电器与能效管理技术

阻隔式直流快速开断过程中的电弧行为研究

彭海波, 李凌霄

2020(9): 1-6. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.09.001

摘要 ( 347 )

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通过基于绝缘窄缝灭弧原理设计的阻隔式直流快速开断装置,在直流开断冲击试验回路开展燃弧实验,研究了电弧在绝缘窄缝中的发展过程,重点分析了绝缘窄缝截面周长、宽度、高度及有效长度对电弧特性的影响规律。最终,得出了绝缘窄缝各参数对电弧特性的影响规律,为进一步发展阻隔式直流开断方法及设计改良装置提供了思路及实验依据。

高压直流继电器双线圈涡流斥力机构仿真优化设计

周宝石, 刘向军

2020(9): 7-12. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.09.002

摘要 ( 396 )

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采用双线圈涡流斥力机构取代传统电磁机构,提高触头分断速度,减小电弧侵蚀,同时减小闭合弹跳。对双线圈涡流斥力机构进行仿真优化设计,为设计新型高压直流继电器提供基础。利用解析法分析涡流斥力机构参数对动态特性的影响,利用Ansoft Maxwell软件建立涡流斥力机构二维数学模型,与MATLAB软件结合进行联合仿真,将布谷鸟算法引入优化设计中,得到涡流斥力机构的最优参数,优化后的涡流斥力机构具有更好的动态性能。

高压直流继电器触头间电动斥力分析

于国飞, 袁仲林, 郑翔

2020(9): 13-17. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.09.003

摘要 ( 442 )

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为了解决高压直流继电器在大短路电流下触头会因电动斥力过大而斥开造成接触失效的问题,基于Ansoft Maxwell对高压直流继电器进行电磁场分析,得到不同电流下触头、导电桥及动簧片的电流密度分布、磁场强度分布及受力情况,并分析了动触头高度、触头间距、动簧片结构对动簧片组件及部件电动斥力的影响。通过短路电流实验,验证了电动斥力理论计算与有限元电磁场分析,实验结果与有限元仿真值误差为2.35%。研究结果为高压直流继电器的优化提供了参考。

飞机直流接触器性能退化及维护研究

于春风, 张溪, 万明明

2020(9): 18-23. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.09.004

摘要 ( 381 )

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接触器是飞机电气系统中最基础的控制元器件之一,近年来海军航空兵飞机接触器故障频发,甚至发生过多起因接触器故障引发的重大飞行安全事故。开展接触器性能检测工作,研究退化规律和维护对策等意义重大,对于提高飞机系统的可靠性具有支撑作用。介绍了接触器在飞机上的实际使用条件和国军标检测方法之间的差异,分析了接触器机上的使用环境,设计了接触器检测试验条件及检测电路,并在自然环境下进行了试验,提出了能够指导部队接触器使用和维护的建议。

基于低压电容器产生谐振电流的机械式直流断路器的研究

何青连, 范彩云, 刘堃

2020(9): 24-29. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.09.005

摘要 ( 269 )

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分析了两种不同拓扑结构的谐振型机械式直流断路器的特点,提出了经济型直流断路器拓扑结构。分析其工作原理,给出了断路器主要元器件参数的理论计算依据,并通过仿真验证了主要元器件参数设计的正确性。所设计的产品成本低、控制简单,可广泛应用于对成本要求较低的中压直流配电网领域。

高压直流继电器性能模糊综合评估方法

韦惠慧, 刘向军

2020(9): 30-35. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.09.006

摘要 ( 296 )

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为了实现对高压直流继电器性能的评估,提出基于云物元理论的模糊综合评估方法。建立高压直流继电器性能指标评估体系,考虑指标参数的随机性和其等级边界值的模糊性,利用云物元理论确定继电器性能指标的隶属度,并将改进的层次分析法和CRITIC法相结合确定组合权重;根据隶属度和组合权重,得到模糊综合评估模型。最后,通过高压直流继电器性能评估实例分析,验证了方法的有效性。

燃料电池电动汽车用DC/DC变换器的设计

张玮麟, 韩猛, 陈昭

2020(9): 36-39. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.09.007

摘要 ( 445 )

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电动汽车用燃料电池具有输出电压变化范围大、输出电压低、输出电流大的特点,为给下级设备供电,中间需增加高增益升压变换器。从减小升压变换器体积和电应力角度出发,设计了电动汽车用三电平Boost变换器。通过对三电平Boost变换器工作原理的分析,运用状态空间平均法建立控制到输出的数学模型,根据模型的求解结构在控制电路中设计了相应的PI补偿网络,对控制系统PI补偿网络进行了性能分析。通过实验,验证了系统的设计补偿网络的准确性与可行性,建立的模型为其他电路的分析提供了相应的理论依据,具有一定的推广价值。

一种基于复合拓扑的数字DC/DC电源设计

宋浩谊, 李永, 廖建军

2020(9): 40-45. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.09.008

摘要 ( 312 )

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提出了一种Buck和全桥相结合的复合拓扑结构,能够降低开关管的压力,同时必要时能够实现拓扑的改变功能。根据数字控制器的特点,采用电压环为外环、电流环为内环的双环控制方法。对Buck和全桥的复合拓扑结构建模,并将双环控制加入模型中,进行建模分析。为了验证复合拓扑和控制方法的实用性,利用MATLAB对设计的拓扑和控制进行了频域和时域的分析。最后设计了一款300 W的数字电源,试验验证了复合拓扑和双环控制的有效性和实用性。

基于H桥Boost电路能馈型直流电子负载研制

金春阳, 阮祥勇, 宋光明, 黄海宏

2020(9): 46-49. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.09.009

摘要 ( 286 )

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针对直流电源低压大电流老化测试所需放电负载,研制了能馈型直流电子负载。前级DC/DC变换器采用H桥Boost电路作为功率电路,实现放电负载特性以及升压和保持输出端电压稳定;后级DC/AC变换器选用TMS320F2812作为主控芯片,采用电流环控制策略以及电网电压前馈控制,使所研制的能馈型直流电子负载能在设定功率下以趋近单位功率因数向电网回馈能量,且并网电流总谐波不超过5%,满足并网要求。

船用逆变器的虚拟柴油发电机组控制策略

詹行行, 刘路辉, 肖雄波, 林云峰

2020(9): 50-56. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.09.010

摘要 ( 227 )

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针对船用逆变器与柴油发电机组并联运行时,加/减载过程中超调量过大、稳态调节时间过长、并/离网过程中需要切换控制模式的问题,提出了一种简化的虚拟柴油发电机组控制策略。建立了虚拟柴油发电机组控制策略的数学模型,分析了控制系统参数对系统稳定性的影响。基于MATLAB/Simulink进行了建模仿真,结果表明所提控制策略能显著减小加/减载过程中超调量,缩短调节时间,在并/离网过程中无须切换控制模式。

并联型有源滤波器直流侧电压脉动分析及电压环改进设计

汪宇航, 王海欣, 黄海宏

2020(9): 57-62. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.09.011

摘要 ( 251 )

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并联型有源滤波器(SAPF)在补偿谐波电流时,直流电容电压会有相应的脉动,会对补偿效果产生不良影响。分别基于三相三线制和三相四线制对电容电压脉动产生的原因进行理论分析,提出在电压环中串入特定频率的陷波器。通过仿真和实验,验证了改进电压环能够降低电容电压脉动带来的影响。

直流电力电子变换器的嵌入式仿真平台研究

樊潇, 潘本仁, 胡斯登, 曲绍兴

2020(9): 63-67. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.09.012

摘要 ( 260 )

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通过讨论电力电子系统建模技术、离散数值积分方法等数字化方法,提出了电力电子模型在通用嵌入式系统中的跨硬件实现方案,并基于STM32,搭建了一套嵌入式系统仿真平台。在多个直流电力电子拓扑上与Simulink仿真结果进行比较,验证了仿真平台的可靠性。

特高压直流输电工程用控制保护柜振动台试验研究

陈向东, 潘国洪, 鲁翔, 黄雄辉, 卓然

2020(9): 68-71. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.09.013

摘要 ( 228 )

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特高压换流站电压等级高、输送容量大、控制策略复杂,因此二次控制柜的运行状况对于保障电网安全运行十分重要。对4台带电状态下特高压输电工程二次设备控制保护柜进行振动台试验,输入抗震设防烈度为9度的人工地震波,检验其抗震性能。试验结果显示保护柜在试验过程中没有结构和电气功能上的损伤,达到抗震要求。

12 kV开关柜内部电弧故障两相试验研究与分析

胡丁尹, 宇文博, 金庆滨, 彭剑飞, 者永祥, 李阳, 冯伦, 何冰

2020(9): 72-78. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.09.014

摘要 ( 316 )

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依据IEC 62271-200:2011或者GB/T 3906—2011标准,对12 kV开关柜进行内部电弧故障两相型式试验时,会出现两相故障发展为三相故障的异常情况,研究了典型试验案例,并通过仿真进行了分析。两相故障发展为三相故障时,电流会增大,引燃的第三相电流起始点对应的该相相电压相位具有不确定性,直接影响着该相最大电流峰值,分析出绝缘器件绝缘失效的原因,为开关柜的性能改进提供参考。

基于物联网的智能抗消谐电压互感器综合保护方法

郭敏, 何国新, 石同恒, 梁广生, 金庆忍, 姚知洋, 陈卫东

2020(9): 79-85. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.09.015

摘要 ( 248 )

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针对中性点非接地系统的配电网中母线电压互感器经常出现一次绕组烧损、高压熔断器熔断及3次谐波电压含有率偏大等问题,分析了电压互感器频繁损坏的机理,比较各种电压互感器保护方法的优缺点,提出了一种基于物联网的智能抗消谐电压互感器综合保护方法,设计相应的装置,开发相应的物联网APP,并投入现场应用,该方法在系统和互感器异常时能正确可靠动作保护电压互感器,同时在系统正常运行时投入真空开关可抑制系统的测量开口的电压偏移,不影响系统的测量和保护,提高了信号的电能质量特性;现场获取监测数据验证了所提方法的可行性与正确性。

基于物联网的农村低压配变台区智能监测系统

王飞, 田乐

2020(9): 86-89. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.09.016

摘要 ( 334 )

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农村电网输电线路漏电保护装置的投保率低,并且传统的漏电保护器脱扣动作后无法检测漏电所在位置,造成农村电网运维抢修人员无法及时进行抢修。开发了一种基于物联网的农村低压配变台区智能监测系统,将各台区变压器的现场漏电、中性线电流和变压器温度等各项电参数的监测结果上传至供电监控系统。系统实现了对各变压器台区的用电状态进行实时监控,并最终能为解决低压线路泄漏电问题提供可靠依据,使运维人员故障判断精确到户,提高供电可靠性及用户满意度。

基于贝叶斯网络的配电网净负荷预测方法

李小伟, 陶毅刚, 顾洁, 刘书琪, 黎敏, 陈楚, 李镕耀

2020(9): 90-98. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.09.017

摘要 ( 611 )

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配电网中可再生能源渗透率不断提高,对配电网的安全稳定运行造成威胁。通过分析用户侧负荷与可再生能源发电功率的耦合互动特性,提出了基于贝叶斯网络的配电网净负荷直接预测方法。首先根据各影响因素与配电网净负荷的因果关系建立贝叶斯网络结构,然后利用历史数据进行网络参数学习,最后生成用于配电网净负荷预测的贝叶斯网络。采用国外某地区配电网实际数据对模型进行检验,算例结果表明,与支持向量机(SVM)等预测模型相比,所提模型误差小,能有效提高配电网净负荷的预测精度。

基于一维卷积神经网络的配电网高阻接地故障识别

刘炳南, 黄沂平, 方国标

2020(9): 99-103. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.09.018

摘要 ( 285 )

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配电网直接与用户连接,其稳定性与整个电力系统对用户侧输送电能的能力息息相关。配电网运行环境复杂、覆盖广泛,若运行线路掉落接触到树木、草地时易发生高阻接地故障。此时,故障点阻抗达到几百欧甚至几千欧,电压、电流幅值变化微弱,故障难以被检测到。如果故障无法及时排除,故障点间歇性电弧将造成不可估量的破坏。利用希尔伯特-黄变换(HHT)带通滤波进行特征量提取,构造时频能量矩阵,采用一维卷积神经网络(1D-CNN)构造分类器进行故障分类。通过仿真模型进行验证和适应性分析,结果表明算法准确率高且适应性良好。

水火互济,节能降耗

上海电器科学研究所(集团)有限公司科普团队

2020(9): 104-104.

摘要 ( 27 )

PDF (891KB) ( 25 )

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