time-value)：该时间即为暂态分析终止时间。

输出数据开始时间(<no-print value>)：该项是输出数据(打印或绘图)的开始时间，即从此时间到“暂态分析终止时间”这段时间内输出数据。

若缺省该项，则程序默认开始时间为0.0。

注意，无论“输出数据开始时间”为多少，暂态分析都从时间为零开始，只不过在时间为零到输出数据开始时间这段时间间隔里没有数据输出而已，而且这段时间间隔内的暂态分析数据也没被存储起来。

分析步长上限(<step ceiling value>)：该项是分析计算时的最大步长，该项缺省时其默认值为(final-time-value —no-print value)／50.0和print-step-value值中的较小值。

电力系统暂态稳定性评估方法研究及应用随着电力系统规模和复杂性的不断增加，暂态稳定性评估成为保障电力系统可靠运行的重要环节。

暂态稳定性评估的目的是分析系统在受到扰动后是否能在合理的时间内恢复稳定状态，并提供可行的控制策略来防止系统进入失稳状态。

本文将对电力系统暂态稳定性评估方法的研究与应用进行详细介绍。

1. 传统暂态稳定性评估方法传统的暂态稳定性评估方法主要包括等值模型法、点延时法和类梯度法。

等值模型法通过降低电力系统的维度，将其等效为少数几个节点的等效模型，然后利用等效模型进行暂态稳定性评估。

点延时法将稳定边界上的数据进行离散化，通过延迟扰动点在稳定边界上的运行轨迹进行暂态稳定性评估。

类梯度法则通过评估暂态幅值和频率的梯度，判断系统的稳定性。

2. 基于机器学习的暂态稳定性评估方法随着机器学习技术的发展，基于机器学习的暂态稳定性评估方法正在成为研究热点。

这种方法利用大量历史数据进行训练，通过建立模型来预测系统的暂态稳定性。

例如，支持向量机、神经网络和随机森林等机器学习算法被广泛应用于暂态稳定性评估中。

通过对电力系统的历史数据进行学习，这些模型能够快速准确地评估暂态稳定性，并给出相应的控制策略。

3. 基于仿真的暂态稳定性评估方法基于仿真的暂态稳定性评估方法借助大规模电力系统仿真软件，如PSS/E、PSAT等，对系统进行模拟，通过观察系统的响应来评估系统的暂态稳定性。

这种方法能够更加准确地模拟真实的电力系统行为，并考虑到各种复杂因素的影响。

通过对系统进行大量的仿真实验，可以评估不同控制策略在不同条件下的有效性。

4. 暂态稳定性评估方法的应用暂态稳定性评估方法在实际电力系统中得到了广泛应用。

首先，该方法可以帮助电力系统运行人员了解系统的暂态稳定性状况，提前做好应对策略，保障系统的可靠运行。

其次，该方法对于新能源接入电力系统有着重要意义。

新能源具有不稳定的性质，接入电力系统容易对系统的暂态稳定性产生负面影响，暂态稳定性评估方法可以评估接入新能源的影响并提供相应措施。

暂态稳定分析的直接法暂态稳定分析是电力系统运行过程中的一种重要分析方法，用于研究电力系统在发生突发故障时的响应过程。

直接法是进行暂态稳定分析的一种方法，其思想是通过数学模型求解电力系统中各个节点的状态量，并根据求解结果分析系统的暂态稳定性。

直接法主要包括以下几个步骤。

第一步，建立电力系统的数学模型。

电力系统的数学模型可以采用节点电压法、潮流方程法等不同的形式，其中节点电压法是较为常用的一种。

在建立数学模型时，需要考虑电力系统的各种元件，如发电机、传输线路、变压器等，并建立它们之间的等式关系。

第二步，对电力系统的数学模型进行离散化处理。

离散化处理旨在将连续时间的模型转换为离散时间的模型，使其能够进行数值求解。

通常采用微分方程的数值解法，如Euler法、龙格-库塔法等，将微分方程转换为代数方程，并以时间步长为单位对模型进行离散化处理。

第三步，对电力系统的数学模型进行初始条件的设定。

初始条件主要包括系统的初值以及故障发生时刻的初始状况。

初值可以由潮流计算得到，而故障发生时刻的初始状况可以由实际运行数据或者计算得到。

第四步，通过数值求解方法对电力系统的数学模型进行求解。

求解电力系统的数学模型可以采用数值计算软件，如MATLAB等。

求解的过程可以采用迭代法，将求解结果作为初始条件进行下一次迭代，直至求得系统的稳定状态。

第五步，对求解结果进行分析，并判断系统的暂态稳定性。

分析结果一般可以通过绘制曲线或者制作功率图等方式展示。

对于系统的暂态稳定性，常常通过判断系统的各个节点的电压幅值以及相位是否在合理范围内来进行。

如果电压幅值和相位在合理范围内，则系统可以达到稳定状态，反之则无法达到稳定状态。

直接法作为一种传统的暂态稳定分析方法，具有计算精度高、可以考虑系统中各种复杂因素等优点。

然而，直接法也存在一些问题，如离散化处理可能引入误差、计算量较大等。

因此，在实际应用中，人们常常结合其他分析方法，如间接法、回扰法等，来进行电力系统的暂态稳定分析，以提高分析结果的准确性和计算效率。

暂态对地电压检测原理你知道吗，在电气设备运行的时候啊，就像一个小世界里有各种奇妙的现象在发生呢。

暂态对地电压，简单来说，就是在设备内部发生局部放电的时候产生的一种电压现象。

想象一下，设备里面的那些小零件，就像一群小伙伴在一个小空间里工作，有时候它们之间会有点小摩擦，这个小摩擦就可能导致局部放电啦。

当局部放电发生的时候啊，就像小火花一闪，这个时候呢，电荷就会快速地移动和重新分布。

这一折腾啊，就会在设备的金属外壳和地之间产生一个暂态的电压。

这个电压呢，它可不是一直安安静静地待着的，而是像一个调皮的小脉冲一样，突然就冒出来一下。

那我们怎么检测这个暂态对地电压呢？这就像是我们要找到这个调皮小脉冲的踪迹一样。

检测设备就像是一个超级小侦探呢。

这个检测设备啊，它有一个很灵敏的传感器。

这个传感器就像是一个超级灵敏的小耳朵，专门用来听这个暂态电压发出的“小动静”。

传感器的原理呢，有点像我们用手去感受温度一样。

它能够感知到这个暂态电压产生的电场变化。

当这个暂态电压出现的时候，周围的电场就会发生改变，传感器就能够捕捉到这个变化，然后把它转化成我们能够看到或者分析的数据。

你看啊，设备内部的局部放电是很复杂的情况。

有时候可能是绝缘材料有点小问题了，就像我们穿的衣服破了个小口子，然后里面的电就可能从这个小口子跑出来一点，产生局部放电。

暂态对地电压检测就是要在这种复杂的情况下，准确地发现这些小问题的蛛丝马迹。

这个暂态对地电压的大小啊，还和很多因素有关系呢。

比如说，局部放电的强度。

如果局部放电比较厉害，就像小摩擦变成了大摩擦，那产生的暂态对地电压可能就会比较大。

还有啊，设备的结构也会影响。

如果设备内部的结构比较复杂，就像一个弯弯绕绕的迷宫一样，那这个暂态对地电压在传播的过程中可能就会受到各种影响，检测起来也就更有挑战性。

但是呢，我们的检测原理可是很聪明的哦。

它不仅仅是检测到这个电压的存在，还可以通过分析这个电压的一些特征，比如说它的波形啦，它的频率啦，来判断这个局部放电到底是怎么回事。

电化学暂态测试方法总结及案例班级：材硕1203班学号：S********姓名：***电化学暂态测试方法总结及案例从电极开始极化到电极过程达到稳态这一阶段称为暂态过程。

电极过程中任一基本过程，如双电层充电、电化学反应或扩散传质等未达到稳态都会使整个电极过程处于暂态过程中。

此时电极电位、电极界面的吸附覆盖层状态或者扩散层中浓度的分布都可能处在变化之中，因此暂态过程比稳态过程复杂得多。

但是，暂态过程比稳态过程多考虑了时间因素，可以利用各基本过程对时间响应的不同，使所研究的问题得以简化，从而达到研究各基本过程和控制电极总过程的目的。

这就是电化学暂态测试技术。

电化学暂态测试技术也称为电化学微扰测试技术，它是用指定的小幅度电流或电压讯号加到研究电极上，使电极体系发生微弱的扰动，同时测量电极参数的响应来研究电极反应参数。

暂态测试方法随极化方式的不同，可分为恒电流暂态、恒电位暂态、动电位扫描、交流阻抗法。

在扩散控制成混合控制的情况下，达到稳态扩散之前，电极表面附近反应粒子的浓度同时是空间位置和时间的函数，反应物的扩散流量与极化时间有关，或者说决定浓差极化特征的物理量除了浓度C 、扩散系数D 之外，还有极化时间t 。

因此在C 、D 不变的情况下，可以通过改变极化时间t 来控制浓差极化。

扩散控来衡量。

若t<1秒，。

在这样靠近电极的液层里，对流的影响可忽略不计，因此暂态法是研究浓差极化的一种好方法。

暂态法对于测定快速电化学反应动力学参数非常有利。

因为对于浓差极化的影响，很难用稳态法测量快速反应动力学参数。

若用旋转电极来缩小扩散层有效厚度，则要制造每分钟几万转的机械装置。

若用暂态法，缩短极化时间，使扩散层有效厚度变薄，可大大减小浓差极化的影响。

极化后的暂态过程中输送到电极上的电量一部分用于双电层充电，改变电极电位；一部分消耗于电化学反应。

也就是说在暂态过程中通过金属/溶液界面的总电流i 由两部分组成：一部分为双电层充电电流c i ，一部分为电极反应电流r i ，即：r c i i i +=。

步进电机暂态阻尼特性的测量
步进电机的转子作1步距角步进，则其转子会产生振荡而后渐渐衰减至停止，取纵轴表示角度，横轴作为时间，转子渐渐衰减至停止,称为暂态（阻尼）特性。

此种测量方法采纳下图的试验结构。

驱动电路确定激磁方式，步进电机1步进驱动。

此时，步进电机安装了电位计，其输出波形用记忆示波器画出，此方法能测量暂态特性。

用此方法可以测量激磁相通电状态、角度振荡变化、转子定位的超调量和转子定位位置及位置的稳定时间等，由于其结构简洁，所以被大量使用。

用此方法测定两相HB型1.8°步进电机的2相激磁与1-2相激磁的暂态特性。

如下图所示。

与1-2相激磁相比，2相激磁稳定性好，1相激磁的情形超调量大，阻尼与2相激磁状况比较，有很大的不同。

1-2相驱动状态下，为了能最佳状态达到稳定位置，激磁方式以2相为宜。

测量暂态特性，纵轴的角度精度要更精确的猎取，电位计用编码器来代替，其稳定波形可以用打印机输出。

下图为此测量方法的稳定波形，有两次衰减振荡即到达停止角度的±5%内，即到 1.8°±5%读取稳定时间（setting time）。

跟电位计法比较，编码器法因编码器惯量大的关系，需要留意稳定时间的肯定值不同。

一般阻尼特性如前文《步进电机的加速、减速掌握》中的下述公式所示，J、D与电机产生转矩Kθ时，（D/√JK）（JK包含在根号内）大而得到改善，衰减振动的角速度近似（√K/√J）。

辨识步骤中的所用到的公式及具体过程分析d X 、q X 、K 、a r 已辨识。

从第一个稳态运行点0开始：因为已知0点有关测量参量，可以计算出电势量和功角量。

⎪⎩⎪⎨⎧+-+-=+-++=++++++++++++++++++)cos()sin(cos )sin()cos(sin 1111111'111111111'11j j j a j j j d j q j j j j j a j j j q j d j j I r I X E U I r I X E U φδφδδφδφδδ待辨识参数为：'d X 、'0q T 、l X对于第一类暂态运行点1+j ，有约束关系：⎪⎩⎪⎨⎧+-+-=+-++=++++++++++++++++++)cos()sin(cos )sin()cos(sin 111111'1'11111111'1'11j j j a j j j d j q j j j j j a j j j q j d j j I r I X E U I r I X E U φδφδδφδφδδ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+--+-=+-+-=+++++++++++)s in (1)c o s (1111'0'1'1''01'111'0'1''01'j j j d d d j f do j q d j q j j j q qq j d q j d I T X X u T K E T dtdE I T X X E T dt dE φδφδ 问题是如何确定微分方程的饿系数呢？？？？？ 1、 如何计算'0d T由机组空载运行特性点，最好是空载励磁电压电流点，求得df L ，根据1+i f u 、1+i f i 测量值，计算2ad f aX r = ，adfB bX i =式中的系数a 、b 。