中压变压器保护用熔断器是一种用于配电变压器高压侧的过流保护电器。按照南方电网规定,当约定不熔化电流小于1.3In时,不允许发生熔体熔化现象。对国内外10个厂家的中压变压器保护用熔断器崭新样品开展了1.0In、1.25In、1.4In、1.6In、2.0In电流下温升试验,研究了送检样品在小电流下的熔断特性。在0.1In电流下,熔体电阻最大16 mΩ,最小8.3 mΩ。实验发现,送检样品不合格率达到30%。试验结果对中压变压器保护用熔断器的研发、选型、采购、质量评估具有重要参考价值。
在低压大功率场合,通过多路变换器并联运行以提高系统的效率和可靠性。针对传统双谐振LLC变换器中变压器二次侧绕组的串联结构降低系统的可靠性并限制其应用范围,提出一种变换器二次侧绕组并联结构的IPOP型双谐振LLC变换器。为了解决IPOP型双谐振LLC变换器中由于器件参数不一致引起的均流问题,将两相谐振电感耦合以实现变换器输出自动均流。建立变换器的FHA模型和仿真分析,研究谐振参数出现不对称情况下均流误差分布特性,并搭建2.16 kW样机进行对比实验,验证了理论分析的正确性。
针对一类大功率无线电能传输的应用场合,系统选用LCC-S型补偿拓扑结构,需要多个逆变器并联来提升功率容量以及系统的稳定性。为了减少多个逆变器模块的开通关断损耗,推导了一次侧LCC谐振网络实现软开关的条件,通过对一次侧谐振网络进行参数不对称设计,使系统的阻抗呈现弱感性特性,实现开关管的零电压开通和关断。通过仿真和实验,验证了所提设计方案实现双逆变器并联系统在大功率范围内软开关的可行性。
针对电能质量扰动(PQD)的分类,提出了一种基于格拉姆矩阵(GAF)和迁移学习的PQD分类方法。首先,采用GAF将一维的PQD信号数据转化为二维图片,然后将生成的图片采用改进过的迁移学习模型AlexNet进行图片的训练和分类,最终完成PQD的分类。最后采用IEEE 14模型仿真出不同类型的PQD信号并对所提方法进行验证,结果证明了所提方法的有效性。
在构建以新能源为主的新型电力系统大背景下,针对极端条件下风电场弹性评估问题,提出了一种基于蒙特卡洛模拟的极端风况下风电场弹性量化评估方法。在阐明风电场弹性概念的基础上,基于多阶段弹性多边形提出了风电场弹性量化与评估指标,并通过对极端风况事件和风电场状态建模提出了各部件失效判定方法,通过完善降级与恢复阶段模型提出了基于顺序蒙特卡洛模拟的风电场弹性评估方法。最后,在算例中评估了4种类型风电场基础设施与运营弹性,并通过分析设备物理强度与冗余性能等因素对弹性的影响规律,验证了所提出方法的有效性。
为确保蓄电池组在交流停电时为负载提供不间断电源,配置蓄电池监测装置实时监测蓄电池状态,已成为重要变电站直流电源系统的常规方案。设计了一套面向2 V蓄电池组的基于无线通讯方式的分布式蓄电池检测装置,系统由一台监测单元和若干测试单元组成。装置为3节或4节串联的蓄电池配备一台测试单元,测试单元采用的单片机内置模数转换模块,可实时检测对应的蓄电池端电压,同时配置电阻放电模块。监测单元采用无线通讯方式以广播模式带站号召唤测试单元获取数据,并响应现场人工指令或远程遥控指令下发内阻检测命令,测试单元采用二次放电法实现在线检测对应的蓄电池内阻。实验结果表明,装置可实现对蓄电池电压和内阻的有效测量。
“双碳”背景下,供配电网对智能电器提出了集成化的高精度电流测量需求。针对现有设备无法同时满足精度、量程与体积约束等问题,基于自激式磁通门设计多磁芯结构的电流传感器,解决有限空间内磁芯小导致的易饱和、线性测量范围较小等问题。构建传感系统基于反正切磁化拟合曲线的平均激磁电流模型,采用多目标遗传算法,以体积和精度为目标优化结构与电磁参数。在此基础上进行三磁芯四绕组的闭环样机试制。测试结果表明,样机相较于LEM的cab产品,保证线性度,同时外径缩减25%,精度优于国标0.2级要求,量程满足断路器量测需求。
采用视频图像的色彩特征算法对断路器分、合状态指示灯进行图像识别。将典型图片进行区域分割,针对指示灯分、合图像特点,采用6值灰度构造方法,构造图片的色彩特征,用多种环境下历史图片进行特征采集、训练,得到在线识别的特征专家知识库。最后,根据特征专家知识库,对在线视频图片进行实时分析,对比预设值发出警报。算例采用运行中的铁路牵引变电所实时图片数据,进行了断路器分、合状态的图像识别,结果表明所提方法在在线图像识别方面的可行性,具有一定实用价值。
针对电解铜箔行业对低电流纹波电解电源的需求,提出一种低电流纹波电解电源拓扑结构及其控制方法。电解电源由PWM整流器和DC/DC变换器级联而成,其中DC/DC变换器由多个DC/DC变换模块并联而成,每个DC/DC变换模块由半桥高频逆变器和全波不可控整流电路构成;通过控制每个DC/DC变换模块中高频逆变器输出电压错开均等的相位角,使多个DC/DC变换模块输出电压的低频谐波分量相互抵消,从而降低电解电源输出电流纹波。最后,实验结果验证了所提拓扑结构及其控制方法的有效性。
为减小双路输出DC/DC变换器的体积,采用结构简单的反激电路拓扑,同时引入有源箝位技术和同步整流技术,使其电压应力和转换效率得到显著改善。基于低边箝位技术原理,实现一次侧功率器件的零电压开通和同步整流管的零电流关断;同时基于自驱动同步整流技术原理,提出了一种适合双路输出的电压型自驱动同步整流电路。电路仿真和样机验证实现了一款±5 V/6 A双路输出DC/DC变换器,具有转换效率高、输出电流大、体积小等优点,可满足高可靠供电应用环境。
操作机构是真空断路器动力输出源,提供短路开断、关合所需要的能量。操作机构的反力特性匹配曲线,决定了断路器能否顺利合闸以及合闸过程中的机械特性参数能否满足设计要求。介绍了一种从静态力学的角度,求合闸过程中每一时刻主轴所受动力力矩和阻力力矩关系的计算方法,并定量地研究了储能弹簧终拉力对反力特性匹配曲线的影响,对断路器操作机构中储能弹簧、分闸弹簧和触头弹簧等参数变量的优化设计,具有重要工程意义。
智能物联电能表是一种复杂的电子系统,其计量精度会受到温度、负载、元器件参数等多种因素的影响,单纯的热模型无法满足对其仿真的精度要求。以某主流智能物联电能表为例,通过分析其模块原理,构建考虑温度影响的智能物联电能表计量单元电热间接耦合仿真模型,得到不同环境温度下智能物联电能表的温度场。经实验测定,电热耦合仿真比单独的热仿真的精度水平更高,仿真数据与实测数据间最大误差为2.2%,仿真精度较好。
以Creo及ADAMS建立的断路器触头系统及机构系统多刚体动力学模型为基础,通过Ansys分析了断路器实际实验过程中储能轴弯曲变形的原因。以Hypermesh,Ansys及ADAMS建立了将下连杆柔性化,触头系统及机构系统中其他部件刚性化的刚-柔耦合模型,仿真计算分析了下连杆断裂失效的原因。最后通过两个案例的计算,间接证明通过软件进行多刚体计算与刚-柔耦合分析得到的结果具有一定的参考价值,为后续产品开发过程中其他类似问题的解决提供依据。
两个相继发布的标准GB/T 15576—2020《低压成套无功功率补偿装置》和T/CPSS 1001—2019《低压混合式动态无功补偿装置》,均对低压成套无功补偿装置有针对性的技术要求和检测规定。从标准适用范围、术语和定义、装置分类方式、使用条件、基本防护、控制和保护功能、性能试验、电磁兼容性测试、环境温度性能试验等方面出发,研究分析了两个标准的主要差异,为相关人员提供参考。
在低压电器行业智能制造与工业互联网技术发展的过程中,构建数字化车间统一信息管理平台,实现信息互联互通、智能分析、统一展示的需求正快速增长。从行业相关需求分析出发,设计基于工业互联网的低压电器数字化车间统一信息管理平台架构,提出平台数据采集、边缘计算、质量追溯、设备管理直至车间统一信息管理等具体功能模块的开发思路,同时介绍了在行业企业中的示范应用情况。最终,探讨了低压电器统一信息管理平台的未来发展方向。
