电器与能效管理技术

继电器贮存可靠性评估与寿命试验方法综述

陈康宁, 王召斌, 李朕, 李维燕, 尚尚

2020(12): 1-6. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.12.001

摘要 ( 404 )

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继电器的贮存可靠性评估与贮存寿命预测是研究继电器可靠性的重要内容。从工艺因素、环境因素、失效机理与失效模式等方面分析了继电器的贮存失效原因;介绍了基于贝叶斯法、基于威布尔分布法以及基于性能退化模型的可靠性评估方法,分析了不同贮存可靠性评估法的优缺点以及适用范围;概述了基于加速贮存试验的继电器贮存寿命预测方法,得出参考多方面的故障因素能够提高试验的准确性;总结了对贮存寿命预测的不足及今后的研究方向。

固体绝缘材料内部气隙中表面残余电荷对局部放电起始位置的影响

何平, 何若冰, 陈佳, 杨旭, 周思远

2020(12): 7-13. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.12.002

摘要 ( 345 )

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为了弄清局部放电产生的表面残余电荷对放电特性的影响,搭建了表面电荷-局部放电联合测试系统,研究了气隙在电极表面和介质内部两种情况下,局部放电序列中放电位置的变化。随着电压周期增大,电压极性反转前后异极性放电位置重合率不断减小。在某一电压周期下,绝缘内部气隙中的异极性放电位置重合率始终比电极表面气隙中的高。电极表面气隙中前半周期有负电荷积累的异极性放电位置重合率要高于在前半周期有正电荷积累的情形,而绝缘内部气隙中这两种情形下的异极性放电位置重合率近似相等。研究表明残余电荷会从改变电场和提供自由电子两方面对局部放电起始位置产生影响。

基于声发射技术的典型缺陷局放信号特征分析及识别研究

梁建英, 孙传铭, 杨刚, 高国强, 魏隆, 刘凯

2020(12): 14-21. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.12.003

摘要 ( 545 )

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针对电气设备运行过程中常见的绝缘缺陷故障,制作了几种典型缺陷的局部放电模型,包括尖端放电、沿面放电、气隙放电及悬浮放电。通过对不同缺陷放电声发射信号的时域波形、信号参数关联图谱特征的比较,得出4种类型放电声发射信号在脉冲幅值、相位、形状及工频正负半周对称性方面具有较大差异性;针对这种差异,提取了18个声发射波形特征参数,设计了多分类支持向量机分类器。识别测试结果表明,对4种典型缺陷局部放电类型的识别率达到92%,因此局部放电声发射波形特征参数可用于放电类型识别。

开关柜局部放电信号抗干扰算法研究

侯春光, 张润奇, 曹云东, 高有华

2020(12): 22-27. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.12.004

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开关柜局部放电检测是对其绝缘性能分析的重要手段之一。超高频检测以其良好的灵敏性和抗干扰能力,成为局部放电检测主要方式,但分布在超高频检测范围内的周期性窄带干扰和方波干扰无法得到有效抑制。对含有周期性窄带干扰和方波干扰的超高频局部放电信号进行分析,提出一种基于互相关函数和波形形态参数的抗干扰算法。实验结果表明,经过抗干扰算法计算后,周期性窄带干扰和方波干扰被有效滤除,证明所提方法在超高频局部放电检测中具有良好的抗干扰效果。

基于断路器断口CT零漂值判据的直流断路器自保护策略研究

陈卫中

2020(12): 28-34. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.12.005

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针对160 kV南澳柔性直流输电工程使用的耦合型机械式直流断路器及其自保护策略进行了介绍和分析,提出了基于直流断路器断口CT零漂值判据的直流断路器自保护策略,并在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了相应的仿真模型,进行了断口CT零漂值选取影响的建模仿真验证。基于南澳柔性直流输电系统塑汇线负极接地人工短路试验时金牛换流站直流断路器拒分故障,分析了CT零漂值判据对直流断路器自保护策略和实际系统运行的影响,提出了基于断口CT零漂值解决金牛站直流断路器拒分故障的方法,并在实际运行中验证了所提出方法的有效性。

我国典型风储示范工程运行效果分析

王裕奎

2020(12): 35-40. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.12.006

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风电的随机性、波动性特征导致其大规模并网给现有电力系统运行带来巨大挑战,而大规模电池储能系统是有效解决手段之一。介绍了国内外电池储能系统及风储联合发电系统的应用现状,基于典型风储示范工程探讨了风储联合发电系统的运行效果评价方法,概述了风储联合发电系统协调控制与能量管理方法,并基于运行数据,分析了不同应用模式下风储联合发电的运行效果。

电场有源抑制系统的电磁干扰主要传播路径分析

张安明, 张海鹏

2020(12): 41-45. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.12.007

摘要 ( 378 )

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对轴频电场抑制装置中有源负电势补偿系统的电磁干扰源进行了分析,建立了EMI测试平台,分析了有源负电势补偿系统的电磁干扰传播路径。设计了电磁干扰传播路径的验证实验,根据实验分析得出的电磁干扰传播路径均与实验结果存在差异。新的实验结果表明,确定的新干扰传播路径是有源补偿系统的主要电磁干扰传播路径。

低成本低功耗智能电表外置断路器设计

屠凡, 韩雁, 钱江波, 李其利, 陈响宇, 郑逸杨, 郑文秀

2020(12): 46-50. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.12.008

摘要 ( 360 )

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通过实验设计了一款新型应用于电力收费系统的电表外置费控断路器。与传统断路器相比,设计具有预防限位开关人为破坏、抵抗380 V高压短期误接入损坏、防止电机长期静止锈锁、屏蔽高功率对讲机贴壳近距离电磁干扰、免除体积大/成本高的变压器等特点。通过相关国家标准和企业标准的功能测试和性能测试,产品具有电路简单、元器件少、功能全面、可靠性高,以及功耗小、成本低等优点。

抱箍式梅花触头径向接触压力计算方法

刘永庆, 王彩霞

2020(12): 51-54. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.12.009

摘要 ( 316 )

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利用纯弯曲理论,对抱箍式梅花触头的弹簧抱箍和触指进行了力与径向变形的分析计算,得到弹簧抱箍和触指弹性变形所产生的径向力,结果表明触头的接触压力主要由弹簧抱箍所提供。利用有限元分析软件对弹簧抱箍弹性变形力进行仿真验证,分析结果为弹簧抱箍在电气连接中的进一步推广应用提供了理论基础。

铁路信号继电器接触失效的随机性分析

郭国庆, 李庆诗, 刘鑫

2020(12): 55-59. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.12.010

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针对安全型铁路信号继电器在使用中触点表面常因污染物腐蚀而引起接触可靠性降低的问题,选取了一批服役约10年的铁路信号继电器进行动作试验,分析了接触压降的分布特点和离散程度,并对相应触头表面的形貌特征和污染物成分进行了分析和提取。结果表明,接触压降先波动后稳定的触点,其随机失效的离散峰值、四分位距较大,其椭圆接触区内附着一些尺寸较大的粉尘颗粒物和腐蚀性的堆积物;而接触压降呈现持续波动的触点,其随机失效的离散峰值、四分位距较小,其椭圆接触区的微观形貌存在较多微小的腐蚀物及粉尘颗粒物。通过对长期服役继电器的接触失效特征提取,为后期继电器产品的可靠性设计及现场使用维护提供理论依据。

小型断路器双金属片温升仿真研究

胡金利, 卢为民, 姜义非

2020(12): 60-66. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.12.011

摘要 ( 919 )

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利用Solidworks软件建立简化的双金属片模型,并利用Ansys仿真软件对简化模型进行仿真分析,得到了双金属片的温度分布以及最大形变量,同时制备完成相应的双金属片实物,并对实物进行了实验分析。对比分析仿真和实验结果,得到最大温度误差为0.4 K,达到稳定温升的时间也相同,验证了仿真方法的准确性。最后,针对不同焊接工艺的双金属片进行实验和仿真,得到了不同焊接工艺对双金属片温升的影响。

电阻型超导限流器电阻特性测试及其建模方法研究

李清波

2020(12): 67-73. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.12.012

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电阻型超导限流器的限流能力取决于其电阻特性,因此需精确掌握电阻型超导限流器电阻变化特性及其在系统中工作特性。针对多端柔性直流输电工程用电阻型超导限流器,首先开展了电流冲击试验,获得其电阻值-热积累量变化曲线;其次,提出了一种基于双指数函数的拟合方法拟合出电阻值与热积累量的数学表达式;进而,在PSCAD/EMTCD仿真软件中,基于电阻值与热积累量的数学表达式,建立了电阻型超导限流器的仿真模型;最后,对多端柔性直流输电系统开展短路故障仿真分析,仿真验证了电阻型超导限流器模型的正确性及其限流的有效性,达到了预期的限流水平。

基于同步差分信号采样的计量远程校验装置优化设计

杨菊芳, 崔勇, 姬德森

2020(12): 74-79. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.12.013

摘要 ( 236 )

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针对计量装置在线校验监测可靠性和精准性的问题,将数字总线的同步采样技术应用到计量装置状态监测系统,设计了基于数字总线的PT/CT二次侧采集终端、线路切换终端、线路控制箱等模块;通过改变计量装置在线状态监测采样模式,不但可以实现远程校验的精确性,而且可解决原有应用存在的施工成本高、布线复杂的难题,同时可为数字总线同步采样技术融入智能变电站的一体化状态监测提供研究基础,以及为计量装置的状态监测技术进一步规范化提供参考依据。

双金属元件生产检测的可靠性研究

张江, 王龙江, 王恒阳

2020(12): 80-84. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.12.014

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针对在低压断路器的热磁式脱扣器生产过程中出现的延时特性动作时间不稳定的问题,分析了其主要零件双金属元件物料的结构特点、制造方法、检测手段,描述了解决方案的原理、方法、手段,并通过理论验算、实际试验、结果分析,提出了一种快捷方便的检验方法,提高了生产效率,保障了产品延时保护特性的可靠性,同时确保塑壳断路器在实际运用电路中能可靠运行。

一种基于光纤光栅传感的锂离子电池温度测量方法

许守平, 胡娟, 徐翀, 惠东

2020(12): 85-88. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.12.015

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针对储能锂离子电池使用过程中的温度检测精度不高和线束过多问题,提出一种基于光纤光栅传感的锂离子电池温度测量方法。经搭建试验系统进行验证,验证结果表明所提方法能有效减少线束之间的干扰,节省模块内的空间,满足储能电池在运行过程中的在线监测和安全预警的快速响应需求,为未来电池管理系统技术提供一种安全可靠且价格低的测量手段,提高电池管理系统的稳定性和可靠性,将进一步提高储能电池的整体安全性能,极大地促进电池储能的推广和应用。

计及多种需求侧资源协同参与的配电网扩展规划

储琳琳, 宗明, 李轶立, 王经纬, 朱夏, 史越奇, 顾洁

2020(12): 89-98. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.12.016

摘要 ( 297 )

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需求侧资源的接入会对配电网产生诸多影响,为了进一步优化配电网规划方案的经济性和可行性,亟需在规划过程中考虑配电网与多种需求侧资源的协同交互。提出了计及可中断负荷、分布式光伏和电动汽车充电设施的配电网扩展双层规划模型。上层模型对配电网扩容和需求侧资源接入方案进行规划,下层模型优化需求侧资源的运行策略,并且采用基于蒙特卡洛模拟的机会约束方法处理多重不确定性。IEEE33节点算例验证表明,所提规划方案能够充分发挥需求侧资源的经济和环境效益,降低配电网扩容的成本,实现了多种需求侧资源与配电网的协同规划。

低压配电网虚拟仿真系统的设计

黄海腾, 郑昕

2020(12): 99-104. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.12.017

摘要 ( 327 )

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利用LabVIEW软件设计了低压配网虚拟仿真系统,通过虚拟仪器技术将断路器等开关设备动作特性和运行过程虚拟化,并构建了各类型故障仿真波形数据库和分析数据库。可根据需要利用虚拟的开关设备、配网模型以及波形数据搭建低压配电网实现虚拟仿真和硬件测试,为低压系统分析提供了实用的仿真与测试平台。

计及牵引供电的地区电网距离保护整定计算研究

陈启迪, 南东亮, 冯小萍, 王文焕, 张路

2020(12): 105-108. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.12.018

摘要 ( 255 )

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由于牵引负荷的不对称性,使电网侧线路距离保护与牵引变压器进行配合时的测量阻抗计算存在问题,为整定计算人员对于距离保护能否躲开牵引变压器低压侧故障带来困扰。分析了牵引变电站对于距离保护的影响,搭建了单相Ii牵引变压器、V/v接线牵引变压器及V/x接线牵引变压器的分析模型,分析了牵引变压器低压侧故障后电网侧距离保护的测量阻抗校正方案,给出了距离保护的整定计算建议。

线路区外故障电流互感器饱和导致差动保护误动作分析

李春, 韩建科, 顾红波, 张能, 钱辉敏, 王业

2020(12): 109-113. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.12.019

摘要 ( 364 )

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对互感器饱和原理进行分析,指出剩磁是造成互感器饱和的重要因素,其使互感器工作于非线性区间而引起饱和。对近期发生的一起220 kV同杆架设双回线中一条线路发生永久性故障,重合闸失败后引起另一回线CT饱和并导致线路保护误动作的案例进行分析,发现是由于故障线路两侧开关在重合闸过程中分合闸特性不一致,使得非故障线路有很大的穿越性非周期分量,造成线路一侧CT产生剩磁,致使其严重饱和,导致保护不正确动作。通过案例分析,介绍了相关的应对措施和处理办法,为后续类似事件的处理提供参考依据。

大数据和机器学习技术在电缆运维中的应用研究

王蕊, 俞凌枫, 朱斌, 徐剑

2020(12): 114-118. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.12.020

摘要 ( 291 )

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传统的电缆运维方法耗费大量人力、物力和时间成本。为了实现电缆智能运维和提高运维效率,大数据和机器学习技术正逐步应用到该领域。简要介绍了大数据和机器学习技术,按照电缆大数据生命周期的顺序,分别对其在海量电缆数据存储、电缆数据的异常检测、电缆状态评估、电缆故障诊断4大环节的应用进行具体分析,总结了电缆运维各环节所应用的典型技术,并展望下一步研究方向。

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