直流小型断路器(MCB)用于对清洁能源系统和各种直流负载提供过载、短路、过压、欠压等保护。基于直流电路存在临界负载电流和时间常数合理选择等特点,从直流MCB的研制出发,对直流MCB的应用场景进行梳理;结合关键试验的试验情况及试验数据,对其设计原理、结构设计要点、选材、接地方式和发展趋势进行了阐述和分析说明。
利用Solidworks软件建立简化的双金属片模型,并利用Ansys仿真软件对简化模型进行仿真分析,得到了双金属片的温度分布以及最大形变量,同时制备完成相应的双金属片实物,并对实物进行了实验分析。对比分析仿真和实验结果,得到最大温度误差为0.4 K,达到稳定温升的时间也相同,验证了仿真方法的准确性。最后,针对不同焊接工艺的双金属片进行实验和仿真,得到了不同焊接工艺对双金属片温升的影响。
热磁式塑壳断路器一般使用双金属片进行过载脱扣保护。双金属片的位移通过变形弯曲来打动操作机构实现过载脱扣保护。双金属片的受热弯曲位移是最主要的特性设计,另外需要校核弯曲力能否克服脱扣力,并且要求双金属片的发热达到一定范围。最后,通过实例计算验证了双金属片的设计与选用方法。
随着全球可再生能源的普及应用以及电动汽车产业的迅速发展,储能技术将成为促进能源发展的关键环节。不同储能技术的成熟度存在较大差异,需构建多能互补、取长补短、因地制宜、效益优先的储能技术布局。针对应用于电力系统中的主要储能技术进行梳理,介绍了电化学储能、电磁储能、储热技术、化学燃料储能等多种储能形式相应的原理,并对储能技术未来发展及应用趋势进行了初步的展望。研究和分析可用于降低储能系统成本,提升储能技术性能和成熟度,从而为坚实、有序推动清洁能源可持续发展提供一定参考及助益。
通过试验验证和分析交流接触器吸合时间的影响因素,主要有触头弹跳、线圈参数以及电工纯铁材料性能。通过优化触头弹簧参数,严格控制接触器触头的弹簧力,优化调整产品线圈参数以及使用高牌号的电工纯铁等措施,可以有效降低交流接触器的吸合时间,使产品的吸合特性更佳。
介绍了塑壳断路器中的后备保护电磁铁对断路器尤其是电子式产品后备保护的作用。阐述了后备保护电磁铁的原理,分析了保护所需要的4个动作阶段,从而实现设计可靠性。最后,探讨了后备保护电磁铁设计案例的实际应用。
直流塑料外壳式断路器(MCCB)是低压电器中的重要一员。针对直流MCCB灭弧系统,可以使用增加极数法和增加容量法来进行短路分断能力的提升。增加极数法通过串联更多的极数提高电弧电压;增加容量法通过增加单个灭弧室的灭弧能力来提高电弧电压。同时,电感也对短路分断起到非常重要的影响。
在评估直流分断能力和低频交流分断能力时,业内存在的普遍看法是由于交流电存在自然过零点,针对同样的电压和预期短路电流,故交流比直流更容易分断。通过试验,对比分析了直流分断与不同频率交流分断的难易程度,特别是与低频交流分断能力的比对,得出随着交流频率的降低,交流分断的难度完全可能高于直流。
重点阐述了百兆瓦时级储能电站系统集成,介绍了预制舱的设计技术,分析了储能在新能源并网下典型应用模式及控制策略,并结合仿真及实际运行结果进行验证。理论和实践表明,可以有效解决大规模新能源并网存在的一系列问题,具有一定示范意义。
通过对合闸传动过程的分析,计算出断路器的合闸负载功率及合闸功率,进而设定刚合速度值,利用能量守恒法计算出操动机构合闸弹簧的相关参数。根据计算出的合闸弹簧进行断路器合闸速度测试,实测速度值与理论值一致。
随着双碳目标的提出,新能源发电得以快速发展,未来高比例新能源并网将对电力系统带来重大影响。分析了高比例新能源对电力系统建模、运行以及规划3个方面的影响,并梳理了高比例新能源系统在数学模型、运行规划方案、需求响应、储能技术以及人工智能等应用方面的研究现状,指出目前高比例新能源系统研究所存在的问题。最后,分别从系统建设、电网灵活性、新能源消纳技术以及智能化等方面对未来新能源电力系统的发展进行了思考与展望。
应用电阻电容串联整流作为单相电子式电能表的工作电源,在运行中频繁发生电阻被烧毁现象。经理论和实测数据分析,认定非线性负荷产生的高次谐波电流,其中一部分流经电能表工作电源,引起基波电压发生畸变,同时改变了电容元件的运行参数,使之回路电流增大,是造成电阻烧毁的主要原因。针对这一问题,在电能表工作电源回路中串接一个高次谐波阻波器,保证了电能表安全可靠运行。
受到外界环境的影响,光伏电池易出现局部遮阴现象,使得电池的伏瓦特性曲线将由原来的单极值转化为多极值,传统的最大功率点追踪(MPPT)控制方法容易陷入局部极值,为此引入异步时变学习因子与线性时变惯性权重相结合的改进粒子群算法。通过MATLAB/Simulink仿真,改进粒子群算法在多极值的伏瓦特性曲线下能较好地实现MPPT。
电化学储能是推动主体能源由化石能源向可再生能源更替的关键技术,也是提升传统电力系统安全性、灵活性和经济性的重要手段。随着大规模电化学储能电站的不断建设,各种安全隐患更多地暴露出来,安全已成为储能产业面临的瓶颈之一,做好施工中各项安全防范措施成为电化学储能电站建设的首要问题。主要对储能电站建设方面存在的普遍性安全问题进行了分析和辨识,并提出了各方面的安全应对措施,旨在不断提高电化学储能电站建设安全管理水平,为解决电化学储能电站安全建设问题提供了途径。
热脱扣特性是小型断路器的一项重要指标。大多数小型断路器采用双金属片元件进行断路器的热脱扣,双金属片的形变直接影响断路器热脱扣器的工作。分析双金属片温升以及形变对小型断路器的设计具有重要意义。利用Creo软件以及有限元仿真软件Ansys建立了双金属片模型,进行有限元仿真分析,得到双金属片的瞬态温度分布以及形变分布。同时,对20组断路器进行脱扣实验,实验结果与仿真分析结果相吻合,验证了仿真方法的准确性。
基于所设计的塑壳断路器物理样机,开展试验研究。对比分析了交、直流短路分断特性、分断原理和关键影响因素。研究发现,电弧电压和恢复电压分别为直流分断和交流分断的重要影响因素。预期电流幅值和气吹效应则不同程度地同时影响交、直流分断,设计塑壳断路器时应对其给予充分关注。
