基于感应耦合电能传输(inductively coupled power transfer,ICPT)的非接触式牵引供电系统可以非接触供电方式为列车提供实时牵引电能,是轨道交通领域未来新型牵引供电技术的重要发展方向。首先,阐述了轨道交通实时受流非接触式牵引供电系统的结构和特点,回顾了ICPT技术和轨道交通非接触式牵引供电系统的国内外研究现状。然后,详细分析了基于ICP...
频率响应分析法是现场用于检测电力变压器内部机械缺陷的重要方法。目前有几种不同的、用于分析频率响应法结果的方法,其中最常用的就是利用数值指标(如相关系数、均方差等)得出不同频响曲线之间的差异性。然而,传统的数值指标都只使用了频率响应结果的幅值,其对于变压器绕组微小变形的检测灵敏度不够理想。因此,文中提出了一种同时考虑频率响应...
为精确旋转磁场强度的测量结果,文中利用有限元仿真软件建立三维电磁场模型,比较了两种主要磁场的测量方法,即H线圈和罗氏线圈的测量误差,得出H线圈测量结果更加准确的结论并对此作出解释。在此基础上,研究了H线圈的测量距离与测量误差的关系,并将研究结果应用至试验过程中,减小了实际测量结果的误差。
损耗是衡量柔性直流输电系统性能的关键指标之一。对调制波叠加三次谐波可以提高换流阀直流电压利用率,还可以增大换流阀的冗余度,提高可靠性。推导了叠加三次谐波后换流阀的损耗计算公式,详细分析了三次谐波叠加率对换流阀损耗的影响。计算结果表明,随着三次谐波叠加率的增大,换流阀损耗逐渐降低,但是此时的冗余度与损耗并不是最优值,因此通过...
如何准确求解绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块的开关损耗值,是电力变换器性能和寿命研究中的关键问题之一。针对现有IGBT开关损耗模型难以准确求解开关损耗值的缺陷,引入了基于粒子群算法优化的误差反向传播(BP)前馈神经网络模型。将影响开关损耗的5个主要因素(集射工作电压、集电极电流、驱动电压、驱动电阻、结温)作为BP神经网络的输入向量,并采用...
为了克服间接边界元方法的存储要求高、求解速度慢的问题,提出了一种低存储要求迭代求解的间接边界元求解方法。采用Galerkin方法获得间接边界元方程组的系数,根据物理耦合程度的差异,构造方程组的求解格式。对于空间距离较远的单元,在迭代中直接计算耦合系数。由于不存储这些单元对应的系数,可将方程组的存储从O(N2)降低至O(N)。该方法应用于有...
拒动是断路器最严重的故障类型之一,可能导致大面积停电事故,而近年来由于分合闸线圈故障导致拒动时有发生,诊断分合闸线圈的运行状态对于保障电网安全具有重要意义。文中以某型号SF6瓷柱式高压交流断路器中的分合闸线圈为研究对象,通过实验模拟电源电压跌落、供电回路接触不良、铁心卡涩、铁心空行程大这几种典型的故障类型,获取正常与故障条件...
地震模拟振动台抗震试验是电气设备抗震设计及验证的重要手段之一。以1100kV全复合套管柱式断路器为研究对象,依据特高压电气设备抗震试验方法对是否带拉筋或减震器等4种状态开展了地震模拟振动台试验。通过输入白噪声及标准时程波地震试验,可得到断路器的自振频率及关键部位的加速度、应变响应。对比分析4种不同状态下断路器的地震响应特点,掌...
文中以瓷柱式四断口滤波器断路器电压分布特性展开研究,建立了四断口断路器动态模型和暂态恢复电压仿真电路模型。基于Ansys仿真软件,计算了断口等效电容参数和杂散电容,通过四断口断路器等值电路分析了不同均压措施(电容、电阻、阻容串联、阻容并联)下各断口分压情况。根据静态分压计算结果选择合适的均压电容值和均压电阻值。在动态均压下,由...
纵向磁场作用下真空电弧等离子体的微观参数变化趋势对于真空电弧的发展和能量变化有着重要的意义。文中基于气体动力学的漂移扩散方程,耦合电场计算的泊松方程,仿真分析了真空电弧在液态金属桥断裂之后,极间充满了大量的Cu金属蒸气后,到电弧等离子形成的这段非平衡态过程。考虑了真空电弧等离子体中微观电子、离子与金属蒸气分子间的碰撞、重组...
为解决气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)内部缺陷局部放电(partial discharge,PD)信号含有噪声的问题,搭建了模拟局部放电环境,采用超高频法(ultra-high frequency,UHF)采集缺陷PD信号。针对UHF PD信号具有周期性窄带噪声与白噪声的特点,提出了基于改进的经验小波(experience wavelet,EWT)与小波变换结合进行UHF PD信号的去噪研...
高补偿度串补在远距离大容量特高压输电线路中有广阔的发展前景,但串补输电线路发生单相接地故障产生的潜供电流包含高幅值低频分量,不利于电弧快速熄弧。针对此问题,文中基于串补输电线路产生潜供电弧的机理,采用ATP-EMTP电磁暂态程序建立特高压串补系统仿真模型,并分别研究采用小电阻短接故障相串补以及联动旁路串补措施对潜供电流、恢复电压...
大电流固封极柱必须大量采用软连接,容易造成局放超标及沿面放电,因而对其进行绝缘结构分析及优化设计件具有重要意义。文中运用有限元分析方法得出了40.5kV大电流固封极柱的电场分布云图,并提取分布较为集中的软连接及固定螺栓周围气体域的电场分布,指出软连接附近SF6气体中电场畸变,造成局放过大及沿面放电。依据复合绝缘电场理论,提出了在软...
高压断路器是电力系统的核心设备,其稳定可靠运行具有重要意义。高压断路器分合闸电流曲线能够很大程度上反映高压断路器分合闸机构的运行状态,因此文中研究了在几种典型故障条件下,断路器分合闸线圈电流的变化。随机森林算法由于算法实现过程中的两次随机过程,使得算法过拟合风险大大降低,模型泛化能力大大增强。提出了使用随机森林算法识别故...
水平伸缩式隔离开关主闸刀在分、合闸过程中存在重力矩的变化,为了减少机构的输出力矩且使主闸刀运行平稳,需在下导电管内配置合适的平衡弹簧以匹配主闸刀分、合闸过程中的重力矩变化。平衡弹簧的配置是否科学直接影响着整个主闸刀系统的平稳与否,文中以1120kV直流隔离开关为研究对象,通过理论分析了整个主闸刀系统的机械运动特性,提出了平衡弹...
可靠性分配是直流隔离开关底座系统可靠性设计的重要环节,其结果直接影响整机的设计方案。为了能够准确得到在一定约束条件下的可靠性优化分配结果,确立了基于直流隔离开关底座系统故障机理的可靠性分配方法,首先根据FTA和FMEA的故障分析结果,确定各个零部件的故障综合因子,然后将可靠性目标根据一定的数学关系式分配到各个零部件,从而实现直流...
低压线路接触不良放电与其影响因素之间的关系一直是重点研究问题,通过理论分析以放电量作为反映接触不良放电状态的指标,选取接触间隙和负荷电流两个主要影响因素进行试验研究和回归分析。试验研究表明,接触不良放电量随负荷电流的增大而缓慢增加,随接触间隙增大而快速增加;回归分析发现,放电量与负荷电流的线性拟合以及与3次接触间隙的拟合均...
为获取波动载荷下弓网滑动电接触载流特性,利用FCH-03型销盘式滑动电接触摩擦磨损试验机模拟弓网接触状态,进行强电流密度、不同速度与波动接触压力条件下的浸金属碳/铜对磨实验。根据实验数据获得载流效率、载流稳定性在不同条件下的特性规律,并针对影响受流的运行速度、接触电流、波动接触压力等因素作出深入的机理分析及电弧能量干扰相关性分...
在航空发动机上运用等离子体助燃技术能够有效减少燃烧化学反应所需的活化能,提高燃烧效率。为了将该项技术真正应用到航空发动机燃烧室,搭建了三维旋转滑动弧放电等离子体助燃激励器放电特性的实验平台,采用实验与理论分析相结合的方法,探索环境压力对三维旋转滑动弧放电等离子体助燃激励器特性的影响。结果表明,在三维旋转滑动弧放电过程中,电...
研究地铁高架段接触轨线路雷击闪络特性,对制定接触轨防雷标准有着十分重要的意义。文中基于滚球法分析了接触轨高架桥段线路易发生的雷击类型,在此基础上,搭建了地铁高架段接触轨模型,研究不同雷击类型条件下对应的雷击闪络特性,分析了桥墩接地电阻改变对各导体之间电压的影响。研究发现:地铁高架段接触轨供电系统主要受雷击避雷带跟雷击列车这...
为弥补目前仿真计算和变压器整机试验对特高压变压器饱和励磁特性研究的不足,选取进口和国产的高磁感取向硅钢片分别进行标准试样的基础磁性能测试,并分别搭建与特高压变压器结构相同、磁通密度等效的变压器铁心模型,基于该模型建立变压器饱和励磁特性检测系统,对测试得到的标准试样的基础磁性能和变压器模型的过励磁特性进行了研究和分析。结果...
针对变压器状态单一评价方法存在的不足和影响变压器性能的状态量错综复杂的特征,建立基于层次分析法和粗糙集的变压器状态评估模型。对变压器部件、状态量进行层次结构划分,借鉴专家经验并以层次分析法求得各部件、状态量的主观权重;结合变压器测试数据,运用粗糙集理论分析出各部件、状态量的客观权重;将主、客观权重进行优化组合,以反映各部件...
为了实现对高压组合电器GIS气室中CF4气体的在线实时检测,完善基于气体化学成分分析实现对高压电气设备缺陷诊断,应用非分散红外(NDIR)技术设计了一种光学CF4气体传感器。系统采用单光束双波长结构,确定了折返光路气室类型,提高系统灵敏度。硬件方面,采用具有多路12位精度的模数转换器高性能单片机,进一步提高检测精度。多组分配气系统实验测试...
针对当前高压电缆故障单一参数监测判断准确度低,多参数监测存在数据融合分析不足等问题,提出一种基于差值电流分析的高压电缆故障在线监测方法。该方法通过测量直接接地箱和交叉互联接地箱处接地线电流,对故障及正常情况下接地线三相电流进行比值分析和不平衡度分析来识别故障,根据模糊控制原理建立了故障判别依据和相关数据库,以此进行故障诊...
局部放电是表征电力设备绝缘状态的最有效的手段之一,然而关于直流电压下XLPE电缆典型绝缘缺陷局部放电特征的研究较少。文中首先深入分析了直流下复合绝缘材料局部放电机理,总结了XLPE电缆常见缺陷类型及其原因。使用单芯XLPE电缆及其预制式接头制作了金属毛刺电晕缺陷、应力锥处半导电层沿面放电缺陷以及绝缘交界面气隙放电缺陷,在直流电压下...
混合高压直流输电技术将传统高压直流输电技术的经济性与柔性高压直流输电技术的安全性和稳定性相结合,无疑将成为未来高压直流输电技术的研究热点。VSC站直流侧故障的快速检测和隔离技术一直是混合直流电网发展的主要技术瓶颈之一。高压直流断路器是解决这一问题的重要手段,也是当前研究的热点。根据高压直流断路器的工作过程,分别对高压直流断...
混合直流输电系统中逆变站采用电压源换流器,彻底解决了换相失败问题,未来在多馈入直流输电地区发展前景非常好。过电压水平对系统的安全稳定和工程可行性非常关键,因此对于LCC-MMC混合直流输电系统过电压水平的抑制策略研究十分有必要。文中首先研究了LCC-D-MMC混合直流输电系统的运行原理,进一步研究了过电压发生的机理;然后分析了LCC-MMC混合...
为了改善智能算法性能、提高寻优效率、满足网络辐射状和连通性约束,提出一种基于动态自适应粒子群优化(DAPSO)算法的含分布式电源的配电网络重构策略,用于求解重构的离散变量优化问题。动态自适应调整惯性权重和对速度进行变异,避免算法陷入局部最优,保持全局开拓和局部探索的动态平衡,加强算法的寻优性能。采用“解环”法,确保重构后网络为辐...
文中考虑了含风、光、微型燃气轮机、火电机组、蓄电池、燃料电池的典型微电网系统协同优化运行问题。综合考虑出力源的发电成本、燃料成本、环境治理成本、购电成本和售电收益后,建立了典型微电网系统并网和孤网两种运行方式下的优化函数,采用粒子群算法和改进鸡群算法对其优化函数进行求解,得出优化周期内各电源出力情况,并对仿真分析比较,得...
针对光伏并网后系统小干扰稳定性的变化情况,基于MATLAB-PSAT仿真软件搭建了IEEE5机14节点光伏接入系统,详细研究了不同光伏渗透功率水平下光伏接入对系统振荡模式阻尼特性的影响。仿真结果表明:光伏的加入不会新增主导的振荡模式;降低网内机组出力而增加的风电渗透功率时,光伏渗透功率对振荡模式阻尼比的增幅不大;光伏接入位置对系统整体阻尼特...
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