《电气技术》中国电工技术学会主办的电气工程行业品牌技术期刊,关注实用工程技术、聚焦前沿发展。
中国科学研究院电工研究所王秋良院士任《电气技术》主编,武汉大学电气工程学院唐炬院长任《电气技术》执行主编。
研究与开发基于热固耦合的高速永磁电动机转子强度分析作者:刘壮;韩雪岩;高俊摘要:表贴式永磁电动机在高速运行时,转子受到的冲击大、温度高,为了保证高温高速转子的运行强度,需要对转子进行考虑温度场的强度校核。
本文基于三维温度场采用热固耦合的方法对高速永磁电动机转子强度进行分析,对比冷态与工作温度下的应力分布变化,得出高速永磁电动机必须考虑温升对转子强度影响的结论。
进一步考虑过盈量、护套厚度、永磁体分段对转子热态强度的影响,得出该永磁电动机满足高速高温条件下的转子各部件尺寸,为该类高速永磁电动机的设计提供可靠依据。
SF6断路器灭弧室内电弧特性参数间的相互关系研究作者:严旭;姜旭;朱凯;路媛婧摘要:电弧特性是研究断路器开断性能的关键要素之一。
本文基于灭弧室热态气流场仿真技术,以252kV压气式SF6断路器灭弧室为结构模型,深入研究了断路器开断期间,灭弧室内电弧特性参数间的相互关系。
研究结果表明:在电弧存在的区域,气体的压力较高,气体的密度较小;电位线分布密集的区域,电弧的温度较高;速度的分布与电弧的温度分布相反;激波会引起气体压力下降,电弧半径增大,电弧温度降低;在激波存在的区域,气体的流速可达超音速。
研究工作为直观地理解灭弧室内气流场的分布、分析电弧特性参数间的作用规律提供了参考。
提高降压变换器轻载效率的改进型恒定导通时间控制方法作者:李涛;钟成;钱挺摘要:本文提出一种数字化控制方法,用以提高恒定导通时间控制Buck变换器的轻载效率。
不同于传统恒定导通时间控制方法,所提方法通过增大恒定导通时间控制Buck变换器轻载状态时的导通时间,以进一步降低变换器开关损耗、提高轻载效率。
此外,所提方法无需增加外部传感检测电路,可直接根据开关频率变化来判断电感电流过零点,使变换器工作在电感电流断续状态以降低导通损耗。
通过理论分析和相应实验验证了所提方法的可行性。
基于多端柔性直流输电系统潮流控制策略的交直流电网合环模型研究作者:蔡建逸;林裕新;白浩摘要:对于多端直流输电与交流混合运行电网,在电网合环后可能因多端柔性直流输电(VSC-MTDC)系统潮流控制策略导致潮流迂回,进而造成设备过载或跳闸,严重威胁电网的安全运行。
本文基于南澳AC-DC混合运行电网的合环操作案例,分析启动多端柔性直流输电系统潮流控制策略前后的两种场景状态,以此建立合环电流约束的AC-DC混合运行电网合环模型,证明潮流控制策略是影响安全合环的关键因素,在此基础上确定安全合环的边界参数,并提出有效的合环风险管控策略。
基于地理信息系统的配电网停电范围智能识别方法作者:钟成元;王磊;黄向前;桂前进;田宏强摘要:为了能够在设备检修时快速准确地得到该设备影响的停电范围,在系统梳理配电网陪同停电规则的基础上提出了一种基于地理信息系统(GIS)与拓扑分析的设备停电范围智能识别算法。
利用GIS图形化功能直观高效地识别由于空间距离的相互影响导致需要陪同停电的设备。
结合图论和配电网的特点,提出节点分裂改进邻接矩阵的方法来描述配电网结构。
该方法可在设备检修导致配电网拓扑结构发生变化时,避免建立和维护繁琐的开关状态信息表,对改进的邻接矩阵通过广度优先算法实现陪停范围的智能辨识。
IEEE 6算例和某省级配电网实际应用表明,本文所提方法可以快速准确地识别陪停范围。
基于物元可拓模型的电力变压器绝缘老化研究作者:傅泽坤;刘庆珍摘要:本文采用物元可拓模型评估电力变压器绝缘老化情况。
首先利用油纸绝缘变压器的实测数据,提取时域特征量,并采用模糊聚类算法算出聚类中心点,对设备的绝缘老化状态进行分级,同时针对区间分级上限不确定导致无法评估的问题采取规格化处理,在权重的取值上使用主客观相结合的赋权方法,最后结合物元可拓模型对油纸绝缘变压器的老化程度做分级评估。
通过实际测取的变压器数据与运行状态进行验证,证明该方法能够对变压器的油纸绝缘状态做出正确的评估。
基于YOLOv4模型的玻璃绝缘子自爆缺陷识别方法作者:周宸;高伟;郭谋发摘要:绝缘子是输电线路的重要元件,绝缘子缺陷会增大输电线路的故障停运风险,因此,对绝缘子缺陷状况的早期判别十分重要。
本文提出一种基于YOLOv4模型的玻璃绝缘子自爆缺陷辨识方法。
首先,通过无人机采集及数据增强获取大量详实的现场绝缘子图像;其次,通过采用迁移学习的训练策略训练YOLOv4网络并改进网络的输入图像以提高辨识的准确性;最后,通过实验验证改进策略提高了网络性能。
实验结果表明,所提的方法可准确、有效地实现对绝缘子缺陷的辨识。
一种基于改进K均值聚类的输电线路覆冰状态侦测方法作者:翁秉钧;杨耿杰;高伟;郑为凑摘要:输电线路覆冰是影响电网在寒冷季节正常运行的一大隐患。
因此,必须对输电线路覆冰状态进行侦测,以确保及时发现覆冰现象并采取应对措施。
本文提出一种基于改进K均值聚类的输电线路覆冰状态侦测方法。
首先,获取输电线路图像,并进行预处理;之后,依次使用直线段检测(LSD)算法、改进K均值聚类、最小二乘拟合确定导线位置;最后,计算导线宽度,并根据覆冰前后宽度变化评估其覆冰状态。
综合分析现场与实验环境的实验结果,所提方法能够快速、可靠地辨识导线覆冰状态,且具备较高精度。
基于变分模态分解与图信号指标的配电网高阻接地故障识别算法作者:肖启明;郭谋发摘要:为有效检测配电网高阻接地故障(HIF)的发生,本文结合变分模态分解与图信号指标,提出一种全新的HIF识别算法。
首先,利用变分模态(VMD)分解得到故障暂态零序电流的多个本征模态分量;其次,根据峭度准则选取对故障暂态突变量最敏感的模态分量,进而计算该模态分量的图信号指标作为故障指标;最后,通过随机森林分类器对故障特征进行重要性评估与分类,达到识别HIF的目的。
在PSCAD/EMTDC进行仿真验证,结果表明所提算法能够有效区分高阻接地故障与负荷投切(LC)和电容器投切(CS)。
基于二阶滑模控制的定频Buck数字电源设计作者:侯元祥;巫庆辉;蔡健哲摘要:为了解决Buck型数字电源在大的动态负载范围下存在输出电压超调、误差收敛慢的问题,本文提出二阶滑模控制器与线性跟踪微分器(TD)相结合的方法。
利用电压误差的二阶导数作为附加滑模面,提高控制器阶次,优化控制器的动态性能,同时针对传统微分器易受采样噪声影响导致高阶滑模控制器应用困难的问题,利用高阶线性跟踪微分器来得到信号的各阶导数。
最后搭建了基于STM32G474的控制平台,实验结果表明,相比于传统的滑模控制器,改进后的二阶滑模控制器具有更强的鲁棒性,动态性能更好,具有较高的实际应用价值。
基于AI加速模块的换流站控制保护二次回路预警系统作者:周源;鞠翔;刘英男;李亚锦摘要:当前的故障录波器终端受制于硬件平台,对换流站控制保护二次回路暂稳态大量数据的处理能力有限,单纯依靠软件算法提高分析准确率的空间有限,目前识别准确率无法达到可靠应用的要求。
只有发生故障时,运维人员才会调取相应波形进行查看,对于大量监测波形,无法依靠人工识别出电气参量的微小变化,降低了运检人员的工作效率。
本文提出一种基于AI边缘计算的监测数据实时分析预警系统,在故障录波器装置端配置AI加速模块,搭建换流站控制保护多源数据模型,采用统计分析和波形分析的多维数据处理算法,对换流站控制保护二次回路数据进行实时在线计算,以及时发现控制保护二次回路隐蔽性缺陷并预警。
技术与应用特高压换流站站用电备自投越级动作的故障分析及改进措施作者:李然;孙毅;金铭;吕力摘要:站用电系统在特高压换流站中属于极其重要的辅助系统,其供电可靠性直接影响换流站的安全稳定运行。
本文以特高压淮安换流站为例,详细介绍了换流站站用电系统的主体结构及备自投的动作逻辑,在此基础上对一起特高压换流站站用电备自投越级动作的故障进行了详细的分析,指出故障原因为10kV开关信号回路设计错误。
针对该原因提出了相应的改进措施,并通过试验验证了该措施的正确性。
500kV亭子口水电站不全停扩建工程二次系统试验方案作者:李泳龙;方圆;汪凤月;熊中浩;赵国亚摘要:亭子口水电站在并网发电后低谷时期由于母线电压高,发电机长期处于进相状态,且水轮机组的导叶开度小,运行在振动区,会对水轮机组造成一定损害,可以通过加装高压并联电抗器的方式解决。
若扩建期间采用全停方式则会严重影响水电站的经济效益及电网结构。
为此,本文针对500kV水电站不全停方式下的扩建工程二次系统安全措施进行研究,对扩建过程原保护配置的变化进行详细分析,根据分析结果,提出了该方式下保护配置变化后需要拆除的回路连线及二次安全措施布置等调试工法,杜绝试验过程中的安全隐患。
亭子口水电站的扩建工程证实了该方案安全性高、可靠性强,为以后水电站的扩建提供了一定的参考。
DPS—5000直流输电控制保护系统设计方案作者:范子强;许朋见;吴庆范;曹森;郝俊芳摘要:经过十几年的发展,直流输电技术在我国获得了广泛的工程应用,直流输电工程已经成为坚强智能电网的重要组成部分。
本文基于长期工程设计经验,提出了直流输电控制保护系统设计原则,研制了适用于直流输电系统的DPS—5000紧凑型控制保护主机;基于DPS—5000平台的软硬件特点,提出了直流输电紧凑型控制保护系统的总体设计方案;构建了实时数字仿真平台,仿真结果验证了紧凑型控制保护设计方案的正确性,为紧凑型直流输电控制保护系统工程应用提供了重要参考。
智能电表计量失准现象的分析方法作者:张志荣摘要:本文主要针对智能电表在运行现场出现的计量失准问题开展原因分析。
由于计量失准问题涉及计量设备、运行环境、器件可靠性、生产工艺等环节,原因较为复杂,所以本文只从原理方面进行推导分析。
此问题的出现会导致计量不公平、电费结算异常,因此会导致用电方和售电方之间产生纠纷,关系到和谐社会的发展。
空管供配电系统可靠性分析作者:廉永乐摘要:本文分别采用故障树分析法和基于故障树的贝叶斯网络分析法对空管供配电系统进行可靠性分析和薄弱环节识别,计算得出空管供配电系统可靠性指标,同时给出一个或多个部件对空管供配电系统整体可靠性的影响值。
分析对比了两种空管供配电系统可靠性分析方法的不同,并提出优化建议,识别薄弱环节,从而有针对性地增强系统的可靠性。
基于分散控制系统的半水法湿法磷酸生产PID控制作者:兰洲摘要:根据半水法湿法磷酸的生产特点,通过分散控制系统(DCS)进行精确控制,利用皮带计量秤对磷矿进行计量,电磁流量计对返酸、混酸、浓硫酸进行计量配比参与半水法湿法磷酸的反应;并利用蒸汽加热反应槽,为湿法磷酸半水反应提供充分条件,进而高效地萃取出磷酸。
基于接近开关的电动变桨系统叶片角度校准方案作者:王振威;刘佳伟摘要:叶片角度的准确性是风电机组稳定运行的重要保障。
本文针对叶片角度校准问题,提出了一种基于接近开关的电动变桨系统叶片角度校准方案。
该方案通过定位接近开关的安装位置,以接近开关的被触发角度范围来校准实际叶片的角度偏差。
通过现场测试发现,本方案能保证校准的准确度,实现成本优化。
基于急停故障案例的本质安全性分析作者:杨建荣摘要:电气紧急停止控制是设备安全运行至关重要的保护措施,本文基于助动车急停故障案件,结合可靠性基本理论计算,对不同结构的紧急停止电路与急停开关结构进行本质安全分析,给出明确的比较结果,归纳得出不可靠度几乎为零的急停电路的逻辑共性特征,以供电气技术人员设计参考。
35kV断路器控制回路断线原因分析及处理作者:任虎摘要:在介绍35kV电气系统中VEX型真空断路器电气控制回路及断线原因的基础上,以某电厂新建35kV变电站调试过程中真空断路器合闸时,不定期无规律性地出现继保装置控制回路断线故障为例,进行实地故障分析,解决控制回路断线的问题,总结了该类型断路器控制回路断线故障的主要原因。