电器与能效管理技术

有载分接开关故障诊断方法研究现状

宋冬冬, 赵博, 马玉泉, 王庆祝, 耿丽君, 赵剑平

2022(10): 1-8. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.10.001

摘要 ( 199 )

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有载分接开关(OLTC)是有载调压变压器的重要组件。工作时,触头频繁切换且电流较大,故障频发;频繁的离网故障检修,经济损失较大,影响电网正常运行。对现有的OLTC信号分析方法归纳总结,整体比较了方法之间的异同。按实时监测方法是否破坏本体结构,可分为介入与非介入性测试;按测试参数可分为电信号、非电信号测试。利用多维参数、多策略检测方法,具有较好的识别精度。后续可利用故障诊断专家库系统或机器学习等方法,更好地实现OLTC状态监测与故障诊断。

双稳态晶体罩继电器一致性稳健设计

刘桂林, 魏子桐, 梁慧敏, 张杰, 张静波

2022(10): 9-16. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.10.002

摘要 ( 180 )

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双稳态晶体罩继电器具有突出的耐力学环境适应性,但存在调试裕量小、产品分散性大等质量问题,难以满足电子系统可靠性指标不断提升的要求。针对目前继电器可靠性设计理论不完善导致的输出特性抗干扰性差等问题,首先建立了继电器电磁系统和触簧系统的仿真模型,采用田口玄一提出的稳健性设计方法,从设计上对继电器产品参数及其容差进行优化,以提高其可靠性。研究结论应用于某型号电磁继电器的改进,也可应用到其他电器产品的设计中,为电磁继电器的稳健性设计提供必要的研究手段和基础。

基于UCC28065的交错Boost PFC电路TM控制方法研究

陈欣玮, 林维明, 景华峰

2022(10): 17-24. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.10.003

摘要 ( 348 )

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为提升LED驱动电源前级Boost PFC电路的功率等级,减小输入电流纹波,缩小输入EMI滤波器体积,提升整体性能,提出一种采用UCC28065芯片TM模式控制的交错Boost PFC电路。分析交错并联电路工作原理、工作过程和TM控制原理和控制过程,设计主电路、控制电路和闭环补偿网络关键参数,最后仿真并制作一台600 W的样机进行验证。实验结果表明,交错并联PFC电路和所设计的TM控制方法可减小输入电流纹波,实现开关管的软开关,效率提升至96.35%,大大提升临界电流模式Boost PFC的功率等级,并提升其PFC性能,验证了TM控制方法的有效性。

区域能源互联背景下的主动配电网承载能力评估指标体系研究

费科, 王晓栋, 沙宇晨, 徐超, 郭浩, 马永真

2022(10): 25-31. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.10.004

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随着多元化源荷大规模地接入配电网,形成了面向能源互联的主动配电网,为了评价主动配电网对多元源荷接入的适应性,提出一种面向区域能源互联的主动配电网承载能力评估方法。首先分析了分布式电源对主动配电网供电能力、电能质量和网损的影响程度;建立了基于18个底层指标的主动配电网承载能力评估指标体系,然后用熵权法计算指标权重;最后,以IEEE 33节点模型为例,计算主动配电网的承载能力,为配电网规划建设和运行控制提供科学的参考意见和建议。

基于卷积神经网络与特高频技术的局部放电模式识别研究

孙天龙

2022(10): 32-37. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.10.005

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局部放电是导致电力设备绝缘性能劣化并最终导致绝缘失效的主要因素之一,传统方法检测设备局部放电操作复杂、需要依靠人工定期巡检,不能对设备绝缘状态进行实时监测。由于局部放电发生时会向外辐射高频电磁波信号,提出一种基于特高频技术的局部放电在线监测及相位分辨的局部放电(PRPD)图谱构建方法。使用所提方法获取局部放电脉冲的幅值及时间信息构建PRPD图谱,将PRPD图谱进行网格化处理得到36×30的灰度图像,最后采用卷积神经网络算法对4种典型放电类型图谱进行分类识别。

一种适用输电线路智能巡检的人工智能图像识别方法

饶成成, 罗李毅, 徐健儿

2022(10): 38-43. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.10.006

摘要 ( 205 )

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特征提取作为处理输电线路航拍巡检图像最重要阶段之一,传统方法对故障或目标的识别准确率不高且单一,耗时较长,且易受到背景、形态及材料等因素的影响,难以应用于实际中。为解决上述传统方法缺陷,引入深度学习,采用一种基于区域的全卷积网络,利用标注数据训练其网络,并利用在线困难样本挖掘、样本优化、软性非极大值抑制等改进方法进行优化。实验结果表明,所提方面在定位目标更快更准确,应用在输电线路巡检的检测精度较高,以满足输电线路智能巡检的需求。

电流老炼工艺参数对真空灭弧室触头老炼效果的影响

薛峰, 李敏, 林亮伟, 廖青

2022(10): 44-47. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.10.007

摘要 ( 233 )

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针对直流大电流老炼工艺参数对真空灭弧室触头老炼效果的影响,主要研究了老炼能量、触头开距、触头分闸与电容放电的同步性,电流老炼时电弧的引入方式和老炼次数对真空电弧在触头表面烧蚀的影响。研究结果表明,增大老炼能量,增加触头开距、小电流引弧和老炼次数都可以有效提高触头表面的老炼效果。

连接器弹片结构接触特性分析与优化

齐小军, 冯伟杰

2022(10): 48-55. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.10.008

摘要 ( 226 )

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针对交流接触器中连接器弹片常出现局部应力过高,导致弹片结构断裂的问题,采用正交试验的方法来对连接器弹片进行结构优化,研究弹片不同结构尺寸对插入端子插入力、连接器夹紧力和连接器等效应力的影响,并对仿真结果进行试验验证。为了解决接触分析求解效率低下的问题,提出等量替换高效算法,简化插入端子插入连接器弹片过程中的非线性接触计算。结果表明,与常规非线性接触算法相比,两者计算精度相当,等量替换高效算法计算效率提高了87.5%;优化后插入端子插入力下降了71%,弹片最大等效应力降低75%,提高了连接器弹片的使用寿命。

直流断路器并联IGCT的仿真与试验研究

刘骁暘, 周柳

2022(10): 56-61. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.10.009

摘要 ( 188 )

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在常规电流注入式直流断路器两端并联了包含IGCT的电力电子组件,依靠该组件实现断路器额定电流的开断、短路电流的分流及换流过程的续流,从而降低了快速真空断路器的开断压力。针对短路电流开断过程中IGCT存在反向电流工况,分析反并联二极管续流支路杂散电感对IGCT反向电流影响,提出了降低反并联二极管续流支路杂散电感的改进方案。通过仿真与试验,验证了改进方案可以有效消除IGCT反向电流现象,提升IGCT应用可靠性以及工程实际应用的可行性。

小型断路器操作机构优化设计

黄佳, 史克少, 赵明, 盛勇兵, 张彦阳, 任昌宾

2022(10): 62-64. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.10.010

摘要 ( 260 )

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针对小型断路器,通过机构简图对操作机构的四连杆尺寸进行调整,增加操作机构的运动总行程;在保持所需触头终压力的条件下,结合静力学分析进行理论计算,反向推导操作机构中零件的关键尺寸;再根据理论计算参数进行零件开模,验证方案可行性。所提方法为小型断路器的结构优化提供设计方向。

基于SSA-ELM的直流串联故障电弧检测方法研究

刘树鑫, 刘学识, 李静, 曹云东, 刘洋

2022(10): 65-73. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.10.011

摘要 ( 206 )

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针对故障电弧信号随机性和不稳定性等问题,提出了一种基于SSA优化ELM(SSA-ELM)的直流串联电弧故障检测方法。首先根据UL 1699B标准搭建实验平台,进行数据采集;其次将采集到的直流故障电弧信号,通过添加自适应噪声的完全集合经验模态分解(CEEMDAN),得到固有模态分量(IMF),依据各IMF相关系数与能量分布,提取样本熵作为特征量;最后使用SSA-ELM学习特征量,并将该模型用于直流串联电弧故障检测。实验结果表明CEEMDAN分解方法对于信号干扰不敏感,SSA-ELM学习速度较快,对于直流串联电弧故障的检测识别更为准确灵敏。

基于电流信号的高压断路器时间参数检测系统研究

姜军, 郑祥, 朱宁宁

2022(10): 74-77. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.10.012

摘要 ( 155 )

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针对高压断路器时间参数检测,提出了一种利用断路器分合闸线圈电流信号,以及辅助触点状态变化来确定断路器时间参数的检测方法。根据断路器动作过程中线圈电流的特点,选择补偿式霍尔电流传感器,通过FPGA对线圈电流信号进行采集;然后对存在噪声的电流信号进行小波去噪;最后,通过辅助触点的状态变化来确定刚分(刚合)时间点以及分合闸时间。实测结果在误差允许范围内。

初探新能源电动汽车用直流接触器线圈断电瞬间电感测量

黄芳, 张立茜, 张彦

2022(10): 78-80. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.10.013

摘要 ( 346 )

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针对新能源汽车用直流接触器线圈断电瞬间电感测量,提出一种通过高采样频率的录波仪(或示波器)记录线圈瞬时断开的电流波形,来测量接触器线圈断电瞬间的最大电感值方法。运用录波仪测量接触器电流微下降时间,从而计算出接触器线圈断电瞬间电感,为新能源电动汽车电源分配单元(PDU)提供关键数据,确保控制系统的设计安全。

基于生成对抗网络的窃电检测方法

朱月尧, 魏星琦, 张宸宇

2022(10): 81-86. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.10.014

摘要 ( 220 )

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针对智能电网背景下的窃电数据不平衡问题,提出了一种基于生成对抗网络(GAN)的窃电检测方法。生成器负责生成近似于真实的虚假样本去欺骗判别器,判别器负责区分真实样本和生成样本,通过二者的对抗训练来提高生成器的生成能力和判别器的判别能力,进而提高窃电检测的正确率与抗干扰能力。算例结果验证了所提算法的准确性和优越性。

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