电器与能效管理技术

基于无传感器的交流接触器位移控制策略

张军辉, 刘树鑫, 刘洋, 邢朝健

2024(10): 1-6. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.10.001

摘要 ( 103 )

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针对传统接触器控制模型可靠性低、控制精度差等问题,提出一种基于无位置传感器的交流接触器吸合过程动态控制仿真分析方法。首先,根据交流接触器的磁路模型,推导出交流接触器动铁心的位移公式,形成位移估算器;在位移估算器的基础上进行吸力预测,并根据控制模型设计闭环控制器。其次,建立交流接触器的动态闭环控制仿真模型,通过对比分析交流接触器在非受控、脉冲宽度调制(PWM)分时控制和位移闭环控制3种模式下的闭合时间,证实位移闭环控制方案的有效性。最终,实验结果证实所提模型的精确度以及控制策略的实用性,为交流接触器的智能控制提供思路。

基于残差网络回归的直流断路器电寿命预测方法

杨诺铭, 吴自然, 刘泽州, 吴晨茜, 吴桂初, 林义刚

2024(10): 7-18. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.10.002

摘要 ( 93 )

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针对直流电弧分断特性,提出一种预测直流断路器电寿命预测方法。根据GB/T 14048.2—2020进行测试,并获取分断过程中的电压波形。将断弧发生一段时间内的电压信号经过CEEMDAN滤波后,作为网络训练样本。采用触头质量表示电寿命状况,利用线性插值得到触头质量下降曲线,并将其作为网络训练标签。采用Pytorch框架搭建一种残差网络(ResNet)的一维卷积结构预测模型。实验结果表明,所提方法对于触头质量的预测误差<10%,证明了所提方法可以用于预测GB/T 14048.2—2020标准下的电寿命。

开关关合速度和短路关合能力计算分析

张安明, 周强

2024(10): 19-25. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.10.003

摘要 ( 90 )

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短路关合能力是开关的一项重要性能指标。分析影响开关短路关合能力的主要因素,采用有限元仿真和计算公式相结合的方法,对开关的关合速度和关合能力进行理论计算分析。最后,通过DC 70 kA短路关合能力试验,验证了开关设计及其关合能力计算分析的可行性,具有重要的工程意义。

小型低压直流断路器借助永磁体提高临界负载电流开断能力的研究

纵月菊, 李靖, 江松, 淦云建

2024(10): 26-30. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.10.004

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针对小型低压直流断路器在开断临界负载电流时,由于电弧所受磁吹和气吹作用较弱,电路开断困难的问题,在静触头组件拐角处增加1个永磁体。分析小型低压直流断路器的熄弧机理,并对增加永磁体前后的小型低压直流断路器进行磁场仿真和试验验证。结果表明,增加永磁体可以增强电弧所处位置磁场强度,增大电弧受到的洛伦兹力,有助于提高小型低压直流断路器开断临界负载电流的能力。

一二次融合环网柜内置EVT的内锥套管局部放电分析

李燕燕, 郑晓果

2024(10): 31-35. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.10.005

摘要 ( 76 )

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为解决一二次融合环网柜内置电子式电压互感器(EVT)的内锥套管存在的局部放电问题,首先对其进行静电场分析,提取电场较为集中区域的电场分布;然后依据高电压电极均压技术及气-固复合绝缘理论,对EVT中心铜棒的结构和EVT端面形状及其与套管高压端面的配合间隙进行优化。优化后内置EVT的内锥套管三交界沿面最大场强由2.85 kV/mm降至1.75 kV/mm,套管端面最大场强由3.90 kV/mm降至2.35 kV/mm,理论上验证了所提方法的可行性。局部放电试验表明,优化后局部放电量由42.54 pC降为1.05 pC,证明了所提方法的实际可行性,为后续10 kV及更高电压等级的一二次融合相关组合绝缘结构的研发提供了有利指导。

基于多传感信息融合的电缆附件局部放电诊断算法研究

刘浩, 侯春光, 高有华

2024(10): 36-41. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.10.006

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针对电缆附件的局部放电,提出一种基于多传感信息融合的电缆附件局部放电诊断算法。搭建实验平台,并利用暂态地电压传感器(TEV)、高频电流传感器(HFCT)和超声波传感器(AA)采集电缆附件中局部放电的多模态数据,绘制局部放电相位分布(PRPD)图谱。构建局部放电的数据集,并利用卷积神经网络(CNN)、反向传播神经网络(BPNN)和支持向量机(SVM)算法进行分类识别,得到3种算法的识别可信度。通过可信度融合得到智能融合算法,识别结果表明,智能融合算法在不同场景下均表现出较高的识别准确率,提高了电缆附件局部放电诊断的准确性和可靠性。

基于开关瞬态振荡过程的半导体器件输出结电容测量方法研究

李昊阳, 郑艳文, 李皓, 陈瑞文, 胡斯登

2024(10): 42-47. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.10.007

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半导体器件输出结电容随电压的升高非线性变化。为准确提取高压工况下输出结电容,提出一种基于开关瞬态振荡过程的半导体器件输出结电容测量方法。首先,探讨器件关断瞬态激发的高频振荡特征与结电容的数学关系,并形成对应的测量步骤。其次,从寄生电感、寄生电阻2个方面对影响精度的因素进行讨论。最后,搭建测试平台,对不同型号及封装的半导体器件进行测量结果的验证。实验表明,所提方法能够测量器件额定工作点处的输出结电容值,具有测试一致性高、可扩展性强等优势。

跷板开关交流电弧特性的实验研究

卢思羽, 张超, 邱军, 何育斌, 任万滨

2024(10): 48-52. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.10.008

摘要 ( 78 )

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交流电弧特性曲线是评价开关分断能力的重要依据。通过测试跷板开关分断过程的触点电压和触点电流波形,分析了磁吹对交流电弧特性的影响,并确认了跷板开关存在机械开断和电流过零2种熄弧原理。所得结论对于提高跷板开关分断交流负载能力具有参考价值。

小型断路器合分闸操作试验系统的设计及试验分析

谢振华, 王铮, 何普全, 黄惠根, 刘桂芹

2024(10): 53-58. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.10.009

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针对当前实验室使用气动试验装置对小型断路器进行机械电气寿命试验时速度不可控,易损伤手柄,操作路径简单,不足以执行所有产品手柄的合闸等问题,设计了一种小型断路器合分闸操作试验系统。系统通过三轴运动控制,以平稳可控的运动速度和弧形运动轨迹实现产品手柄的合闸操作,产品适用范围更广;通过在末端执行器上搭载力传感器,实现在执行试品手柄合闸时的合闸力实时监测;通过搭载机器视觉系统实现试品试验操作位置的智能获取。试验结果表明,所提出的试验系统能在不同合闸操作中监测到具有不同特征的力变化情况,且试验系统的弧形合闸速度能满足国标要求。

高压全膜电容器的热分析与改进措施研究

叶泽韬, 李晓军, 郑艳文, 胡晨昊, 胡斯登

2024(10): 59-64. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.10.010

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掌握温度场分布规律是增强电容器稳定运行性能的重要环节与技术难点。结合某型高压全膜电容器结构特征,采用有限体积法进行三维温度场分布求解,获得复杂电容器内部最热点温度及对应位置,并研究温度参数与分布特点。在此基础上,为增强电容器的散热能力,提出新增散热流道与增加元件铝箔厚度的改进方案。研究表明,所采用的三维温度场分析能够准确反映电容器内部温度特性,所提出的改进措施可有效降低易击穿点温度达33.6%。

基于饱和磁路的直流断路器磁脱扣器特性仿真研究

韩伟, 朱忠建, 衣陈晨, 孟凡非, 邱中军, 奚杰

2024(10): 65-71. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.10.011

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磁脱扣器是直流断路器的关键部件,直接决定直流断路器的短路保护性能。对基于饱和磁路的磁脱扣器进行建模和特性仿真计算,获取不同电流下的磁力曲线,并与传统的单磁路磁脱扣器进行特性对比分析。结果表明,基于饱和磁路的磁脱扣器具有更高的脱扣精度和动作可靠性,为磁脱扣器的设计优化提供了依据。

磁可调电磁脱扣器设计及仿真分析

李贤凯, 卢春荣, 甘嘉奇

2024(10): 72-78. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.10.012

摘要 ( 87 )

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在配电系统中,塑壳式断路器(MCCB)可起到对线路的短路电流进行保护的作用。但是利用传统的脱扣方式(螺管式、旋转拍合式)实现短路电流保护时,存在其配用电结构并不能随着负载灵活变换等问题。为此,简述磁可调电磁脱扣器结构的设计要点,基于Ansys软件对电磁脱扣器的静态特性和动态特性进行分析,通过仿真实例和试验等方法对设计进行验证。结果表明磁可调电磁脱扣器动作可靠,提高了塑壳式断路器的过电流保护性能。

攻坚克难,让光储联合系统更可靠更安全

2024(10): 79-83.

摘要 ( 57 )

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