变电站二次接线图纸是变电站运行维护的重要依据,人工审核图纸存在效率低、准确性差的问题。为此,提出一种结合YOLOv5(You Only Look Once version 5)和回溯算法的变电站二次接线图纸连接关系智能识别方法,用于提高变电站二次接线图纸处理的效率和准确性。结合YOLOv5模型和光学字符识别(OCR)技术实现对二次图纸的自动识别与信息提取,再利用回溯算法对提取的连接信息进行验证,判定二次图纸的连接关系。通过实例验证表明,所提方法可成功识别出接线图纸回路连接关系,并且识别准确率最低为96.50%,平均识别准确率为97.22%,识别效率较人工识别提升约5倍,验证了所提方法的有效性。
剩余电流检测是保障低压直流配电系统安全运行的关键技术。针对传统单磁芯磁调制式剩余电流传感器精度低、抗干扰能力差等问题,提出一种基于双磁芯磁调制的剩余电流检测方法,并构建相应的仿真模型。通过卡尔曼滤波算法对双磁芯传感器的调制信号进行滤波解调,并将仿真结果与单磁芯方案进行对比分析。结果表明,所提检测方法具有偶次谐波增强、检测范围扩大和零点漂移抑制等优势,能为大电流场景下微小剩余电流信号检测提供有效的改进方案。
针对GJB 370B—2020《舰船用框架式低压断路器通用规范》与GB/T 14048.2—2020《低压开关设备和控制设备 第2部分:断路器》的框架式断路器技术要求差异,采用对比分析法,重点从技术参数和性能指标进行详细比较。结果表明,舰用标准的技术要求整体显著高于民用标准。揭示了军用与民用框架式断路器标准的本质区别,对推动舰船电气设备的技术进步具有参考价值。
针对偏远地区风电场数据采集与监视控制(SCADA)系统通信可靠性不足的问题,提出一种融合4G无线通信与电力载波通信的改进系统及控制方法。通过在风机控制器端部署串联的数据传输单元(DTU)模块与电力载波模块,构建“无线主通信+载波备份”的混合通信网络:DTU模块通过4G网络实现高速数据传输,电力载波模块利用电网线路建立相邻风机间的通信链路。基于信号强度检测与通信连接时长评估,动态切换数据传输方式,确保弱信号或设备故障时数据可靠传输。实验结果表明,所提系统显著提升了SCADA系统的抗干扰能力与通信稳定性,为偏远地区风电场的远程监控与高效管理提供了可靠解决方案。
针对服务器电源在轻载工况下电能质量下降的问题,提出一种轻载电能质量优化控制策略。通过分析传统控制策略和电磁干扰(EMI)滤波电路特性,提出X电容电流补偿控制策略以提升轻载功率因数。采用抬偏置、变增益与还原断续导通模式下平均电流于一体的混合控制策略以优化轻载输入电流总谐波失真。研制了1台1 300 W服务器电源样机,实验结果表明,所提策略显著改善轻载条件下的电能质量,功率因数和输入电流总谐波失真,均达到规范要求,验证了所提策略的有效性和优越性。
为实现对用户侧电动自行车充电负载的识别,通过物联网断路器对用户侧负载电流进行实时采集,快速识别出电流曲线的扰动时间点,滤除掉周期性负荷的影响,提取出扰动性电流曲线的基本特征,形成绝对值增量曲线。根据充电电流曲线初始瞬态脉冲峰值、时限宽度和稳态充电开始时的电流波形的脉冲峰值、时限宽度、对称性等形成判据,结合充电前后功率增量的变化、谐波增量的变化,识别出电动自行车充电负荷而进行报警或跳开断路器,保证在非电动自行车充电区域对电动自行车充电负荷禁止充电。实验表明,所提方法简单、有效,通过物联网断路器可就地实施。
针对市场上用电器监测分析装置测试精度不高的缺点,设计简易型用电器类别与工作状态识别装置。采用基于傅里叶分析的有功功率计算与特征值提取判断方法,同时结合定位识别算法来识别用电器种类和接入数量。首先计算用电器的有功功率和功率因数,然后通过傅里叶分析得到各次谐波功率,最后以有功功率等4个参量作为相似度指标,并利用模板匹配算法完成用电器类别与状态的学习及识别。测试结果表明,所设计装置具有学习功能,并能精准完成用电器状态与类别的识别,其对用电器的种类和数量的测试准确率达100%,具有一定的应用价值。
低压多台区柔性互联系统应具备交流故障穿越能力,以保障系统在交流端口短路故障下可靠运行。为此,提出一种基于低压多台区柔性互联系统的不对称故障穿越策略。首先,介绍低压多台区柔性互联系统的拓扑结构及其控制策略;其次,分析网侧电压不平衡对于柔性系统的影响,并介绍一种序分离控制方法;然后,在此基础上提出一种计及端口电流控制与系统有功功率平衡的故障穿越控制策略;最后,通过仿真验证了所提策略的有效性。
针对基于深度学习的电弧故障检测方法在未知多负载电路中存在泛化性能不足的问题，提出一种基于高频耦合模拟信号驱动的过滤长短时记忆（Filtering LSTM）神经网络，并将其与轻量级卷积神经网络（Lightweight CNN）相结合，构建了Filtering LSTM-Lightweight CNN电弧故障检测模型。通过将单负载电路的高频耦合信号线性叠加，即可模拟出多负载电路的高频耦合信号。然后利用模拟信号驱动Filtering LSTM，过滤多负载电路信号中的未知特征，并重构信号。最后采用树结构Parzen估计器优化过的Lightweight CNN对重构信号进行电弧故障检测。实验表明，在136 000个未知多负载电路样本中，Filtering LSTM-Lightweight CNN的电弧故障检测准确率为99.45%。与未采用Filtering LSTM的检测算法相比，所提方法的检测准确率最高提升了14.05%，显著提升了电弧故障检测模型的泛化能力。
触头的分断速度是影响接触器燃弧特性的重要因素，动触头的运动速度依赖于弹簧刚度、阻尼及压缩量，因此探究压簧参数对动触头运动状态的影响十分必要。建立双断点接触器触头分断过程的动触头及可动部分的运动状态方程，理论与仿真验证结果表明，理论模型与仿真的计算结果具有较好的一致性。进一步探究影响因素对动触头及可动部分运动速度的影响，结果显示，可动部分运动末速度与影响因素的关系可近似用简单函数表征。
叶片铸件性能是影响机械设备可靠性的重要因素,传统净化除杂方式往往存在凝固组织粗大和成分不均匀等问题,无法实现良好的除杂净化效果。为此,设计涡流感应式电磁振荡器。利用有限元仿真验证对振荡器内部电磁分布进行的计算与分析,并探讨其主要影响参数。结果表明,电磁振荡器的电磁分布符合涡流分布特征,所设计的线圈符合相关技术标准,脉冲电源的电压、占空比及绕组连接方式的变化均会对内部场分布产生影响,为涡流感应式电磁振荡器的设计与优化提供技术支持。
针对分布式光伏大规模接入配电网带来的间歇性与波动性挑战,提出一种储能双层优化配置方法。上层模型以综合经济效益最大化为目标,优化确定储能容量和安装位置;下层模型以系统运行成本最小化为目标,优化储能充放电策略;采用粒子群算法与混合整数线性规划相结合的求解方法,实现双层模型的协调优化。算例分析表明,所提方法能够有效提高光伏消纳率15.3%,降低网损12.8%,储能系统全生命周期净现值达326.5万元,内部收益率为11.8%。研究验证了双层优化配置策略的经济有效性,为高比例分布式光伏并网的储能配置提供了理论支撑与实践参考。
电磁继电器作为电气系统的关键元件,其触点熔焊失效严重威胁系统的可靠性与稳定运行。基于对近年来研究文献的系统梳理,深入阐述触点熔焊现象的具体表现,综合分析影响熔焊特性的关键因素,探讨熔焊失效的内在机理。这些研究为优化继电器触点设计、提升产品抗熔焊能力和整体可靠性提供了重要的理论依据。面向未来,进一步探索新型触点材料,深入研究环境因素影响机制,是推动电磁继电器实现更高可靠性和更长使用寿命的关键方向。
针对热过载继电器电校效率和一致性低的问题,提出一种快速电校的方案。采用等效阶梯电流的方式,第1阶梯大电流使双金属片快速弯曲,第2阶梯电流时双金属片弯曲趋于稳定,消除热惯性,第3阶梯电流结束时双金属片到达预设位置,在双金属片弯曲相对稳定时拧跳产品。另外,从元件的一致性、装配工艺的一致性和快速电校的参数等方面,给定对应的验证方法和经验参数。所提方案既能大幅提升生产效率,又能有效保障零部件和工艺一致性,保证了产品性能的稳定。
低压直流配电网、光伏发电系统等低压直流系统对低压直流断路器(DCCB)的开断性能和经济性要求愈高,传统产品由于燃弧时间长、分断速度慢难以满足需求,需要研发新型低压直流断路器。针对基于并联电容实现电流转移的低压直流断路器,解析其工作机理构建电流转移过程的数学模型并实验验证准确性;探究影响转移电流大小的因素,提出外加横向磁场提升电流转移能力的方案且进行实验验证。所研究的低压直流断路器具有成本低、结构简单、开断速度较快的潜在优势,是新型低压直流断路器的重要研究方向。
通过PSCAD仿真软件搭建模型,分析断路器在开断单相和三相容性电流后,因重击穿或非持续击穿放电(NSDD)等导致的断口恢复电压及负载电容极板电压变化规律。基于仿真结果,对试验回路进行改造,利用完善后的试验回路开展断路器容性开断试验(以额定电缆充电电流试验为例),试验结果与仿真结果一致。同时,结合GB/T 1984—2024《高压交流断路器》中关于C2级断路器最新规定,对C2级断路器试验过程中出现的一些问题进行详细探讨。
为消除接触器存在的二次吸合现象,结合接触器的结构、原理对接触器二次吸合现象的原因进行分析,借助Ansys Maxwell仿真软件,对接触器吸反力匹配关系进行优化。通过改变主压簧反力、超程压簧反力及触头超行程,得到消除接触器二次吸合的理论依据。再通过分组试验验证主压簧反力、超程压簧反力及触头超行程对接触器二次吸合现象的影响。结果表明,增大主压簧反力、减小超程压簧反力、减小触头超行程均能有效消除接触器存在的二次吸合现象。
