电器与能效管理技术

基于数字模型的平衡衔铁式继电器接触系统质量一致性优化设计

陈东旭, 李健平, 徐乐

2025(7): 1-8. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.07.001

摘要 ( 32 )

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平衡衔铁式继电器在使用过程中主要失效模式为接触系统触点烧蚀,其原因为继电器在吸合过程中吸合速度分散性较大。过大的吸合速度会使触点形成回跳,过小的吸合速度会导致吸合不良。以某型号产品为研究对象,提出基于数字模型的一致性参数设计与容差设计方法。通过建立整机电磁-机械联合仿真模型,分析了触点间隙、初压力等关键参数对吸合速度的影响规律。优化后吸合速度均值降低至0.322 4 m/s,标准差减少17.9%。经容差设计,标准差进一步降低34.3%。试验表明,所提方法能有效抑制触点弹跳和燃弧现象,提升产品质量一致性。

基于晶体振动能的电磁继电器失效机理一致性判别方法

邢化锋, 付饶, 李慧妍

2025(7): 9-17. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.07.002

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加速退化试验常用于开关电器的可靠性评估。各个加速应力下的失效机理一致性,是准确、高效评估其可靠性的基础。首先,基于失效物理的失效机理一致性检验可能存在误判,以及基于Arrhenius模型的定量分析方法不能描述序进应力试验数据退化规律,提出一种基于晶体振动能的退化模型,通过Monte Carlo仿真模拟与构建统计量进行t分布假设检验,所提模型可用于描述序进应力试验数据退化规律;然后,基于晶体振动能的退化模型提出一种加速退化试验失效机理一致性判别方法;最后,通过某型号继电器持续带载加速退化试验实例说明与破坏性物理分析相互验证,所提方法在描述序进应力试验数据退化规律的基础上,可用于定量分析温度加速应力下的失效机理一致性,并具有一定的有效性。

基于弧形缓冲过渡的开关柜过门二次电缆布线研究

金天然, 蔡宁, 薛欢, 戴冬云, 王富敏

2025(7): 18-24. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.07.003

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针对过门二次电缆随仪表室门开合过程中的机械疲劳问题,提出一种基于弧形缓冲过渡的优化布线方案。通过增加过门线束预留长度并进行预弯折处理,构建弧形柔性结构,能够降低过门线束运动过程中20%的拉伸应变与34%的应力集中值,可有效提高线束柔韧性并延长绝缘层寿命。仿真实验及样机验证结果表明,所提方案有效提升了线束应变分布的均匀性,为智能开关柜的可靠运行提供了理论依据与实践指导。

下垂控制的逆变器并联运行环流抑制研究

战祥新, 孙中华, 赵烨

2025(7): 25-29. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.07.004

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为抑制下垂控制的逆变器并联运行时产生的环流,通过分析传统下垂控制的基本原理及引入虚拟电感下垂控制技术的缺陷,提出在无功功率调整环节加入积分项的控制策略。经仿真验证,所提策略实现了并联逆变器间无功功率的均分,对瞬态和稳态时的环流均有显著的抑制作用。

智能塑壳断路器电流互感器设计

李新宇, 殷建强, 邵建国, 鲍光海

2025(7): 30-38. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.07.005

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智能塑壳断路器(MCCB)中的电流互感器(CT)不仅用于采集电流信号,而且为电子脱扣器提供能量。如果设计不合理,其在小电流下供能不足或者带载阻抗较大,就会导致磁芯饱和并引起二次侧电流畸变,进而引起测量误差。针对上述问题,以额定电流63 A智能塑壳断路器为研究对象,从理论上推导满足测量和取能要求的电流互感器匝数范围,通过Ansys仿真分析确定最优匝数,并在二次侧加入MOS管,采用PWM方式控制负载侧电压。仿真和实验结果表明,所设计的电流互感器能够在0.4I_n~10.0I_n电流范围内,带载等效阻抗为1 kΩ的负载输出波形不失真,在全电流范围内既保证测量精度又满足供能要求。

40.5 kV SF₆灭弧室电场优化设计

郅娇娇, 师进强, 庞博

2025(7): 39-43. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.07.006

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针对一款40.5 kV气体绝缘环网柜用SF₆灭弧室断口绝缘存在的问题,进行优化设计。采用有限元软件对40.5 kV SF₆ 灭弧室内动静触头结构进行电场仿真,仿真结果表明,场强集中分布于动触头端部圆弧处和静弧触头外端部圆弧处,且动静触头间电场分布极不均衡。开展有无均压结构不同开距条件下和均压结构不同位置条件下灭弧室电场仿真,分析其对灭弧室电场分布的影响,完成灭弧室结构优化,优化后动触头端部采样边界处最大场强最大下降达30.45%。通过绝缘试验验证结构优化的合理性,试验结果表明,增加均压结构且布置在合适的位置,在开距不增加条件下,即可满足40.5 kV电压等级断口绝缘要求。

塑壳断路器触头故障分析与优化设计

刘海滨, 向小青, 周明明

2025(7): 44-48. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.07.007

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针对某双断点塑壳断路器(MCCB)进行有效值为8 000 A的短路过载试验,对出现的触头烧蚀故障进行了分析。首先对电动力进行理论计算,再利用Maxwell 3D有限元分析软件,结合Holm力计算公式,对双断点MCCB的电动斥力进行计算。两种计算结果趋势一致,通过对比给出触头烧蚀的原因。仿真计算结果与触头压力实测值的误差不超过8%,所用计算方法可为MCCB触头系统的设计和优化提供参考。

一种基于STM32的无触点交流接触器设计

刘伟, 张玉清, 于庆瑞, 王军, 黄文辉

2025(7): 49-58. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.07.008

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针对传统机械式接触器在智能化控制系统中的局限性,设计并实现了一种基于STM32微处理器的智能化无触点接触器。采用STM32作为核心控制器,利用其I/O端口资源和强大的嵌入式处理能力,构建人机交互界面,并实现对接触器控制信号的实时采集与处理。同时,通过无源滤波电路有效抑制电磁干扰,确保系统在复杂电磁环境下稳定运行。对核心组件进行电磁兼容(EMC)试验和冲击耐压试验等,测试结果显示在不同工况下均表现出良好的控制精度和稳定性,完全符合设计要求。

中长期市场下多能互补系统经济性研究

陈业帅, 卞国良

2025(7): 59-70. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.07.009

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在“双碳”目标驱动下,可再生能源规模化发展面临间歇性与波动性带来的消纳挑战。为提升系统灵活性,促进可再生能源消纳,基于国家“源网荷储一体化与多能互补”政策导向,研究多能互补系统在电力市场中互补模式的经济性与稳定性优势。通过综合考虑电力市场细则与多能互补特性,构建了中长期市场出清模型,并基于非线性规划理论和粒子群优化算法,模拟求解发电企业报价策略与大用户购电决策。通过市场出清结果分析与政策适应性研究,验证了多能互补系统在经济效益、市场韧性、成本结构等方面的优势,为市场化消纳可再生能源提供了理论支持。

基于区块链的新型电力系统电-碳-绿证跨市场协同运行技术研究

包磊, 常亮亮, 卫鹏杰

2025(7): 71-80. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.07.010

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新型电力系统电-碳-绿证市场面临交易标的物不一致、交易核算不统一、交易信息不共享等问题,采用区块链技术能很好地解决上述问题。基于区块链技术研究电-碳-绿证市场协同运行技术。首先,对“电-证-碳”市场协同关系进行深度剖析;其次,利用区块链构建统一的积分认证机制,以衔接电-碳-绿证市场之间的交易标的物,结合区块链智能合约、共识机制构建电-碳-绿证溯源模型,确保交易的透明性及各参与方间数据一致性;最后,通过实验对电-碳-绿证溯源性及区块链的共识性能等进行验证,结果证明了市场体系的有效性。

一种基于实装与仿真相结合的推进系统模拟器设计研究

付光晶

2025(7): 81-83. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.07.011

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针对船载模拟器成本高、通用性差,纯虚拟仿真设备训练真实性不足等问题,提出一种基于实装与仿真相结合的船舶推进系统模拟器设计方案。详细阐述了模拟器的设计原则、系统架构、硬件设计和软件设计,旨在通过虚实交互的环境,突破实船训练的局限性,克服纯仿真训练缺乏物理反馈的缺点,提高培训人员的训练实效。

钻石型城市配电网: 让城市电力更可靠

上海电器科学研究所（集团）有限公司科普团队

2025(7): 85-87.

摘要 ( 18 )

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