电器与能效管理技术

电磁继电器触簧系统关键装配参数退化建模与可靠性评估^*

朱旭晴, 梁慧敏, 张家赫, 陈昊, 唐伟

2020(4): 1-6. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.04.001

摘要 ( 223 )

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分析了继电器触簧系统在循环载荷作用下退化失效过程,进行了不同工况下继电器触簧系统性能退化试验;根据试验数据结合随机不确定性理论,实现了继电器触簧系统性能退化的建模与分析。基于装配参数间隙退化模型,完成了考虑触簧系统关键装配参数退化的电磁继电器可靠寿命评估,为电磁继电器可靠寿命设计奠定基础。

基于宏观参数和微观参数相关性分析的铁路继电器触点性能研究

吕树远

2020(4): 7-10. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.04.002

摘要 ( 154 )

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针对某型铁路电磁继电器,进行了电寿命试验,提取了与触点接触性能密切相关的宏观参数和微观参数。采用皮尔逊相关分析法进行宏观参数与微观参数之间的相关性分析,得到表面算术平均偏差等三维形貌参数和触点接触电阻线性关系明显的结论。

基于递推最小二乘算法的合成试验控制方法研究^*

尹立君, 蔡志远

2020(4): 11-17. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.04.003

摘要 ( 120 )

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PDF (1779KB) ( 275 )

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针对大容量合成试验的精度要求高、实时响应速度快的控制要求,采用了递推最小二乘算法预测短路电流的零点;同时分析了采样精度、采样频率、噪声、频率偏移等因素对预测算法计算精度的影响,并且给出了改进的方法。为了验证算法的准确性,搭建了以DSP为核心器件的合成回路控制系统。试验结果表明,电压回路和延弧回路的实际投入时间与设定时间的误差在50 ms以内,满足合成试验精度要求,保证合成试验的等效性。

ATSE并联转换过程中合环电流及合环选掉技术初探

任山波, 钟允攀

2020(4): 18-22. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.04.004

摘要 ( 293 )

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主要介绍了自动转换开关电器(ATSE)并联转换过程中合环冲击电流的计算方法,同时结合国内外技术对比分析了现有的两种合环选掉方式。通过实例计算为并联转换条件参数的设置提供参考,对并联转换产品的开发有一定的借鉴意义。

入侵检测技术在智能配电系统中的应用研究^*

黄沙里, 郭其一, 柳悦, 黄世泽, 屠旭慰

2020(4): 23-29. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.05.005

摘要 ( 180 )

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近年来智能配电系统在数据化、网络化、智能化方向发展迅速。随着网络空间安全形势的日益复杂,智能配电系统的网络安全问题正面临巨大的挑战。如何检测针对智能配电系统的入侵行为是一个亟待解决的关键技术问题。以控制与保护开关为终端设备的智能配电系统为研究对象,提出了系统的入侵检测关键算法,引用了Relief、MCFS、mRMR 3种特征选择算法分别进行数据降维,运用K近邻算法作为入侵检测系统的分类器,并对比了检测结果。实验结果表明,提出的入侵检测算法能够有效检测智能配电系统遭受的非法攻击。

一种新型自动转换开关电器的操作机构

林泽明

2020(4): 30-37. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.04.006

摘要 ( 225 )

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PDF (5009KB) ( 314 )

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针对自动转换开关电器(ATSE)需要快速动作、双向分合、安全可靠等要求,提出了一种兼容两工作位和三工作位的操作机构。操作机构由一个励磁线圈驱动,采用了一种创新型换向机构来实现双向转换,通过弹簧储能再释放的形式实现与人力无关的分闸/合闸操作。机构简单可靠、转换速度快,不但能实现两工作位操作,也可扩展为三工作位。试验结果验证了操作机构的可行性和有效性。

直流塑壳断路器短接排串联结构探讨

张燕, 王洋

2020(4): 38-41. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.04.007

摘要 ( 386 )

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PDF (2982KB) ( 554 )

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列举了常用的直流塑壳断路器(MCCB)短接排串联形式,并分析了各结构的优缺点。结合产品的实际改进需求,提出了一种直流MCCB短接排串联结构,具有增加限流能力、降低温升、减小体积和增强绝缘等优点。

一种无衔铁式电磁抛载系统设计与试验研究^*

沈璐, 夏宇铭, 王肖闯, 陈健梅, 董永军, 郭景富

2020(4): 42-46. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.04.008

摘要 ( 129 )

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设计了一种新型无衔铁式电磁抛载系统,实现拖曳式水下剖面浮标的浮力自补偿调节功能。通过对电磁铁结构进行理论分析与计算,确定了直流螺管式电磁铁的设计参数,并设计了无衔铁式电磁铁样机。基于对电磁铁的供电特性分析,设计了简单可靠的功率触发电路。经过对装置样机的多次试验测试与分析,结果表明设计满足抛载要求,验证了设计方案的可行性。相比衔铁式电磁铁抛载系统,装置具有结构简单、低功耗、易于密封等优点,可用于小型拖曳浮标系统的浮力调节,可为其他水下设备的抛载系统设计提供参考。

一种塑壳断路器操作机构及受力分析研究

唐庭, 汪泰宇, 徐朋生, 谢凌峰

2020(4): 47-53. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.04.009

摘要 ( 361 )

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根据塑壳断路器(MCCB)操作机构的连杆转化特点及静态特性,绘制了各个关键状态的机构简图,并详细阐述了操作机构的运动原理;同时采用图解法对操作机构的各杆件在某些稳定状态位置及特定瞬态位置进行受力分析,并利用力学平衡原理及正弦定理计算出MCCB的关键五大力学参数:手柄再扣力、手柄合闸力、主拉簧力、触头终压力、脱扣力,为现有的MCCB的操作机构的受力优化及全新的操作机构的设计提供了理论参考。

万能式断路器触头系统电动稳定性的仿真计算

张广智, 尹家灿, 赵鹏, 王琬璐

2020(4): 54-61. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.04.010

摘要 ( 171 )

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PDF (4399KB) ( 343 )

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阐述了万能式断路器触头系统电动稳定性的计算原理、验证方法,介绍了导电桥数学模型的建立,并利用导电桥模型进行了基于Ansys的有限元电磁仿真分析,将仿真结果与实验结果进行比对,验证了仿真计算方法的可行性,可以为工程师设计触头系统提供参考。

基于开关器件的非线性宇称时间对称无线电能传输系统^*

郑益田, 郑宗华, 陈庆彬

2020(4): 62-66. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.04.011

摘要 ( 153 )

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基于非线性宇称时间对称的无线电能传输系统,是一种能在一定距离下保持高效率传输的鲁棒性系统。针对现有系统使用运算放大器来平衡系统增益和损耗,导致系统传输功率较小的问题,提出一种将开关器件作为非线性饱和增益元件的方法,分别采用全桥、半桥和E类功率放大器电路来构建宇称时间对称无线电能传输系统。通过耦合模理论建立电路模型,并进行理论分析。最后通过仿真证明了所提出方法的有效可行性。

多线圈无线电量传输特性分析^*

潘磊磊, 朱翔鸥

2020(4): 67-70. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.04.012

摘要 ( 113 )

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针对多线圈无线电量传输的功率特性和传输效率特性进行分析,得到最大输出功率与工作频率的关系,传输效率与工作频率和负载的关系。通过多线圈无线电量传输等效电路模型,采用Maxwell等软件对内嵌谐振线圈的复合绝缘子进行模型建立,分析多线圈无线电量传输特性。传输特性为接收线圈的电源管理模块设计提供基础,也可应用于35 kV、66 kV、220 kV的多线圈无线电量传输。

基于双边动态电容补偿的ICPT拓扑及控制研究^*

王琦婷

2020(4): 71-76. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.04.013

摘要 ( 110 )

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针对传统固定补偿容量的感应耦合电能传输(ICPT)系统中,输出电压会随负载变化而波动,提出了一种基于磁能再生开关(MERS)双边动态电容补偿的ICPT拓扑,使系统的补偿环节具有可控性。采用电路互感理论和松耦合变压器漏感模型对拓扑建模分析,建立了磁能再生开关与输出电压、逆变器功率因数间的数学关系;通过发射端动态补偿抵消系统输入阻抗的电抗分量,提高功率因数;接收端动态补偿削弱负载变化的影响,稳定输出电压。最后搭建了一台5 V电压输出的试验样机,在负载变化范围内,逆变器功率因数稳定在约0.9,验明了所提拓扑在负载变化时的稳压和功率因数调节作用。

电动汽车无线电能传输系统中Buck电路非理想模型及其效率优化^*

肖静, 吴宁, 冯玉斌, 姚知洋, 郭小璇

2020(4): 77-82. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.04.014

摘要 ( 138 )

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PDF (1222KB) ( 241 )

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为了提高电动汽车无线电能传输(EV-WPT)系统中Buck电路的效率,进而提高系统的整体效率,在原有两种简化模型的基础上建立了带寄生参数和开关过程的更接近实际的非理想Buck电路分段线性状态空间模型。基于频闪映射及相轨迹理论,通过仿真,对三种模型下稳态工作点进行了对比分析。最后,基于非理想模型实现了对Buck电路的效率优化设计。

有源电力滤波器并联方法研究^*

蒋锐, 赵成, 杨为, 黄海宏

2020(4): 83-88. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2050.04.015

摘要 ( 160 )

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有源电力滤波器(APF)因其动态补偿效果好、控制精度高等优点,被广泛应用于电网谐波治理方面。大功率场合下通常需要将APF并联使用,介绍了APF并联技术,着重研究了容量配比方案以及载波相移多重化方案。利用MATLAB/Simulink软件建立两种APF并联系统仿真模型,并按照容量配比方案制作试验样机。对2台APF并联系统补偿阻感负载和阻容负载分别进行了仿真及试验,试验结果均达到了入网要求,证明了两种方案的可行性。

适应配电网动态电压恢复控制的跌落量检测方法研究^*

姜华, 白金花, 沈兴来, 滕松, 胡昇

2020(4): 89-92. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.04.016

摘要 ( 107 )

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针对大量分布式电源接入后的工业园区配电网电压跌落检测问题进行深入分析,开展了基于多dq坐标旋转变换的正负序分离法和基于S变换法的详细设计研究。最后,为验证方法的正确性,在MATLAB/Simulink中搭建了仿真模型,结果表明基于多dq坐标旋转变换的正负序分离检测法更满足电压恢复控制的实时要求,为工程设计奠定理论基础。

低压电力电容器投入过程的暂态分析

夏武, 夏文

2020(4): 93-98. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.04.017

摘要 ( 116 )

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以低压普通型和抑制谐波型的分相补偿电力电容器为研究对象,考虑系统阻抗和负载阻抗等因数构建分补型低压电力电容器等效单相数学模型,进而分析其投入时的暂态过程,得到分相补偿电力电容器投入的最佳理想条件,为电力电容器的智能控制提供理论支撑。最后,通过算例、仿真以及试验验证了上述分析的正确性。

用能系统能量关系的一般表示形式及其影响因素

朱永强, 高晨格

2020(4): 99-105. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.04.018

摘要 ( 193 )

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针对用能设备多种多样,其能量关系也各有不同,提出了用能系统能量关系的一般表示形式,并给出了有效能量输出与能量损耗的一般表达式。进一步分析了比例环节、储能环节、回馈环节对用能系统有效能量输出的影响,分析了各种具体用能过程中有效能量输出和能量损耗的理论基础,有利于制定具有针对性的节能措施。

计及碳捕集设备的电-气互联综合能源系统低碳经济调度^*

周洋, 王进, 任胜男, 龚罗文, 刘婷

2020(4): 106-112. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.04.019

摘要 ( 198 )

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基于碳捕集设备与综合能源系统的结合能够有效提高系统风电消纳能力。提出了一种含电转气、燃气轮机、碳捕集电厂、风电场联合运行的低碳经济调度模型,并引入碳交易机制,以系统综合经济成本最低为目标函数,以电转气功率、燃气轮机有功出力、机组有功出力、碳捕集率为决策变量,考虑电力网络与天然气网络相关约束、电气平衡及机组爬坡约束等。通过算例仿真,分析比较了系统CO₂排放量、系统综合经济成本以及弃风量,验证了所提模型能够有效提高风电消纳能力,具有降低CO₂排放量以及综合经济成本的作用。最后,分析了碳交易价格对系统CO₂排放和运行的影响。

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