电器与能效管理技术

低压配电电缆巡检用非接触式电压传感器的仿真与实验分析^*

林成镇, 郑昕

2020(7): 1-7. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.07.001

摘要 ( 209 )

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由于传统电力线缆巡检需传感器与待测电缆接触,影响线路的结构参数,以及非接触测量传感器的精度影响其应用,提出了一种基于波形分析的非接触巡检方法。利用多点非接触电压传感器的测量波形,实现低压配电电缆的错接检测与探损,降低单个非接触式电压传感器测量精度带来的影响。利用Ansoft Maxwell进行建模仿真,确定圆筒形的结构最为合适,并通过对不同规格圆筒形感应电极的仿真分析其影响因素;在空载和带载条件下,对传感器线性度和稳定性进行了实验分析。结果表明所提出的方法可以有效实现电缆的探损和错接检测。

计及全电路分布参数影响的CVT频率特性分析及传递系数修正策略

刘可, 王轩

2020(7): 8-15. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.07.002

摘要 ( 209 )

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基于电容式电压互感器(CVT)电路结构,建立计及全电路分布参数的电路等效模型,并提出一种基于Y-Δ等效变换的级联分析法,以解决考虑复杂分布参数时难以简化等效电路和推导传递函数的难题。从频率特性角度,详细分析补偿电抗器分布电容、中间变压器一次侧、二次侧各自对地分布电容及一次侧、二次侧耦合电容等关键参数对谐波传递特性的影响,为优化CVT参数设计、改进生产工艺提供指导。在此基础上,提出一种基于3层BP神经网络算法的谐波传递系数修正方法,以提高CVT谐波测量精度。最后,根据工程实测数据,验证了方法的有效性。

基于碳化硅的高功率密度矩阵变换器

黄蕾

2020(7): 16-24. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.07.003

摘要 ( 153 )

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总结了矩阵变换器的主要电路拓扑和双空间矢量调制方式。针对四步换流法和两步换流法存在的问题,提出在碳化硅结型场效应晶体管(SiC-JFET)矩阵变换器中采用四步换流法、三步换流法和直接换流法相结合的换流方法。新一代SiC-JFET管具有高电压应力、低通态阻抗、高开关频率等特点,适合应用于如高功率密度矩阵变换器等场合。设计了基于1 200 V/6 A SiC-JFET的直接式矩阵变换器样机,样机开关频率为200 kHz,功率密度为3 kVA/L,讨论了矩阵变换器样机的结构设计。实验结果证明,SiC-JFET适合应用于高开关频率、高功率密度矩阵变换器。

非理想Buck变换器建模与控制研究^*

张玮麟, 刘东立, 张耀昌

2020(7): 25-28. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.07.004

摘要 ( 246 )

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在考虑寄生参数的情况下,分析了非理想Buck变换器工作原理,运用状态空间平均法建立非理想模型下控制到输出的动态数学模型。为了消去控制到输出数学模型中的零点,在控制电路中设计了相应的惯性积分补偿网络,对整个闭环控制系统进行了性能分析。通过仿真分析和样机实验测试,验证了设计的惯性积分补偿网络使得整个Buck变换器具有抗干扰能力强、动态性能好的优点。根据非理想Buck变换器建立的数学模型为其他电路的分析提供了相应的理论依据,具有一定实用推广价值。

高维多目标极值优化算法的中点钳位型三电平逆变器设计方法^*

李民英, 陈宇, 戴瑜兴

2020(7): 29-35. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.07.005

摘要 ( 190 )

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特定谐波消除技术(SHEPWM)在降低直流侧电流纹波、提高电力质量等方面发挥着重要的作用。SHEPWM难题的本质是计及多性能指标的高维多目标约束优化问题,提出了基于高维多目标极值优化算法(MaOPEO)的三电平SHEPWM技术,克服了单目标智能优化算法性能评价函数过于简单、权重系数难以精准确定等问题。所提方法首先以特定阶次谐波最小化和输出电压波形的总谐波畸变率最小化建立高维多目标优化函数,再设计高效的MaOPEO进行求解,最后选取1/4周期3角度SHEPWM方程组为测试案例,与基于捕食者策略的遗传算法和多目标遗传算法的SHEPWM对比,验证了所提方法的有效性。

考虑梯次电池安全裕度的储充电站优化控制方法^*

奚培锋

2020(7): 36-41. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.07.006

摘要 ( 156 )

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为应对未来动力电池大规模退役带来的梯次利用需求,针对梯次电池用于储充电站的应用场景,提出了一种基于梯次利用寿命周期内电池健康评估模型的储能充电站能量优化控制方法。基于动态安全裕度的分析,所提方法可降低用电成本,同时有效延长梯次电池的循环寿命。算例分析验证了方法的有效性与经济性。

机车主断路器储能电容恒流充电控制

宋玉帛, 马少华

2020(7): 42-45. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.07.007

摘要 ( 237 )

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目前机车真空断路器操动机构合闸线圈供电方式采用储能电容供电成为主流。使用模糊控制方法输出PWM波形控制电容的充电电压,使充电电流波形基本恒定,降低了能量在限流电阻上的损耗,并可通过调整设定值灵活调整充电电流。为验证模糊控制的可行性,在Simulink中搭建模糊控制系统和主电路,对充电过程进行仿真。仿真结果表明通过调整IGBT占空比实现了电容的恒流充电,避免电容受到大电流冲击,提高储能电容的使用寿命,降低了机车因频繁过相分合闸引起的储能故障。

一种新型快速隔离开关的设计

纪江辉, 孙广涛, 李树昆, 郅娇娇, 李燕燕

2020(7): 46-50. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.07.008

摘要 ( 219 )

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直流输电的发展与直流断路器的应用对隔离开关及其操作机构提出了快速、小型化、经济性等新的需求。目前国内外快速隔离开关多采用电斥力操作机构,已实现2 ms以内形成绝缘隔离断口,但电斥力操作机构存在成本高、机械寿命短、体积大等问题。提出了一种永磁与气动相结合的快速操作机构,达到了简化控制回路、减小体积、降低成本及提高可靠性的目的,并借助Infolytica MagNet有限元分析软件辅助设计模拟验证方法的可行性。理论与试验结果证明,方案达到设计要求,同时验证了方法的可行性。

磁调制式直流剩余电流保护器的研究和设计

马铁峰

2020(7): 51-58. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.07.009

摘要 ( 304 )

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目前国内充电桩普遍采用A型剩余电流保护器,而其存在保护局限性,无法有效地对充电桩故障进行全方位的保护。为了满足充电桩行业的发展需求,设计了一种磁调制式直流剩余电流保护器。对磁调制器工作原理进行数学建模分析,对磁调制器一次绕组、二次绕组、被测负载电流的关系进行了分析,采用双磁芯磁调制技术方案,磁调制式直流剩余电流保护器可实现A型剩余电流保护器+DC 6 mA剩余电流保护器组合保护功能。

快速真空开关的仿真与试验研究

周柳

2020(7): 59-64. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.07.010

摘要 ( 144 )

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为了协调快速真空开关运动速度和使用寿命之间的矛盾,采用电磁斥力机构与永磁操动机构相结合的操动方式,其间采用弹簧驱动,能够减轻运动质量,从而减小刚分时间。针对电磁斥力机构驱动动触头快速分闸到位后反弹到闭合位置现象,分析了涡流及合闸线圈环流产生的会削弱永磁铁的磁场,从而对电磁斥力机构的运动特性产生较大的影响。在此基础上提出了3种改进措施,并通过试验验证了措施的有效性以及实际应用的可行性。

基于中间件的小型断路器数字化车间数据采集及控制系统 ^*

闫俊涛, 吴自然, 吴桂初, 舒亮

2020(7): 65-71. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.07.011

摘要 ( 176 )

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针对小型断路器企业数字化转型遇到的实时数据采集的瓶颈问题以及实际的需求,结合具有高通信协议兼容性、高并发、高效率、高稳定性等特点的EasyStudio中间件业务处理平台,提出并实现了具有通信协议可灵活转换、易操作、软硬件双向交互、扩展性及可移植性强、产品生产数据可追溯等特点的基于中间件的小型断路器数字化车间数据采集及控制系统。根据系统在工业现场获取到的生产数据的情况,表明系统能够实现车间生产数据的实时、准确、全面的采集、转发和存储,以及在数据异常的情况下对相应的硬件控制器进行反向控制。数据采集系统为生产车间的数字化、智能化提供了强有力的数据支持及可视化交互接口。

电力自动化装置插件的流水线自动测试系统设计

范文, 周兆庆, 徐严, 陈寒举

2020(7): 72-76. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.07.012

摘要 ( 160 )

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针对电力自动化装置插件种类多、数量大的现状,目前采用的半手工半自动测试方法测试效率低、准确度不高,提出一种流水线自动测试系统的设计方案。测试夹具和测试仪器之间通过高密度转接端子连接,仪器端口资源丰富,测试仪器端口在连接器上的布局不随测试对象变化而变化,只需要通过更换夹具来完成不同测试对象的测试工作,扩展性强,适用于多种类的插件功能性测试。完全自动化的线体部分,测试过程中不需要人为干预,基于LabVIEW的测试终端程序,实现与插件、PLC、测试仪器的交互,测试数据自动写入MES数据库,实现测试信息可追溯。实践证明系统可以高效地完成测试任务,准确定位故障,提高测试效率。

工业互联网平台的云组态技术研究

柴熠, 吴彬, 彭健

2020(7): 77-80. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.07.013

摘要 ( 183 )

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介绍了国内外主要组态软件产品及应用情况,阐述了传统组态软件的特点及问题;分析并给出了工业互联网平台云组态技术特点及云组态的关键技术;介绍了当前工业互联网平台的云组态技术应用情况。最后对工业互联网平台云组态技术的发展进行了展望。

基于边缘计算网关的企业用电行为可视化分析

沈颖, 李昌

2020(7): 81-86. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.07.014

摘要 ( 187 )

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采用边缘计算网关对企业用电行为进行可视化分析。针对物联网大数据可视化实时性要求,提出核心可视化数据结构模型,建立企业端和数据云两者数据结构映射,分离数据处理和可视化业务,给出云和端的企业用电行为数据模型,最后基于echart的可视化完成企业用电行为分析。算例采用某制造行业用户端电力负荷数据,给出可视化分析的部门业务,采用边缘计算对企业用电行为数据进行分析计算,通过物联网实现数据交互,在云端实现可视化互动。算例结果表明所提方法在可视化响应速度提升和业务扩展性方面具有一定实用性。

基于硬件在环的低压电器自动化测试软件设计

沈文婷

2020(7): 87-90. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.07.015

摘要 ( 109 )

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基于硬件在环系统设计了一种低压电器自动测试系统,可进行温升测试、电压测试和电流测试及相关测试,并通过人员授权等方式,提高系统的执行安全性。通过对虚拟仪器的快速编程,减少了人为操作的次数,提高了测试效率,加速了对低压产品的检测。管理员可通过授权特定测试人员进入系统的方式,提高测试人员的工作效率。

配电变压器监督抽查结果与损耗准确测量研究

马桂芬, 袁小娴, 蒋海, 董时

2020(7): 91-95. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.07.016

摘要 ( 138 )

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根据2017~2019年配电变压器的国家质量监督抽查数据,找出近年抽查结果中主要质量缺陷,针对其中合格率最低项目中的空载损耗和负载损耗参数测量问题进行分析,通过损耗测量系统误差基本源和测量结果不确定度的研究,探讨影响损耗准确测量关键技术、结果符合性控制策略及不确定度评估要点,为配电变压器设计和质量管控提供参考。

基于LabVIEW的有源电力滤波装置数据采集系统

辛皓天, 何朴芳, 史贵风

2020(7): 96-99. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.07.017

摘要 ( 207 )

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在有源电力滤波装置的研发过程中,需要对电路参数、功能特征进行试验验证。现阶段应用于采集及研发分析的数据采集系统不能满足有源电力滤波装置整个研发阶段的需求。针对这一现状,设计了一种可以应用于研发试验和委托试验的数据采集系统,实现了对有源电力滤波装置运行状况的实时监控、异常报警的功能,以及自动计算产品谐波滤除率、总谐波滤除率、响应时间、有功功率损耗等指标参数的功能,同时也实现了产品交流输入过欠压保护、输出过电流保护、限流保护等保护功能的验证。经过试验验证,设计的采集系统能够满足有源电力滤波装置研发过程的运行数据在线监测、特征参数自动计算的智能化需求,完成相关标准的试验项目测试。

输电线路无人机可视化监控平台的设计与实现

翟瑞聪, 李雄刚, 张峰

2020(7): 100-104. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.07.018

摘要 ( 148 )

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输电线路无人机可视化监控平台已成为保障线路安全运行的一种新的经济可行手段。介绍了输电线路无人机可视化监控平台的功能结构、无人机监控接入及采集数据的可视化展示内容,包括机巡计划和作业进度可视化展示、无人机实时状态及图传数据可视化展示、高分辨率航空影像数据可视化展示、激光点云数据可视化展示、倾斜摄影数据可视化展示等的功能结构及其设计与实现方案,对提高运维人员掌握线路状态水平、保证输电线路安全可靠运行具有重要意义。

潜心攻关九年,为电动汽车充电保驾护航

2020(7): 105-105.

摘要 ( 10 )

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