《电工材料》投稿需知

1.《电工材料》刊登内容:电工材料基础理论、新材料、新技术、新工艺及应用、电气技术及应用、工装设备、分析测试、标准化、专利信息等。主要栏目有:研究与分析、综述与动态、工艺及应用、测试设备及技术、电气技术及应用、知识讲座、标准化、质量管理、行业动态等。

声明

我编辑部的《电工材料》2024年第1期和第2期,由于印刷排版问题,造成价格出现错误,现向读者致歉,从第3期起,将国内定价从10元更正到12元。

基于改进麻雀搜索算法模糊PID控制器设计

为了提高无刷直流电机输出转速与转矩的平稳性,提出了一种通过时变惯性权重改进的麻雀搜索算法模糊PID控制器控制无刷直流电机。通过在Matlab/Simulink中对无刷直流电机进行控制仿真,仿真结果表明,时变惯性权重改进麻雀搜索算法模糊PID控制器控制无刷直流电机,其转速与转矩的平稳性符合要求,并且能够实时响应负载的变化。

考虑残余强度影响的输电线路装配式锚杆基础有限元仿真分析

针对现有装配式基础仿真的不足,以新型装配式锚杆基础为对象,进行ABAQUS有限元仿真计算。对材料本构、荷载施加方式、接触行为加以改进,提出了一种可有效反映出在考虑残余强度影响的情况下,装配式锚杆基础的承载能力和各部件的受力情况的有限元建模方法。仿真结果表明,该方法能有效地反映接触界面损伤后仍存在的残余剪切强度特征,且基础整体受力变化过程符合实际工况,证明了建模方法的合理性和正确性,为装配式锚杆基础和相似结构设计、施工提供可靠有效的依据。

组合荷载下输电线路榫卯—法兰混凝土装配式基础承载性能研究

榫卯-法兰装配式基础作为新型板式混凝土装配式基础具有适用性较强的优点,但目前缺乏对其承载性能的研究。为探究该类型基础在组合荷载(上拔-水平荷载)下区别传统现浇基础的受力特点和承载性能,通过有限元软件建立基于实际地质环境的榫卯-法兰装配式基础抗拔承载模型和同规格现浇基础抗拔模型,仿真计算基础的应力分布、竖向和水平位移、上拔和水平承载力。结果表明:榫卯-法兰装配式基础的底座变形远低于主柱变形,基础底座的承载能力并未得到充分发挥;其上拔工作性状与现浇基础不存在实质性差异,荷载-位移关系曲线表现为典型的上拔形态,可大致分为直线缓慢上升、塑性加速上升和直线破坏三个阶段;基础的上拔累计位移13 mm左右、水平累计位移10 mm左右时,基础进入极限状态,且极限承载力优于同规格现浇基础,而达到极限状态时的位移与现浇基础相差不大;基础抗拔过程中呈现出“分段传递”的受力特点,在混凝土上柱屈服后,榫卯-法兰连接节点将接收上柱传递的荷载,并在节点位移达到极限后才会继续向基础下柱传递荷载。

基于改进鲸鱼算法的混合储能系统容量优化配置

针对微电网中使用可再生能源的高随机性和间歇性等特征,提出了一种混合储能系统容量优化配置方法。该方法以混合储能系统成本最低、平抑可再生能源功率波动效果最优与电网联络线利用率最高为目标,通过建立混合储能容量优化配置模型并采用改进鲸鱼优化算法对所建立的模型进行求解得到最优混合储能系统容量优化配置。最终对比传统鲸鱼优化算法和传统粒子群算法来验证改进鲸鱼算法可以更合理地配置混合储能系统的容量,使可再生能源功率波动的平抑效果提高,同时也使微网联络线利用率变高,保证微电网可靠、经济地运行,进而实现资源的合理利用。

一种用于反无人机设备的三频段功率放大器

在现有双频匹配理论的基础上,设计了一种可同时工作在1.5/2.4/5.8 GHz三个频段的射频功率放大器。为满足对抗无人机的实际应用需求,首先匹配2.4 GHz和5.8 GHz两个频率,然后匹配1.5 GHz,并设计相应的三频段输入输出匹配网络,完成了三频段功率放大器整体电路的设计。ADS仿真结果表明,当输入功率为28 dBm时,在三个频段设计的射频功率放大器的输出功率分别为39.88 dBm、40.94 dBm和39.25 dBm,效率分别达到了46.52%、60.54%和39.40%。该功率放大器可应用在基于信号抑制或信号欺骗的反制无人机设备中,提升放大器效率与设备集成度。

考虑过电压限制下的光伏渗透率安全限值研究

在含分布式光伏电源的馈线数学模型基础上,分析并导出了馈线光伏渗透率的安全限值计算模型。针对整区光伏规划容量接入的实际配电线路的馈线特征,在线路电压偏差可达标准上限的前提下计算各回馈线的光伏渗透率及安全限值,来确定规划光伏接入后有电压越限风险的馈线。最后,以实际屋顶光伏试点工程展开案例分析,结果表明:所提方法能够快速对试点区域内配电网的光伏规划容量进行评估,为整区光伏的建设有序发展提供参考。

浸银石墨触头材料熔焊性能研究

采用热等静压浸银工艺制备了AgC(30)、AgC(40)、AgC(50)、AgC(60)四种不同微观结构和性能的银石墨触头材料。利用熔焊力测试装置研究了不同碳含量的银石墨触头材料的抗熔焊性能。研究表明,随着触点电流的增大,熔焊力增大;随着碳含量增多,熔焊力增大,抗熔焊性能减弱。AgC(30)材料具有最优的抗熔焊性能。

硅钢含铬绝缘涂层的红外光谱研究

基于傅里叶变换衰减全反射红外光谱法(ATR-FTIR)研究不同烘烤固化方式和工艺对无取向硅钢含铬绝缘涂层部分性能的变动,讨论了涂层厚度、红外加热方式和固化程度对含铬涂层红外光谱的影响。结果发现:ATR-FTIR可作为硅钢含铬绝缘涂层测试表征的重要方法,可规避涂层厚度、色泽波动所致影响;红外谱图中915 cm-1附近的吸收峰,可作为涂层中是否含有[Cr6+]的判断依据;1585 cm-1附近的吸收峰可作为硅钢含铬涂层成膜物质(丙烯酸树脂与三价铬交联形成复合盐)的特征峰参照。

基于颜色编码和残差神经网络的非侵入式负荷识别

在非侵入式负荷识别任务中,随着家用电器类型的不断增加,功率差距不大但V-I轨迹相似的设备很容易被分类错误。针对这些问题,本研究提出了基于颜色编码和残差神经网络的非侵入式负荷识别方法。首先,对采集到的高频电压、电流数据进行预处理;然后,再通过二值轨迹映射和HSV颜色编码将V-I轨迹转换为视觉表示,不仅在V-I轨迹中融入了丰富的电气特征,还增强了负荷特征的唯一性;最后利用PLAID公共数据集对本研究所提方法进行了验证。结果表明,本研究所提方法显著提高了识别准确率,并能够有效区分各个电器设备。

基于Fluent的户外环网柜通风效果优化研究

凝露问题是户外环网柜安全运行的主要挑战之一。加强自然通风有助于降低柜内空气相对湿度,避免凝露生成。考虑户外环网柜结构特点,建立三维模型,使用Fluent进行通风仿真研究,分析风速、外壳尺寸对通风效果的影响。结果表明:在外界风速变化时,户外环网柜内部隔间空气流速变化很小。在相同的风速下,加宽外壳比加高外壳更有利于降低户外环网柜内部相对湿度。

基于MSPBO的干式变压器优化设计

针对目前变压器优化设计方法存在设计周期长、设计成本高和效率低等问题,采用一种基于改进学生心理学优化算法(SPBO)优化设计方法,通过引入退火算法准则等针对SPBO算法弱点改进。以SCB10-1600/10节能型干式变压器(干变)作为优化设计对象,从降低干变主材成本角度出发,分别应用SPBO和改进SPBO(MSPBO)对干变进行优化设计。实例优化结果表明,SPBO和MSPBO均能有效降低干变主材成本并改善其性能参数。与原SPBO相比,MSPBO优化效果更佳,寻优速度快,寻优空间大;与人工设计方法相比,主材成本节约9.19%,损耗降低3.67%。

基于绝缘套管的10 kV架空裸线接地故障监测与防治技术研究

树障问题是造成10 kV配电线路接地故障的主要原因,严重制约着末端配电线路的供电效率。针对10 kV架空线路穿越林木区频繁面临的接地现象,提出采取敷设带电流监测绝缘套管的方案对树障区裸线进行保护,以防止接地故障发生,降低配网线损,提升供电效率。首先分析了树障接地问题产生的机理;然后详细阐述了基于绝缘套管的接地故障监测与防治方法;第三,研制了带电流监测功能的简易型绝缘套管;最后,该成果在国网浙江省电力公司某配电线路试用,对该研究成果的实效进行了检验,获得了用户的好评。

一种基于Unity3D技术的电缆接头故障测寻仿真系统

基于Unity3D技术设计了一个电缆接头故障测寻仿真系统。该系统可模拟电缆接头的失效情况,帮助用户快速定位故障点,并提供可视化的故障信息展示。本文首先介绍了电缆接头故障的常见类型和原因;然后详细阐述系统的设计思路和实现方法,描述了技术架构;最后,对该系统的推广场景及优化思路做了说明。

隔离型双向AC-DC矩阵变换器闭环控制方法研究

根据隔离型双向AC-DC矩阵变换器(Isolated AC-DC Matrix Converter,IAMC)没有中间电容缓冲环节,输入和输出变换器控制之间存在耦合,研究提出了IAMC两级功率变换器的控制方法。通过对全桥变换器进行闭环控制进而实现对直流侧输出电流和功率的直接控制;三相-单相矩阵变换器实现对有功和无功功率的独立控制,以满足网侧功率因数的高精度控制。所提控制策略有效降低了两级变换器的耦合强度,保证了系统的良好性能。在MATLAB中进行仿真,结果表明,所提出的控制方法在使系统电能质量得到提高的同时,可以实现单位功率因数可调,验证了所提控制策略的正确性和有效性。

基于SH波的接地引下线局部腐蚀变细检测研究

接地引下线作为电气设备和接地网的连接枢纽,其所处的环境使其容易发生局部腐蚀甚至断裂,危及工作人员以及电气设备的安全。与接地引下线的传统检测方法相比,超声导波检测技术检测范围更广、检测精度更高、没有使用局限且更加省时省力。因此本文对接地引下线的不同局部腐蚀程度下超声导波的检测情况进行分析,在COMSOL Multiphysics中开展有限元建模和仿真研究。研究结果表明:SH波在扁钢中具有较好的传播能力,可用于接地引下线的腐蚀缺陷检测;腐蚀局部变细程度越严重,缺陷回波信号的波幅越大,信号的峰值也越高,更利于缺陷的识别。

一种图像识别技术在铆钉触头挑选设备中的应用研究

铆钉触头挑选机是一种基于图像识别技术在铆钉触头后处理挑选工序专用的生产设备。本文介绍一种基于基恩士图像处理器的铆钉触头挑选设备,它由人机交互界面、工控机、CCD图像处理器、伺服控制系统、玻璃圆盘、振动盘上料装置、良次品分离装置、PLC控制系统等构成。铆钉触头图像识别挑选设备实现了银基铆钉触头高速CCD图像识别、缺料停机、良次品分离及分析统计等功能。该设备识别精准,机器取代人工操作,满足各种铆钉触头生产的挑选工艺要求,减少挑选工序的操作人员,提高生产效率及降低企业人力成本,具有一定的推广应用价值。

风力发电机组直驱永磁同步电机高风速下宽转速运行控制策略研究

大力发展海上风力发电、构建以可再生能源为主体的电力系统是实现“双碳”的途径之一。而随着风电接入电网的容量不断增加,电力系统在频率稳定方面面临更多挑战。本文基于变速运行特性,分析了直驱永磁同步电机在高风速下风力发电机组的转速范围。风力发电机组的可变转速可形成虚拟飞轮储能装置,从而释放能量与吸收能量,故可使用该虚拟飞轮储能系统作为电力系统短期调频用。本文推导了风力发电机组机侧变换器与网侧变换器的控制策略,并给出了有功功率参考值给定方法。同时,分析了变桨距角控制策略。为验证控制策略,搭建了仿真模型。仿真结果表明在随机高风速工况下,风力发电机组可输出平滑的功率,具有短期调频能力。

移动式储能电站发展现状及市场前景探析

移动式储能电站主要发挥储能功能,由储能电池、电能管理与功率转换等系统构成,不仅具备机动灵活和响应快速等优势,维护操作也很简单方便。近年来移动式储能电站发展很快,在电力保障、应急通讯、抢险救灾、军事指挥和野外勘探等方面发挥着巨大作用,具有良好的市场前景和推广价值。本文概述了移动式储能电站发展现状,并分析了其发展现状和市场前景。