电器与能效管理技术

拍合式继电器簧片和电弧运动关系测试与分析^*

张星, 刘向军

2020(2): 1-7. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.02.001

摘要 ( 273 )

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小型拍合式功率继电器在开断交流负载的过程中会产生高能量的电弧而烧蚀触头,同时因簧片振动,电弧时常跑出触头进而烧蚀簧片,严重影响继电器的电寿命和可靠性。为了研究簧片振动对电弧运动过程的影响,为拍合式继电器结构优化设计提供基础,提出一种基于高速摄像技术的测试方法,对动静簧片和电弧进行同步图像测试,通过图像处理得到运动关系曲线。采用控制变量法改变动簧片和静簧片的刚度,分析影响电弧运动的关键因素。结果表明,减弱簧片的振动有利于减小电弧的运动范围,使电弧相对稳定在触头表面。

基于自适应最优权重的交流接触器特征参数权重影响分析

姜研圳, 刘树鑫, 曹云东

2020(2): 8-14. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.02.002

摘要 ( 247 )

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针对交流接触器性能退化状态模型建立中特征参量影响权重精确度不高的问题,提出一种基于自适应最优权重的交流接触器特征参数权重计算方法。首先搭建接触器退化状态试验平台,按国标AC-4进行试验,取得特征参数试验数据;其次根据动触头撞击速度,起弧相角、合闸相角、弹跳时间的提取原理提取相应特征参数,进行拟合;最后提出一种改进的自适应权重法计算特征参数权重,定义最优解,计算接近最优解的权重值,估计交流接触器特征参数权重影响。试验结果表明,提出的改进自适应权重能够较好地计算所用特征参数权重值,真实地反映交流接触器的工作状态,提高了交流接触器性能退化模型建立的准确度。

电弧停滞时间对交流断路器电寿命性能的影响研究

杨义政, 杨文学, 杨园, 李惠敏

2020(2): 15-19. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.02.003

摘要 ( 358 )

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通过对电弧停滞时间的研究,得出了电弧停滞时间对交流断路器电寿命性能的影响。结合试验样机的试验数据,研究了在不同技术方案下的电弧停滞时间,以及相对应的电寿命性能。结果表明,电弧停滞时间越短,断路器电寿命性能越高。

金属颗粒对高空放电特性影响的实验研究

王昆林, 邓云坤, 田增耀, 赵虎, 王科, 彭晶, 马仪

2020(2): 20-24. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.02.004

摘要 ( 267 )

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飞机供电系统的高电压、大容量、小型化发展趋势和复杂、恶劣的工作环境,导致系统内部发生局部电晕或间隙击穿放电的可能性大大增加。为了分析飞机供电系统中复杂环境下的放电特性及影响因素,实验研究了低气压、小间距及金属颗粒存在的情况下空气间隙的击穿特性。利用铝箔片模拟供电系统中可能存在的金属颗粒,开展了不同气压和间距下的击穿放电实验,采用高速相机记录金属颗粒的运动过程,并对结果进行分析和讨论。研究结果表明:存在一个临界气压值,当气压低于该值时,金属颗粒的存在对空气间隙的击穿特性基本没有影响;当气压高于该值时,金属颗粒在电场作用下的运动会导致空气间隙的击穿电压明显降低,并稳定在一个较小的电压值附近。

碳铜电极在不同极性下的燃弧特性分析

刘志伟, 陈少昆, 李成坤, 朱银龙, 高晋峰

2020(2): 25-29. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.02.005

摘要 ( 302 )

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电弧侵蚀对电接触材料寿命及触头可靠性有重要影响。基于电弧烧蚀实验平台进行碳、铜配对下不同极性的电弧侵蚀实验,分析其燃弧特性。分别研究了燃弧过程中的电压、电流波形、燃弧光谱特性、燃弧形貌以及电极烧蚀形貌。研究发现:当碳、铜配对时,主要以侵蚀阳极为主;铜为阳极时,铜电极表面被侵蚀后会形成熔融铜;碳为阳极时,表面材料转移严重,碳材料表面形成烧蚀坑。同时,材料转移会影响弧根运动,进而影响电弧烧蚀,进一步影响材料转移情况。研究成果可为优化基于碳、铜材料配对的电接触系统提供一定参考。

LC串联谐振型双向DC/DC变换器研究^*

罗敏, 梁晖

2020(2): 30-40. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.02.006

摘要 ( 377 )

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针对传统双向DC/DC变换器开关管有源桥(DAB)存在回流功率大、软开关范围有限且开关管均在电流峰值处关断等问题,引入电感电容谐振网络,对LC串联谐振型DC/DC变换器进行研究。采用基波分析法建立了LC串联谐振型DAB变换器近似等效电路模型,推导了变换器的功率传输、输出电流表达式。详细阐述了其在移相控制方式下的工作原理、功率传输特性、软开关实现条件以及三种软开关。变换器在实现软开关的同时,谐振腔电流更接近于正弦,开关管关断电流较小,降低了关断损耗,并且可以改善系统电磁兼容特性。利用MATLAB/Simulink仿真软件验证了LC串联谐振型DAB变换器的原理和控制方法的正确性,最后搭建硬件实验平台,实验结果验证了电路拓扑原理及其控制策略的正确性和可行性。

用户侧光储充一体化智能微电网系统应用研究^*

单栋梁, 刘向立, 徐利凯, 王聪慧

2020(2): 41-46. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.02.007

摘要 ( 382 )

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随着电动车辆充电需求功率不断增大,规模化的电动汽车充电可能会导致配电网运行指标越限,同时还可能引起系统峰值负荷增长等问题,进而对系统输电和发电能力造成压力。针对上述问题,结合分布式能源的特性,分析不同微电网系统的优缺点,结合客户实际需求,给出工程配置原则及方法,分析项目收益。由此实现了以光养桩,削峰填谷,平抑充电负荷波动,降低电网容量压力,提高供电可靠性,具备良好的推广前景。

局部遮阴下光伏阵列的最大功率点追踪策略

王传捷, 谷廷坤, 吴昊

2020(2): 47-53. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.02.008

摘要 ( 260 )

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PDF (1535KB) ( 272 )

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在局部遮阴的情况下,光伏阵列的P-U特性曲线会出现多个局部最大功率点。传统的最大功率点追踪方法可以准确追踪到均匀光照下光伏阵列的最大功率点,然而在局部遮阴下则容易陷于局域最大功率点。针对这一缺陷,通过分析局部遮阴下光伏阵列的P-U以及I-U特性曲线,使用改进的扰动观察法追踪到所有的局域最大功率点,从而追踪到全局的最大功率点。MATLAB/Simulink仿真结果表明,该方法能够非常准确地追寻到全局最大功率点。

一种Boost级联式高增益DC/DC变换器^*

段宛宜, 王辉

2020(2): 54-60. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.02.009

摘要 ( 304 )

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提出了一种Boost级联式高增益DC/DC变换器,并将其应用于光伏发电系统中。该变换器利用boost电路级联技术提供高电压增益,结构简单、无需复杂的控制策略。对所提变换器工作原理及其性能特点进行分析,通过PSIM环境下的仿真模型和一台功率为400 W的实验样机验证理论的正确性和可行性,结果显示所提变换器在额定工况下效率可达92.1%。

满足DP3动力定位要求的综合电能系统设计分析

贾颖晖, 韩朝珍

2020(2): 61-66. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.02.010

摘要 ( 183 )

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随着国内海洋工程项目的不断增多,海洋工程项目复杂的作业对新技术的要求不断提升。5 000 t起重铺管船是一艘具有多功能作业需求的海洋工程船。全船采用综合电能系统,并满足DP3动力定位能力要求,以确保系统设计满足所有复杂的作业需求。通过对背景工程不同工况下电力负荷计算、系统短路电流计算、系统电压等级确定、接地方式确定、谐波分析、潮流计算等综合电能系统构架的分析,为类似起重铺管项目提供一定的设计参考。

基于嵌入式平台的NFC购电卡通信测试仪设计与实现^*

包岱远, 潘俊涛, 李伟坚

2020(2): 67-72. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.02.011

摘要 ( 194 )

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针对当前NFC购电卡由于生产厂家和生产条件不同而导致存在性能差异问题,设计一种基于嵌入式平台的NFC购电卡通信测试仪,基于包含FPGA和ARM的嵌入式平台,通过FPGA技术实现NFC通信的调制解调及编码解码,并通过ARM实现PC端与FPGA端的信息交互;另外,通过开发在PC端使用的用户交互软件,测试人员可实时控制仪器的输出参数,提高测试仪的灵活性和适用性。

智能变电站二次设备特有逻辑校验软件研究及应用

张艺渊, 颜育奇, 曾志宏, 易孝峰

2020(2): 73-77. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.02.012

摘要 ( 243 )

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智能变电站的二次智能化设备检验中,特有逻辑的校验时间占很大的比重,缩短特有逻辑的校验时间是缩短停电检修时间、保证电网供电可靠性的重要任务。介绍了一种智能变电站二次设备特有逻辑校验软件,将智能变电站二次设备重新分类,采用问答表和循环判断的方法,根据试验情况自动判定结果的正确性,自动生成标准试验报告。经现场调试、测试并应用于漳州地区电网实际生产中,证明能够有效缩短特有逻辑校验时间,减少停电时间,产生效益。

低压直流供配电技术

宋江颂

2020(2): 78-83. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.02.013

摘要 ( 268 )

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双电源/双回线路的交流供配电系统,由于不能长期并联运行,当某一回路发生故障或闪络时,通过母联开关把正常回路联到停电回路。由于切换需要一定的时间,且不能保持供电的连续性,导致用户负载跳停,还有可能扩大供电故障范围。根据统计和分析,直流供配电系统有独特的优势,在低压供配电系统中,采用双回线路直流供电能够克服交流供电这一缺点,能够满足用户供电的连续性的要求。研发了一种用于低压供配电系统的直流供配电技术,经过实际运行检验,证明供电安全、可靠,供电连续性好,运行成本低,占用场地小,并具有一定的节能效果。

加速退化机理一致性判别试验测试系统设计与实现^*

司爽, 叶雪荣, 王淑娟, 郑博恺, 张宏宇

2020(2): 84-88. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.02.014

摘要 ( 231 )

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开发了具有数据采集、导出及处理功能的加速退化机理一致性判别试验测试系统。针对某型电阻器,以试验经费为限制条件、以提高加速退化模型参数估计准确度为目的,对加速退化机理一致性判别试验的样品量、试验时长进行优化,进而给出试验方案。根据所需测试的参数,设计实现了试验测试系统的软件和硬件部分。该系统具有测试精度高、自动化程度高、可测样品数量大、可测器件种类多等特点,为失效机理一致性分析及可靠性评估提供了数据基础。

低压有源电力滤波装置噪声测试准确度研究

周大俊

2020(2): 89-92. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.02.015

摘要 ( 218 )

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针对低压有源电力滤波装置噪声测试,介绍了噪声的测试方法,阐述了噪声测试的原理模型和噪声测试准确度影响因素,通过噪声测试准确度理论与实证,提出了低压有源电力滤波装置噪声测试注意事项。

电子式电流互感器的温度试验研究^*

侯春光, 阎文博, 高有华, 曹云东

2020(2): 93-98. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.02.016

摘要 ( 251 )

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电子式电流互感器在工作原理、结构等方面与传统电磁式电流互感器有很大的不同,通过全温度循环试验的方式,对有源电子式电流互感器的温度特性进行分析,其中Rogowski线圈电子式电流互感器受环境温度变化影响很大,对LPCT线圈电子式电流互感器的影响可以忽略不计。根据Rogowski线圈电子式电流互感器系统各组成部分的特点,在理论研究方面对影响Rogowski线圈电子式电流互感器性能的温度等干扰因素进行了详细分析,并通过BP神经网络算法对Rogowski线圈电子式电流互感器进行补偿。结果表明,补偿后的互感器符合0.5级互感器准确度要求,在-40~70 ℃温度变化范围内比差小于±0.5%,角差小于±10',验证了BP神经网络算法补偿的有效性。

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