对微型电磁继电器性能退化的研究现状进行了阐述,系统梳理并对比分析了现有微型电磁继电器性能退化分析方法的特点与适用性,综合评述故障树分析(FTA)、仿真模型及机器视觉等分析方法的应用。深入梳理近年研究文献,系统归纳了现有分析方法的优缺点,进而为电力系统可靠性的提升提供有效策略与改进思路。尽管现有的各种方法均能在一定程度上实现微型电磁继电器性能退化的分析,但在准确性、适用性及易用性等方面仍存在显著差异。未来研究的方向为融合图像处理与深度学习技术,实现缺陷特征的自动提取与动态电参数监测,构建物理缺陷与性能退化的映射关系,以提高分析的实用性与适用性。
接触器线圈去激励过程中会产生反向瞬态电压,对线圈控制回路造成危害。基于稳压二极管和压敏电阻分别构建了瞬态电压抑制电路,对比分析了不同钳位电压下的线圈电压波形及释放时间特性。研究发现,钳位电压降低会显著延长接触器释放时间,且钳位电压相同的情况下,压敏电阻抑制电路相较稳压二极管抑制电路可缩短释放时间。
为了提高小型直流断路器的灭弧性能,首先阐明直流电弧相关原理,进而设计3种不同长度的灭弧栅片。对某小型直流断路器改进前后的灭弧室进行建模仿真,仿真结果表明,相较于改进前的灭弧室,改进后的灭弧室灭弧性能有所提升且入口速度与灭弧性能呈正相关。制作了3种试验样机,依据GB/T 14048.2—2020《低压开关设备和控制设备 第2部分:断路器》进行电寿命试验,记录每次分合的通断时间,取平均值。试验结果显示,改进后灭弧室试验样机平均通断时间较短、动静触头上方放置产气材料试验样机平均通断时间较短,验证了仿真和试验的一致性,为产品性能优化提供了参考。
针对某厂家某型号1/2 in3(1 in3≈16.387 cm3)平衡力式继电器产品质量一致性差、电寿命不达标问题,开展平衡力式继电器电寿命提升研究。首先对电寿命失效产品进行失效机理分析,通过燃弧时间、动作过程及吸反力匹配分析,确定继电器寿命终止的根本原因。然后建立继电器数字样机模型,完成吸力与反力静态特性仿真;在此基础上,对电磁系统与触簧系统的关键参数进行优化,使吸反力匹配良好。最后对优化后的继电器样机进行高温电寿命试验,试验结果表明,优化后的产品电寿命显著提升,达到优化目标。
以某大功率直流继电器为研究对象,通过实物样机测试触头分离后的触头运动情况,改变触头的分断速度,记录不同分断速度下的燃弧时间和直流电弧各阶段时间的变化。结果显示,大功率直流继电器触头分离后,触头分断速度经过复杂的规律变化,在触头达到最大开距时降为0;触头最大分断速度更能体现触头对大功率直流负载的分断能力。提高该速度可显著缩短金属液桥和金属相电弧时间,有效提高大功率直流继电器对大功率直流负载的分断次数和分断后的绝缘性能,对大功率直流负载分断具有积极意义。
针对跨流域/省区水风光储协同调度与交易过程中的跨域数据汇聚共享信任缺失、跨专业多模型集成难等问题,提出了基于可信数据空间的跨域数据共享管理技术,实现多主体水风光储数据的安全汇聚共享。首先构建了跨域多主体水风光储数据共享管理的总体框架。随后建立了“链上存证、链下存储、合约管控”的数据管理机制,通过数据指纹上链保障完整性与可追溯性,实现水电、风电、光伏及储能等多源数据的可信采集、高效流通与协同分析。最后从多维度评估分析可信数据空间的性能,结果表明,所构建的可信数据空间在访问控制策略有效性上准确率、防篡改检测率均达100%;经共识机制优化后,交易延迟率、吞吐率较传统实用拜占庭共识(PBFT)算法显著提升。该技术能有效破解跨域能源协同中的数据信任难题,对推动新型电力系统数字化、智能化发展具有重要意义。
针对高比例新能源大规模接入下电网宽频谐振问题日益突出的现状,提出一种基于储能变流器的宽频谐振阻尼提升策略。该策略通过在控制环路中引入自适应调节的虚拟阻抗,使储能变流器在完成既定功率调度任务的同时,有效吸收电网公共接入点(PCC)处其他变流器产生的谐振能量,实现宽频谐振阻尼的增强。首先,构建储能变流器控制策略,基于虚拟同步机建立阻抗模型;其次,提出基于有源阻尼器原理的谐振阻尼控制策略;最后,设计虚拟阻抗自适应调节的机制,并分析虚拟阻抗对公共接入点处其他变流器稳定性的影响。实验结果表明,该方法对宽频谐振问题有较好的抑制能力。
在高压开关电源系统中,传统启动供电方案,如并联型稳压电路、线性稳压电路等,普遍存在效率偏低、功率器件长时间工作在高压应力下等问题。针对上述技术瓶颈,对比领域内主流方案利弊,提出一种新型启动供电电路。该电路采用由线性稳压+辅助供电电源组成的二级供电机制、基于运算放大器和分压网络的动态滞环控制及集成过压保护单元,提升了效率和可靠性。基于SIMetrix电路仿真数据制作了一款样品电路。结果表明,样品电路测试效率由传统方案的30%~40%提升至72%,仿真验证及样品电路测试均验证了该方案的合理性和可行性。
永磁机构在断路器等开关设备中被广泛应用,是开关设备的关键部件。首先,建立方形永磁机构的三维模型,并基于该模型开展仿真分析,得到方形永磁机构在分合闸状态下的磁场分布和动铁心所受电磁吸力情况。进一步针对方形永磁机构在不同电磁线圈参数和电源电压条件下的分合闸特性进行仿真计算,得出方形永磁机构的动态特性曲线。最后,将仿真结果结合试验样机测试结果进行对比分析,验证了所建方形永磁机构的静态和动态特性仿真的准确性与有效性。
为解决数据中心制冷能耗高、能源使用效率(PUE)难优化的痛点,以存量数据中心交流列头柜为研究对象,聚焦环境温度提高至32 ℃对列头柜馈线小型断路器动作可靠性的影响,探讨提高环境温度来优化能源使用效率(PUE)的可行性。选取市场占比高的ABB S200系列小型断路器,先通过公式计算列头柜的电流需求,再利用Ansys软件建立列头柜热模型,仿真32 ℃环境温度下柜内温度分布,得出馈线小型断路器安装位置温度为40~45 ℃;随后结合GB/T 10963.1—2020《电气附件 家用及类似场所用过电流保护断路器 第 1 部分:用于交流的断路器》及产品样本,理论分析了馈线小型断路器误动作的可能性;最后通过5组45只小型断路器分别在40 ℃、45 ℃环境温度和0.85In、1.05In负载条件下的试验验证,证明了数据中心环境温度提高至32 ℃不会导致列头柜馈线小型断路器误动作,不影响供电可靠性。
随着汽车充电桩、分布式光伏为代表的新能源大规模接入上海配电网,传统的六氟化硫SF6气体环网柜因仅配置负荷开关,已难以满足新能源接入要求。针对环保气体环网柜(RMUs)的可靠性与智能化核心需求,开展结构优化与数字化关键技术研究。结构设计层面,通过电场圆角优化、屏蔽环及铜棒空间布置优化,实现0 bar表压下通过型式试验,提升环保气体绝缘可靠性;数字化智能化体系构建方面,采用“电缆故障指示器—变压器终端单元(TTU)—物联主站(IoT)”协同架构,实现环网故障1 min内主动抢修响应。研发样机在上海投运 18 个月的实践数据表明:供电可靠率提升0.08%,年均运维工时节省32%。研究成果为“双碳”目标下城市配电网环保开关设备选型提供了工程实践范式与技术参考。
