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    1. 提升直流塑壳断路器短路分断能力的设计研究
    李学琳, 蒋顾平, 施晓蓉
    电器与能效管理技术    2021(7): 45-50.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.07.008
    摘要508)   HTML38)    PDF (2122KB)(814)    收藏

    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。

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    2. 125 A小型化塑壳断路器短路分断能力提升的研究
    黄银芳, 蒋顾平
    电器与能效管理技术    2023(11): 53-58.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.11.009
    摘要244)   HTML29)    PDF (2058KB)(747)    收藏

    125 A壳架以下塑壳断路器是塑壳断路器中的主力军,对其进行的整合提升主要是将63 A、100 A壳架产品提升至125 A,其中又以短路分断为主要难点。通过产气材料,初步增加分断能力;通过栅片电压测量分析,对灭弧室的栅片灭弧情况进行量化数据分析;通过电磁力的仿真,优化触头部分的磁场。通过改进设计,新的125 A壳架产品可代替原有产品,满足性能,同时降低主要产品的成本。

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    3. 塑壳断路器双金属片选用与设计
    肖林, 蒋顾平
    电器与能效管理技术    2022(8): 61-66.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.08.011
    摘要598)   HTML53)    PDF (1023KB)(700)    收藏

    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。

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    4. 直流小型断路器的应用及结构设计
    李敏, 戴安彩, 张培夫, 丁国辉, 李焰锋
    电器与能效管理技术    2021(5): 25-29.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.05.005
    摘要630)   HTML27)    PDF (1639KB)(451)    收藏

    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。

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    5. 高比例新能源电力系统研究综述
    翁智敏, 朱振山, 温步瀛, 郑海林, 陈哲盛, 林文键
    电器与能效管理技术    2021(11): 1-7.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.11.001
    摘要345)   HTML21)    PDF (956KB)(358)    收藏

    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。

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    6. 高压直流接触器电弧分断关键技术研究
    李思泓
    电器与能效管理技术    2022(6): 15-19.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.06.004
    摘要233)   HTML7)    PDF (1903KB)(349)    收藏

    针对技术特点呈现差异化发展的高压直流接触器,通过非加压设计,从触头开距、灭弧栅片、驱弧磁场、分断速度以及燃弧气体的流动等不同角度对比分断波形,以研究空气介质的直流电弧分断技术。经结果对比分析,合理的气道与灭弧栅片布局对于电弧的熄灭最为关键,一定范围内的驱弧磁场能保证电弧的有效拉伸,一定的触头开距与分断速度能够有效控制燃弧时间。

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    7. 小型断路器电寿命试验研究
    何志鹏, 赵虎
    电器与能效管理技术    2022(1): 19-26.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.01.004
    摘要310)   HTML4)    PDF (2565KB)(310)    收藏

    搭建了小型断路器电寿命试验装置,对试验样品开展了电寿命试验。利用试验过程中采集的电弧电压和电弧电流信号,提取反映小型断路器电寿命退化过程的特征量,并以提取的特征量为输入参数,利用BP神经网络构建了小型断路器电寿命评估模型。研究结果表明,提取的相对合闸时间和跌落时间能够显著反映小型断路器电寿命劣化过程;经过试验数据测试,利用趋势特征量构建的电寿命评估模型具有较好的评估效果。

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    8. 基于控制器硬件在环的SVG模型参数测试方法
    曹斌, 丛雨, 原帅, 张晓琳, 王琪, 王立强, 赵永飞
    电器与能效管理技术    2021(6): 63-66.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.06.011
    摘要136)   HTML2)    PDF (1362KB)(297)    收藏

    针对电压等级高、容量大等特点,现有检测装置无法满足模型参数测试需求的问题,提出基于控制器硬件在环的SVG模型参数测试方法。首先基于电力系统仿真分析要求,提出SVG模型参数需求并选取测试工况,然后建立控制器硬件在环仿真的模型参数测试平台,对SVG核心部件——控制器开展模型参数测试,随后将硬件在环测试数据作为实测数据开展SVG模型参数计算工作。最后,基于某SVG测试案例验证所提方法的可行性与正确性。

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    9. 双断点塑壳断路器触头机构在极限短路分断能力试验中的振动性研究
    曾谊, 陈卢明, 吴建生, 李继丹, 欧阳海军, 童伟
    电器与能效管理技术    2022(1): 31-34.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.01.006
    摘要206)   HTML10)    PDF (1632KB)(290)    收藏

    针对双断点塑壳断路器在闭合过程中,动、静触头受到高强度冲击载荷或交变载荷产生触头振动时,使得动触头在接触碰撞瞬间产生弹跳的问题,提出了一种断路器触头机构。通过试验验证,新的断路器触头机构将极限短路分断能力从100 kA提高到150 kA,大大减小燃弧时间及通断时间,有效改善触头弹跳问题。

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    10. 触头焊接工艺对低压断路器性能的影响分析
    李子琦, 陈银冰
    电器与能效管理技术    2021(8): 11-15.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.08.003
    摘要288)   HTML13)    PDF (2425KB)(286)    收藏

    电触头作为低压断路器最核心的部件,在电路中承担着接通负载及分断电流的作用,其性能好坏直接影响着相关设备的使用寿命及安全性。理想的电触头应满足分断能力高、耐电弧能力强、抗熔焊性能好、温升低等要求。从电触头固定方式入手,结合低压断路器在设计认证过程中相关试验,分析触头焊接工艺对低压断路器性能的重要影响。同时,对低压断路器制造过程中触头焊接提出了合理化建议。

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    11. 直流与交流分断特性的对比研究
    龚祚勇, 向洪岗
    电器与能效管理技术    2021(5): 5-8.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.05.002
    摘要494)   HTML14)    PDF (1435KB)(285)    收藏

    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。

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    12. LLC谐振变换器谐振参数优化设计
    马创明, 黄海宏, 常文婧
    电器与能效管理技术    2021(11): 67-72.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.11.010
    摘要135)   HTML3)    PDF (1646KB)(285)    收藏

    LLC谐振变换器拓扑具有结构简单、效率高、功率密度大、集成化便利等优势,在中大功率直流电源中被广泛应用,但谐振过程较为复杂。采用单向LLC谐振变换器基本拓扑,提出 LLC谐振参数明确的优化设计方法。通过实验样机在开环调试下,得到欠谐振和过谐振状态下的实验波形,通过变压器一次侧开关管零电压开通(ZVS)和二次侧整流管零电流关断(ZCS)及直流增益的实现,验证谐振参数优化设计的合理性和普遍适用性。

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    13. 近年来国外严重停电事故对我国构建新型电力系统的启示
    倪宇凡, 郑漳华, 冯利民, 沈雨坤
    电器与能效管理技术    2023(5): 1-8.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.05.001
    摘要118)   HTML11)    PDF (1096KB)(282)    收藏

    梳理2019年以来国外大型停电事故,分析其发生原因,探讨对构建未来能源系统的启示。根据分析,国外大型停电事故的主要起因包括国际冲突及网络攻击、电力供应能力不足、极端天气频发、电力设施故障等4类,为我国构建新型电力系统、保障用电安全提供了重要启示和借鉴。

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    14. 消弭新能源并网运行风险的储能控制策略
    曹新慧, 付林, 高玲玉, 开赛江, 李忠政, 袁铁江
    电器与能效管理技术    2021(5): 75-80.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.05.014
    摘要202)   HTML4)    PDF (1800KB)(281)    收藏

    考虑电池储能系统的双向调节特性,建立了含电池储能系统的区域电力系统自动发电控制模型。模型根据电池储能系统跟踪预测与实际的频率偏差的功率分配原则进行频率控制,使得电力系统的各区域频率更加稳定。运用MATLAB/Simulink仿真分析,验证了所提控制策略可以实时消纳新能源并网运行风险,有效缓解了传统机组的双向调频压力,各区域频率更加稳定,该策略具有一定的灵活性。

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    15. 电解水制氢储能技术现状与展望
    丛琳, 王楠, 李志远, 李娜, 周喜超
    电器与能效管理技术    2021(7): 1-7.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.07.001
    摘要317)   HTML21)    PDF (1263KB)(275)    收藏

    太阳能、风能等可再生能源的规模化开发利用推动全球范围内能源互联网的发展,储能是可再生能源高占比能源系统中的关键支撑技术之一。氢能具有能源储存时间跨度长、运输距离远、消纳利用渠道多等特点,以氢作为储能载体的电解水制氢技术可望促进大规模可再生能源的整合与消纳,是未来储能产业的重要发展方向。首先比较了包括氢储能在内的各种储能技术特点,其次重点阐述了各种电解水制氢技术的原理、特性与应用现状,概述了氢能储运与利用等产业链相关技术的发展现状。在此基础上,对电解水制氢、氢能储运及利用技术的发展趋势进行了展望。

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    16. 真空状态下触头旋转运动对触头间电场的影响
    刘佳佳, 曹云东, 付思
    电器与能效管理技术    2021(8): 1-5.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.08.001
    摘要216)   HTML20)    PDF (1616KB)(272)    收藏

    建立旋转开断方式下触头间空间电荷分布的物理模型。基于Poisson方程,利用有限元分析法计算触头旋转不同角度时触头间电场分布,通过从触头间电场畸变范围、电场强度变化、以及空间电场强度极值等方面分析真空状态下开断过程中触头旋转运动对触头间电场的影响,并从微观角度说明触头间电场强度变化的原因。研究结果表明触头旋转运动有助于增加空间电荷分布区域,减小空间电荷对外加电场产生的畸变作用,降低空间电场极值。

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    17. 考虑光伏发电不确定性的源-网-荷-储协调调度方法
    张怀宇, 徐超然, 黄志龙, 陆建宇, 李亚平, 侯勇
    电器与能效管理技术    2021(5): 86-92.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.05.016
    摘要248)   HTML11)    PDF (1544KB)(263)    收藏

    随着分布式电源和储能系统的大规模接入,配电网运行需要解决不同设备间的协调控制问题。考虑源-网-荷-储不同设备的差异化动作时间尺度,提出考虑光伏发电不确定性的源-网-荷-储协调调度方法。首先,以能量损耗和电压偏移最小为目标,考虑源-网-荷-储设备间的协调控制,建立配电网有功-无功协调调度模型。然后,考虑源-荷不确定性,建立基于随机优化的配电网优化调度问题;采用蒙特卡洛模拟与快速前向选择法获得典型场景,将随机优化问题转换为确定性问题进行求解。最后,采用IEEE 33节点系统进行仿真分析,通过对比验证了所提方法的有效性。

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    18. 储能功率变换器设计
    王小平, 陈延联, 毛行奎
    电器与能效管理技术    2021(8): 70-75.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.08.013
    摘要179)   HTML10)    PDF (2304KB)(262)    收藏

    储能功率变换器(PCS)的充放电切换控制、参数设计对优化储能系统性能及效率有着重大意义。针对目前储能PCS充放电切换存在无功功率大、电流畸变严重等问题,提出了基于单电流环解耦控制的线性软切换方法。首先建立了储能PCS的数学模型,并设计了单电流环的解耦控制框图。其次针对储能PCS充放电切换存在电流畸变及冲击问题进行分析,提出通过线性改变直轴电流指令来进行充放电软切换的控制策略,并设计了关键的硬件参数及软件程序框图。最后根据所设计参数搭建了1台12 kW双向储能PCS样机,通过实验验证了参数设计的正确性以及线性软切换控制策略的有效性。

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    19. 基于机器学习算法的电力信息网络安全态势感知研究
    张小飞, 张道银, 郑珞琳, 陈德成, 付蓉
    电器与能效管理技术    2021(8): 16-23.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.08.004
    摘要219)   HTML16)    PDF (1712KB)(261)    收藏

    为精准预测电力信息网络安全态势,提出一种基于机器学习算法的电力信息网络安全态势感知方法,将感知问题抽象化,通过感知模型来表征感知结果。基于线性判别分析方法进行样本数据的预处理,优化样本数据以获取组合特征,找出最佳投影;然后将处理后的数据作为RBF神经网络训练输入,找出与网络态势值的映射关系,从而量化系统的安全态势。最后通过KDD Cup99数据集与电力信息网络的攻击数据进行仿真比较,验证所提方法在网络安全态势分析中的可靠性。

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    20. 基于数字孪生的华东电网安控系统虚拟建模及实现
    周毅, 周良才, 沈颖平
    电器与能效管理技术    2021(6): 47-51.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.06.008
    摘要204)   HTML5)    PDF (1935KB)(256)    收藏

    借鉴数字孪生的思想,通过综合多尺度电网运行信息,构建安控虚拟运行模型,并可对采集的控制系统装置信息进行校核、预警。最后,在华东电网的实际运行表明了方法的有效性。

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    21. 触头旋转情况下真空电弧对阳极烧蚀的影响
    严天宇, 曹云东, 付思
    电器与能效管理技术    2021(5): 1-4.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.05.001
    摘要321)   HTML34)    PDF (1318KB)(254)    收藏

    真空电弧开断过程中,大量粒子流以较高的轰击速度向阳极流动,引起阳极表面电流密度集中,造成阳极发热。建立触头旋转方式下真空燃弧过程中阳极烧蚀模型,研究真空电弧对于阳极表面的变形、烧蚀、剩余体积以及相应的温度分布的变化,对比触头不旋转与触头旋转条件下温度分布和烧蚀剩余体积。结果表明,触头旋转情况下燃弧过程中,阳极表面最高温度较低,烧蚀剩余体积大;旋转速度越大,真空电弧对阳极的烧蚀作用越轻。

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    22. 基于蒙特卡洛算法的电动汽车有序充电控制策略研究
    李红岩, 刘苗苗, 贾甜, 齐晓祥, 牛高远, 张臻
    电器与能效管理技术    2021(5): 59-64.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.05.011
    摘要232)   HTML8)    PDF (2269KB)(252)    收藏

    随着电动汽车产业发展,电动汽车充电设施大规模接入将对配电网产生不利影响,提出一种基于蒙特卡洛算法的电动汽车有序充电控制策略研究方案,既能减少了电动汽车用电负荷对配电网的不利影响,又能在一定程度上达到削峰填谷的目的。通过在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,验证了所提方案的有效性和可行性。

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    23. 地区电网源网荷储示范工程现状与展望
    邓铭, 黄际元, 吴东琳, 曾林俊, 彭清文
    电器与能效管理技术    2021(9): 1-9.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.09.001
    摘要262)   HTML5)    PDF (1791KB)(252)    收藏

    鉴于我国能源转型的巨大压力,其与信息技术的深度融合,源网荷储协同互动发展势在必行。立足于能源互联网的发展,首先聚焦目前地区电网所面临的问题,阐述发展源网荷储协同控制系统的必要性;其次总结了目前我国源网荷储示范工程现状,对其接入规模、系统架构及商业模式进行对比分析;然后提出基于地区电网的源网荷储协同控制的系统总体框架;最后结合我国发展现状,总结归纳并对未来的发展方向做出展望。

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    24. 双碳目标下储能电站相关技术分析
    李建林, 屈树慷, 周毅, 马速良
    电器与能效管理技术    2021(11): 8-14.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.11.002
    摘要168)   HTML8)    PDF (2254KB)(251)    收藏

    为推动国家“双碳”目标的实现,助力能源转型,储能电站作为促进新能源消纳,保证电网安全稳定运行的重要技术手段,两部委与地方政府部门相继出台多项政策促进我国新能源储能电站建设。从我国相继发布相关政策角度出发,剖析已建设储能电站及示范工程结构与工作模式;然后从全寿命周期角度出发,分析储能电站建设过程中所考虑的成本投入以及储能电站效益,以及部分成本测算需要考虑的主要参数;最后,结合我国现有能源结构给出相关建议,以期储能电站发挥新能源消纳等多重作用,为储能电站的建设运营提供依据和决策指导。

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    25. 交流接触器吸合时间影响因素的试验与分析
    姬华, 何伟
    电器与能效管理技术    2021(5): 37-40.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.05.007
    摘要586)   HTML13)    PDF (1530KB)(248)    收藏

    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。

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    26. 基于机器学习的电动汽车续航里程预测
    李晓宇, 陈炫锴, 李嘉栩, 林梓瀚
    电器与能效管理技术    2021(10): 78-82.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.10.013
    摘要209)   HTML9)    PDF (1796KB)(244)    收藏

    电动汽车动力电池退役高峰下,电池梯次利用备受关注,车辆续航里程是界定电池衰老程度的重要参考指标。为对车辆续航里程及电池健康状况进行准确建模,以电动汽车续航能力为研究对象,在长短期记忆网络基础上,实验分析并确定电池系统电压、电流、温度、SOC等特征参量对神经网络训练结果的影响程度。最终选取等效里程、放电循环耗电量、电压平均值三维特征作为网络模型的输入量,获得最优电动汽车续航能力预测模型。在测试集上预测结果的均方根误差为10.81 km,相对误差9.818%,可为电动汽车能源管理和动力电池性能衰退情况评估提供依据。

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    27. 电磁继电器触簧系统回路电阻的仿真分析
    赵紫恩, 张超, 任万滨
    电器与能效管理技术    2021(9): 56-61.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.09.009
    摘要233)   HTML3)    PDF (2059KB)(240)    收藏

    电磁继电器触簧系统的回路电阻是反映电接触可靠性的关键参数。应用COMSOL Multiphysics 商用有限元软件完成了触簧系统机械接触和电接触过程的仿真,得到了接触应力与电流线分布,进而确定了触簧系统的回路电阻特性。通过与实验结果对比,验证了仿真分析方法的正确性。最后,分析了触点曲率半径和簧片长度对接触压力和回路电阻的影响。所得的结论可直接用于电磁继电器触簧系统的优化设计。

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    28. 集群储能电站节点选址-容量配置技术研究
    顾素平, 卢明玥, 吴海涛, 李林
    电器与能效管理技术    2021(6): 30-35.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.06.005
    摘要126)   HTML1)    PDF (1522KB)(239)    收藏

    针对集群储能电站在风电并网电力系统中容量和选址规划问题,提出集群储能电站节点选址、容量配置方法。首先,针对功率传输分布系数,分析论证储能电站分区配容和有功调频能力的影响机理,提出储能电站定容和选址思路;其次,综合考虑系统功率敏感度相似度、有功调频及储能投资3个方面,以系统功率扰动敏感度对系统进行分区,以有功占比最小、发电站与储能电站等年值投资成本最小为目标构建集群储能电站定容-选址的一体化规划模型。最终,以Matpower工具中30节点电力系统网络为例,验证了所提方法的有效性和可行性。

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    29. 开关设备快速温升试验方法研究
    戴建卓, 贾勇勇, 张思聪, 赵恒, 宋思齐, 储昭杰
    电器与能效管理技术    2022(3): 81-85.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.03.013
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    针对目前开关设备温升试验方法效率低的问题,通过分析电流幅值和频率与开关设备温升的关系,提出开关设备快速温升试验方法。首先通过对历史试验样本进行统计分析,得到对应开关设备的快速温升限值。接着,对开关设备施加大于额定幅值、频率的试验电流,直至温升达到快速温升限值。最后,将试验电流恢复至额定值,直至温升达到稳定值。试验结果表明,同时增大电流幅值和频率,可缩短开关设备温升试验时间达21.31%,所提快速温升试验方法能够可靠提高开关设备的温升试验效率。

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    30. 基于ADAMS的万能式断路器操作机构缓冲装置动力学仿真及研究
    张晨, 吴伟玉, 刘万里, 马双彪
    电器与能效管理技术    2022(1): 57-62.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.01.012
    摘要293)   HTML19)    PDF (2040KB)(238)    收藏

    操作机构缓冲装置可有效吸收万能式断路器合闸过程中零件多余的能量,从而提升万能式断路器寿命和可靠性。描述了万能式断路器操作机构工作原理、失效现象以及所涉及的缓冲装置的工作原理。通过UG建立三维模型并导入动力学仿真软件ADAMS中,建立仿真模型,设置运动关系以及运动过程中的参数,着重对比分析了加缓冲装置前后各易损零件的受力情况和操作机构的动作特性,并通过高速相机拍摄操作机构的动作过程以及万能式断路器的机械寿命试验,验证了仿真分析结果的正确性和缓冲装置的有效性,为万能式断路器机械寿命参数的提升提供了参考和依据。

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