电器与能效管理技术

极化磁系统吸力矩计算模型及其应用研究^*

梁慧敏, 刘桂林, 陈俊峰, 韦震, 黄曼云

2022(8): 1-7. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.08.001

摘要 ( 105 )

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极化磁系统由于体积小、重量轻、功耗低等优点被广泛用于星箭电磁继电器中。目前关于其参数优化大多根据经验与仿真结果进行,缺乏理论依据,优化周期较长。首先基于等效磁路建立极化磁系统吸力矩统一计算模型;接着分析0 V吸力矩特性曲线特点,得到永磁截面积与0 V释放位置及吸合位置处吸力矩的关系,以及0 V吸力矩特性曲线过零点位置的调整方法;最后,依据分析结果对桥式极化磁系统进行结构优化,仿真与样机测试结果表明优化后结构能够满足各自的优化目标。研究成果可为继电器电磁系统的参数优化与可靠性提升提供理论依据与优化方向。

基于多目标粒子群算法的宽量限电流互感器传变特性分析与优化^*

谢云浩, 吴自然, 陈威, 包晓忠, 许海波

2022(8): 8-17. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.08.002

摘要 ( 97 )

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建立了考虑材料非线性与二次回路参数的电流互感器数学模型,计算宽量限范围内的传变电流波形。同时选用高倍电流下二次侧电流的垂直分辨率作为评价指标,分析关键设计参数对互感器传变特性的影响。在此基础上,利用多目标粒子群优化算法,对250 A额定电流的电流互感器产品进行优化,在保证线性区测量精度的前提下,深度饱和区的垂直分辨率提高13.2%,成本降低5.4%。

一种高效率绕组自驱同步整流反激DC/DC变换器研究

程铭, 黄吉, 陈立川

2022(8): 18-22. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.08.003

摘要 ( 150 )

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同步整流技术广泛应用于开关电源中,利用低导通电阻的MOS管替代肖特基二极管整流可以提高转换效率。为了解决自驱同步整流需要复杂关断控制电路的问题,对一种绕组自驱同步整流反激DC/DC变换器进行研究,分析了变压器漏感对同步整流管工作状态的影响,通过变压器及电路仿真得到最优化漏感设计方案。根据分析结果设计了一款输出5 V/20 W的绕组自驱同步整流反激DC/DC变换器,最高效率达到89.7%。所研究的电路适用于小体积同步整流DC/DC变换器应用,提升功率密度。

基于因果关系分析的短期负荷预测方法研究^*

张光儒, 马振祺, 杨军亭, 张家午, 苏娟, 高天, 丁泽琦, 方舒

2022(8): 23-32. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.08.004

摘要 ( 73 )

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随着高比例可再生能源和电力市场的快速发展,电力系统不确定性增大。为提高市场环境下负荷预测精度,提出一种基于因果关系分析的短期负荷预测方法。首先,采用灰色关联度分析法量化气象因素和市场因素与负荷的相关性;然后,采用最优模态分解法对负荷模态分解,利用Granger因果分析法将影响因素与模态子序列进行匹配;最后,对子序列分别采用差分自回归移动平均(ARIMA)模型和双向长短时记忆(Bi-LSTM)神经网络模型进行预测,将预测结果叠加得到短期负荷预测结果。仿真结果表明,所提方法的预测精度可达到92%,验证了方法的准确性和有效性。

基于边缘计算和小波神经网络的配电网故障定位研究

许欣, 张颖

2022(8): 33-38. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.08.005

摘要 ( 76 )

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随着电力物联网的迅速发展,为进一步提高配电网故障定位的精准度,提出了一种基于边缘计算和小波神经网络的配电网故障定位方法。首先对终端进行重新划分,将其分为具有计算功能的汇集终端和故障信息收集的采集终端,然后对故障电流信号进行小波变换和小波包频带分解得到故障特征向量,最后通过神经网络训练,输出诊断结果。仿真算例验证了所提方法能够减少故障诊断时间,提高故障定位精准度。

基于裸片封装的SiC MOSFET功率模块热分析^*

王浩南, 曹玉峰, 赖耀康, 胡彩霞, 张宏宇, 王梓丞, 翟国富

2022(8): 39-43. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.08.006

摘要 ( 96 )

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SiC MOSFET因其耐高温、高压的优点,被广泛应用于大功率固态功率控制器的设计中。针对固态功率控制器工况,选用裸片封装的SiC MOSFET,对功率模块的堆叠结构进行设计及热阻分析;对键合结构的选型与布局进行设计;对封装连接铜线、铜带的热影响进行分析。在封装设计基础上,通过有限元仿真对功率模块热性能进行评估。最后,搭建平台进行单路热测试。结果验证了仿真的准确性,以及封装设计的合理性。

接触器端子温升影响分析

葛顺锋, 李新叶, 杨云飞, 王毛毛

2022(8): 44-46. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.08.007

摘要 ( 276 )

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研究交流接触器的端子温升性能,在提高线路安全方面有着重要的意义。从触头材料、导电板材料和触头工作面形状等方面进行接触器温升对比试验,分析对端子温升的影响,以及机械寿命后对端子温升的影响,并提供改善端子温升性能的方向。

永磁断路器合闸机械特性的仿真方法

陈加明

2022(8): 47-50. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.08.008

摘要 ( 119 )

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永磁断路器的合闸机械特性关乎到产品的重要功能,不仅需要研究永磁机构本身,而且需要分析传动结构的特性,提出了永磁断路器合闸机械特性的仿真方法。通过动力学仿真获取传动结构的位移、力关系,再通过瞬态电磁场仿真得到永磁断路器的合闸机械特性,最后按照定义计算断路器的合闸速度和时间。结果在合理范围,验证了断路器的传动结构、永磁机构设计的合理性。

电缆接头局部放电在线检测系统的设计^*

徐振, 鲍光海

2022(8): 51-56. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.08.009

摘要 ( 82 )

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针对电缆接头绝缘故障难以检测的问题,设计一种基于高频电流法的电缆接头局部放电在线检测系统。系统以DSP+FPGA为核心,通过FPGA采集安装在电缆接头接地线上高频电流互感器(HFCT)耦合的局部放电信号,利用DSP芯片,编写FFT和小波变换程序对局部放电信号中窄带干扰和白噪声分别进行噪声抑制,实现对电缆接头局部放电信号的在线检测。最后,将示波器采集信号与MATLAB降噪处理结果分别与在线检测系统进行比较,结果具有一致性,证明了所设计系统的有效性。

电能表典型采样电路的窃电及差错电量分析^*

郭皎, 袁瑞铭, 王晨, 李文文, 巨汉基

2022(8): 57-60. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.08.010

摘要 ( 102 )

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窃电不仅影响到用户和电力企业的经济效益,而且还影响到电网的正常运行和优质服务。为解决本难题,通过分析一种电能表典型采样电路的工作原理,推导窃电状态下的电量计算公式以及核算差错电量的方法,完成电能表基本误差试验,并且比对累计电能量,获得理论数据和实验验证数据相一致的结果,据此可以准确、快速地核算差错电量。

塑壳断路器双金属片选用与设计

肖林, 蒋顾平

2022(8): 61-66. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.08.011

摘要 ( 612 )

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热磁式塑壳断路器一般使用双金属片进行过载脱扣保护。双金属片的位移通过变形弯曲来打动操作机构实现过载脱扣保护。双金属片的受热弯曲位移是最主要的特性设计,另外需要校核弯曲力能否克服脱扣力,并且要求双金属片的发热达到一定范围。最后,通过实例计算验证了双金属片的设计与选用方法。

低压电器绿色低碳标准化发展及展望

郑捷欣

2022(8): 67-70. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.08.012

摘要 ( 152 )

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主要介绍了近年来低压电器领域的绿色低碳标准化发展背景及需求,分析了低压电器国内外标准化工作动态。最后,提出了双碳目标下低压电器领域标准化发展的主要挑战,并对未来低压电器的绿色可持续发展进行了展望。

IEC 60947-1:2020《低压开关设备和控制设备第1部分:总则》与GB/T 14048.1—2012差异解析

陈雪琴

2022(8): 71-75. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.08.013

摘要 ( 214 )

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从范围、术语和定义、特性、产品数据和资料以及结构与性能要求、试验和附录对IEC 60947-1:2020《低压开关设备和控制设备第1部分:总则》与GB/T 14048.1—2012的差异进行分析,指导低压电器设备的研发设计、生产制造及检测认证,引导用户正确使用国内外标准。

环境优化SF₆替代气体在中高压电力设备中的应用浅析

王广先, 赵瑞影

2022(8): 76-80. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.08.014

摘要 ( 192 )

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为减少温室气体排放,开展了环境友好型SF₆可替代气体研究、适时评价与推广应用。目前,在灭弧方面,40.5 kV及以下电压等级开关设备普遍采用真空灭弧室作为主开断单元取代SF₆灭弧介质。在绝缘方面,采用环境友好型SF₆替代气体作为绝缘介质的研究也取得了很大进展,其研究热点主要集中于干燥空气、N₂、C₄-PFN(氟化腈类)气体及其混合气体、全氟酮类(C_nF_2nO)气体及其混合气体等。通过对其绝缘、温升、物理化学特性分析比较,总结其优缺点和应用现状,在特定电压等级下确定某一种气体或混合气体作为SF₆的理想替代气体展开深入应用研究。

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