电器与能效管理技术

基于泛在物联的输电线路智能巡检技术综述^*

吴凯东, 缪希仁, 刘志颖, 庄胜斌, 江灏, 陈静

2020(3): 1-7. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.03.001

摘要 ( 297 )

HTML ( 14)

PDF (1681KB) ( 656 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

我国输电线路覆盖范围广、距离长,但输电线路在线监测及巡检的信息并不全面与可靠,存在与变电站信息不对称的问题,造成智能电网安全可靠运行的非均衡性。当前泛在电力物联网的发展,为输电线路巡检技术提供新的研究与应用方向。提出了基于泛在物联的输电线路智能巡检系统的基本框架,根据其系统组成和功能需求,重点分析了主要的关键技术,包括输电线路取能技术、全自主导航无人机巡检技术、巡检数据泛在物联通信技术、巡检图像目标检测与智能故障辨识技术。有效综合多个技术领域的输电线路智能巡检系统,可创造更高的经济效益和社会效益,具有重要的工程应用价值。

塑壳断路器操作机构疲劳寿命仿真研究

马龙涛, 戴铭磊

2020(3): 8-13. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.03.002

摘要 ( 198 )

HTML ( 7)

PDF (2922KB) ( 443 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为了准确地评估塑壳断路器操作机构的疲劳寿命,本文基于刚柔耦合分析、材料的抗疲劳性能理论及疲劳累积损伤理论,主要利用刚体动力学软件ADAMS及疲劳分析软件nCode,建立了塑壳断路器操作机构疲劳寿命仿真模型。通过仿真分析,得到了塑壳断路器主要部件的疲劳寿命及薄弱点,完成了主要部件的材料选型,验证了疲劳寿命仿真方法的可行性。

受电弓通过分段绝缘器时电弧转移特性研究

陈少昆, 景所立, 林光华, 李成坤, 段绪伟

2020(3): 14-22. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.03.003

摘要 ( 180 )

HTML ( 2)

PDF (4594KB) ( 366 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

受电弓通过分段绝缘器时,往往会产生电弧,且由于分段绝缘器两端数千伏高压,电弧往往难以熄灭,电弧转移时间过长将对分段绝缘器造成烧蚀损伤,影响铁路安全运营。分段绝缘器中电弧的转移以及弧根的演变对其燃弧、熄弧性能有重要影响。基于磁流体动力学理论(MHD),建立了受电弓过分段绝缘器空气电弧数学模型,研究了不同招弧角角度电弧转移过程,分析了转移过程气流场、电磁力、温度场以及电弧电压的变化,得到了受电弓过分段绝缘器弧根转移的根本原因。研究表明:随着招弧角增大,电弧转移速度呈现先增大后减小趋势;此外,角度增大使得电极间距变小,降低了电弧拉弧能力,最终得出60°为招弧角最优解。

多芯体避雷器时变温度场仿真研究

郝双, 曹云东, 耿莉娜, 崔巨勇, 李静

2020(3): 23-27. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.03.004

摘要 ( 108 )

HTML ( 1)

PDF (2306KB) ( 243 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

剩余电流导致氧化锌避雷器芯体有一定的温升,进而造成氧化锌电阻阀片的老化,其老化程度受温度分布和温升大小影响,因此研究直流避雷器时变温度场分布有重要意义。以YH20WDB1-188多柱并联直流氧化锌避雷器为例,根据传热微分方程及补充方程,进行了时变温度场仿真计算,得到的避雷器不同位置的计算结果与实验数据吻合。对比分析单支芯体与避雷器整体的温度分布及升温速度,仿真分析结果有助于多柱并联避雷器的结构优化和电阻片老化特性分析。

外岛港区电站网络的动态特性分析与仿真

柴彬, 周俊明, 李伟伟, 展山山, 赵雪

2020(3): 28-37. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.03.005

摘要 ( 109 )

HTML ( 1)

PDF (2683KB) ( 241 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

研究外岛港区生产作业在独立电站网络组网结构下的动态特性分析,由于通常采用多路可切换模式,负载工况动态范围大,不同组网模式,导致状态分析难以由单一模型展开,对整个港区的供电保障安稳调控系统分析设计提出巨大的挑战。通过对一类梯形供电网络在不同组网模式下的结构分析,建立电站网络各节点的输出电磁功率、转速和励磁电压等动态特性模型,可设计和验证控制器维持输出电磁功率和发电机组端电压稳定的特性,并对系统在拓扑结构改变时的动态响应做出分析。最后,通过在故障时系统能够保证负载电力供应的可行性仿真,证明此梯形电站网络能够有效处理突发故障。

基于频带能量特征提取的10 kV固体绝缘柜表面放电音频信号识别^*

侯春光, 孙小涵, 赵长权, 曹云东

2020(3): 38-42. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.03.006

摘要 ( 179 )

HTML ( 2)

PDF (1354KB) ( 314 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为准确监测10 kV固体柜的绝缘状况,提出了一种基于小波包频带能量特征识别的绝缘状态识别的方法。使用音频捕获设备获取固体绝缘柜表面放电及工作环境的音频信号;建立小波包基,通过正交分解得到高频信息和低频信息;通过分析音频信号的频谱特征来进行适当的分割,计算每个频率段的能量;最后,将每个频率段的能量归一化来建立特征向量,作为状态识别的依据。将表面放电声音和环境噪声的特征向量输入到支持向量机中,进行绝缘状态的分类和识别。通过试验数据分析,验证了小波包分析和支持向量机结合可以准确地确定固体绝缘开关设备的表面放电。

双电源转换开关电网信号检测电路设计

黄雨龙, 李靖, 田新疆

2020(3): 43-49. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.03.007

摘要 ( 162 )

HTML ( 2)

PDF (2527KB) ( 310 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

风能的波动性、间接性和随机性等特性对接入风电的电网运行特性和电能质量(如电压、频率偏差)造成影响。双电源转换开关作为电网中连续供电的一种保障,广泛应用于各种重要负载场合。完成电网信号现场参量及其检测是双电源转换开关的首要任务之一。针对风电机组并网运行中的电网电能质量问题,就双电源转换开关电网信号检测电路分别进行了硬件和软件设计。硬件设计以TMS320F28335数字信号处理器为核心控制模块,利用其内部的模/数转换器和捕获模块对电网中的电压和频率进行检测;软件设计则编写了电压和频率的采样和算法程序。该电网信号检测电路具有采样精度高、硬件成本低、检测算法简单等优点,可以最大化保障重要负载的连续供电。

小规格双断点塑壳断路器短路分断性能研究

蒋顾平, 丁飞, 曹健

2020(3): 50-54. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.03.008

摘要 ( 548 )

HTML ( 98)

PDF (2062KB) ( 743 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

在小规格双断点塑壳断路器的设计中,为了实现过载和瞬动特性,使用直热双金-螺线管电磁铁式脱扣器,但脱扣器的结构能够承受的能量也会因此降低。采用增加内阻的方法,可以将短路分断的电流和能量降低,在小规格电流段实现高短路分断能力。

一种大容量接地开关触头结构的电动力分析与计算

王家鑫

2020(3): 55-58. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.03.009

摘要 ( 139 )

PDF (4283KB) ( 315 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

大容量接地开关的接地动触头触指数量多,静触头结构复杂,通过峰值电流时,常规的解析法无法进行精确的计算。采用有限元分析方法,针对复杂的实例,建立了有限元模型,采用仿真的方法,分析每只触指上的电流分布,结合公式,计算出作用在触指和静触头联接处的电动力,以此作为触指弹簧接触压力的设计依据,并通过试验验证。

单断点塑壳断路器在UL 489高故障电流试验中的测试分析

胡刚

2020(3): 59-62. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.03.010

摘要 ( 178 )

PDF (2754KB) ( 326 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

介绍了单断点塑壳断路器在UL 489高故障电流试验中的若干问题,并对比了UL 489与GB 14048.2中分断的判断与外界条件及其试后试验,分析了单断点对于双断点在出气与灭弧上的区别,所得结论能为单断点塑壳断路器运用在UL 489中提供依据。

基于非连续脉宽调制的T型三电平容错控制^*

侯蕊欣, 朱学洲, 胡道玖

2020(3): 63-69. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.03.011

摘要 ( 153 )

PDF (2935KB) ( 221 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对T型三电平逆变器内管故障问题,提出了一种基于非连续脉宽调制(DPWM)的故障容错控制策略,策略既可以在单相、两相和三相内管故障后安全可靠运行,又可以实现中点电压波动最小。分析了中点电压的控制方法,根据故障对电流方向的影响提出了两种调制方法;探究了系统在基波周期内平衡的必要条件,并找到了非故障状态下的最优钳位方法;依据故障类型及其调制方法,详细分析了各种故障状态下钳位方法的选择,实现了中点电压波动最小的DPWM容错控制;最后,通过实验验证了DPWM容错控制的可行性和优越性。

风力发电机柔性变桨驱动及控制方法研究^*

范必双, 李泽扬, 魏国强, 姚淦洲

2020(3): 70-76. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.03.012

摘要 ( 151 )

PDF (1489KB) ( 317 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

近年来,随着交流变桨系统的大量使用,风机关键承力部件的质量问题频出,由于交流变桨驱动电机输出扭矩大,叶片、齿轮和轴承等频繁地承受过大的瞬时扭矩,容易出现开裂等结构性的损伤,最终导致风机损坏。传统的控制策略仅仅是通过简单的满足功率最优的原则,而未考虑在不同工况和风速下其控制对风机承力部件疲劳寿命的影响,在变桨时也无法降低机组关键部件的疲劳应力和冲量。针对以上问题,从探索风机伺服变桨驱动器力矩随着风速波动变化的一般规律入手,设计转矩平滑上调系数和转矩平滑下调系数控制变桨驱动器输出转矩回收量的大小,保证在不同强度风力变化时都能够很好地缓解叶片、齿轮和轴承所受到的冲击,并利用仿真对提出的方法进行验证与修正。

应用于离网光伏系统的三端口变换器研究

周宙, 李欢欢, 毛行奎

2020(3): 77-82. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.03.013

摘要 ( 109 )

PDF (2102KB) ( 255 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

由于离网光伏发电系统输出功率受自然因素影响,具有间歇性和不稳定性,所以引入储能系统和与其配套的多输入变换器来对光伏输出削峰填谷是必要的。考虑到作为传统能量流通桥梁的Buck/Boost电路采用开关器件较多,提出了一种主电路为Boost电路的三端口变换器,在实现储能端能量双向变换功能的基础上具有器件少、成本低、控制简单等优势。从系统拓扑原理出发,详细阐述了系统双输入与双输出运行模式下的能量流动方式,论述了具体的控制方式;最后通过仿真及实验验证了系统的正确性和可行性。

高效率LLC谐振变换器参数设计研究

任兴强, 夏添, 江洪伟

2020(3): 83-87. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.03.014

摘要 ( 138 )

PDF (1412KB) ( 330 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

LLC谐振变换器具有全范围内实现软开关、低EMI、高功率密度等优势,在通信电源、LED、车载电源等领域内被广泛应用。输出宽范围的条件下,针对谐振腔计算过程,在低谐振频率处提供一种波形模板计算方式,从而得出准确的谐振器件参数。在Simplis平台对LLC谐振期间参数进行仿真,仿真结果验证了参数设计的合理性。

低压成套设备内燃弧故障试验解析

周大俊

2020(3): 88-91. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.03.015

摘要 ( 204 )

PDF (3092KB) ( 656 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

介绍了低压成套设备内燃弧故障试验方法和准则,通过分析试验波形图和试验过程,阐述了其试验目的和必要性。比较了应用在不同领域的成套设备内燃弧故障试验,分析了在工业、核电以及高压环境下内燃弧故障试验差别的原因及关键。总结了内部燃弧故障危害和防护措施。

美国舰用塑壳断路器的鉴定试验研究

张莹莹, 沈海鹰

2020(3): 92-96. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.03.016

摘要 ( 159 )

PDF (1691KB) ( 307 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

通过对美国舰用塑壳断路器(MCCB)标准中鉴定试验进行研究,并结合其产品情况进行解析,得出美国舰用MCCB鉴定试验的特点,对于我国舰用塑壳断路器的发展有较好的参考价值。

能量损耗系统化分类与新型能效评估指标

朱永强, 高晨格

2020(3): 97-103. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.03.017

摘要 ( 188 )

PDF (1390KB) ( 224 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

减少能量损耗、科学评估能效、制定有效节能措施对能源利用具有非常重要的意义。对生产作业中的能量损耗进行了系统的分类,定义了直接无效能量、间接无效能量、伴随无效能量以及独立无效能量等概念,有助于判断节能措施是否有效,可以指导节能措施的设计方向。同时提出了损耗比以分析生产作业的耗能情况。最后定义了节能潜力的评价指标并给出了指标应用示例,有助于决策者制定当前目标作业的节能措施,以更准确地评判不同节能措施的有效性。

考虑风光预测误差的电力系统风险规避评估模型^*

刘俊超, 方绍凤, 张群, 廖圣桃, 牛犇

2020(3): 104-109. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.03.018

摘要 ( 130 )

PDF (1258KB) ( 277 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为更准确地评估电力系统在较短时间内的风光消纳情况,需考虑风光联合功率的预测误差。提出了一种考虑风光联合出力的概率优化模型,并引入CVaR来量度风光的不确定性给发电调度带来的弃风弃光和失负荷风险损失。在概率优化模型中,每个风光联合出力值对应一个分布概率,并用其度量电力系统中的运行风险。以系统运行效益最大、风险规避程度最大为目标,从效益和风险两个方面评估风光预测误差对系统运行的影响,得到最优权衡风险和效益的调度方案。与传统区间优化模型进行对比,算例结果验证了所建模型的合理性和有效性。

当期目录