变压器绕组匝间短路与低压侧出口短路的电磁力特征对比分析

电力变压器作为电网的关键设备,其绕组绝缘状态直接关系到电网运行安全性和供电可靠性,一旦低压侧出口短路极易引起绕组匝间绝缘损伤,进而发生绕组匝间短路故障。为进一步研究变压器绕组匝间短路和低压侧出口短路故障的暂态过程,探寻绕组发热、受力薄弱环节,揭示绕组绝缘故障形成和发展机理,通过建立与实际结构尺寸相同的变压器电-磁-力耦合模型,在开展绕组单匝匝间短路试验的前提下,利用有限元仿真软件,呈现绕组在不同工况下的电磁暂态过程,对比分析绕组电动力分布特征,探究不同故障工况对绕组绝缘的影响规律。结果表明:变压器绕组匝间短路故障时短路匝电流明显高于三相出口短路电流,与额定负载工况对比,变压器在绕组匝间短路和低压出口故障时,流经短路匝和绕组的电流最大值分别增大5318%和3314%,空间磁场强度最大值分别增大1511%和2111%,绕组线匝电磁力密度最大值分别增大5210%和11489%;变压器绕组匝间短路故障极易烧毁绕组绝缘,三相出口短路故障易引起绕组的失稳变形、绝缘劣化。

基于LMMHD波浪能发电机特性的高效实时输出功率控制系统

针对目前液态金属磁流体(LMMHD)波浪能发电机输出功率控制系统响应慢、精度差、变换效率低、低压下不能可靠换向的问题,在LMMHD波浪能发电机输出特性分析的基础上,提出一种通过实时调节LMMHD发电机等效负载来控制发电机输出功率的控制策略,该控制策略快速准确且多模块并联时不存在并联均流问题。通过对考虑寄生参数影响的主电路效率的理论分析,得到了所提输出功率控制策略下主电路效率的变化规律,进而提出了多模块并联的方案,提高了系统效率,降低了单模块的设计难度。并提出了一种滚动时域判断和双模块独立驱动的换向驱动方法,在实现低压下可靠换向的同时避免了电流从体二极管流通,降低了导通损耗。仿真和样机实验结果验证了所提策略的有效性。

继电保护测试仪自动检测系统设计

继电保护测试仪是对继电保护装置调试和检验的重要仪器。为了进一步提高继电保护测试仪的检测精度、稳定性和检测效率,设计了基于LabVIEW的继电保护测试仪自动检测系统。该系统采用LabVIEW模块化的编程思想,实现继电保护测试仪的自动检测、手动检测、保存报告等功能。为了解决继电保护测试仪的输出为三相,而万用表和示波器仅支持单相测试的问题,设计了输出转换装置。基于转换装置,可以在测试开始前一次性完成所有接线,并在测试过程中根据不同校准项目进行测试回路自动切换。功能测试结果表明,该系统能满足检验标准化、报告标准化和闭环自动测试要求。该系统对其他二次测量设备的自动检测校准有一定的借鉴意义。

防晃电装置电路的优化

对防晃电装置电路进行了优化,减少了因误操作等原因造成的风险,进一步保障电力系统稳定。

微波固态功放中闭环ALC电路设计

针对发射机输入信号动态范围大,极易造成微波放大电路输出功率不稳定的问题,文中提出了一种闭环ALC电路方法。该方法通过反馈电路控制链路增益来调节微波放大电路的输出功率。据此,该文设计了一种X波段微波放大电路:工作频率为8.15~8.35 GHz,输入功率范围为-5~+5 dBm,环境温度为-40~+60℃,输出功率大于36 dBm。经实验验证,当输入功率动态范围较大时,采用闭环ALC电路可保证微波放大电路输出功率波动不超过0.3 dB,在高低温环境下也能保证输出功率波动小于0.5 dB。

基于GaN的恒流型无线电能传输电路设计

为提升无线电能传输(WPT)系统的效率,利用氮化镓(GaN)器件比传统硅(Si)器件开关损耗低的优势,提出了基于GaN器件的LCL-LCC型感应耦合式电能传输(ICPT)系统与负载无关的恒流输出电路设计方法。首先对LCL-LCC补偿电路建立互感模型,推导出系统零相位角(ZPA)运行和与负载无关的恒流输出条件,提出了优化初级补偿电感的参数配置方法及设计流程。通过微调副边补偿电容值,逆变桥能实现零电压开关(ZVS)。最后,搭建实验平台验证理论电路设计的可行性。实验结果表明,对于不同负载,基于GaN器件的系统效率明显高于Si器件。

基于推挽拓扑的PWM-PD控制多路输出电路研究

概述现行多路输出电路的控制方法,提出一种基于推挽拓扑的脉冲宽度调制-脉冲延时(PWM-PD)控制的类似于单绕组多路输出的电路结构。相较于传统多路输出技术,可以减小变压器体积,节约开关器件及成本。通过Saber仿真验证其具有良好的动态相应和输出稳定性。

基于概率门模型的近似电路可靠性评估

随着近似电路可用性增加,评估其可靠性变得十分必要。基于概率门模型(probabilistic gate model, PGM),提出了一种精确、高效的近似电路可靠性评估方法。该方法基于概率门模型将电路转换为概率多项式,并对引发相关性问题的扇出端门电路变量进行降阶操作,从而消除相关性对结果精确度的影响,面向输入向量进行有针对性的可靠性分析,经实验,该方法比蒙特卡洛方法快5个数量级,快于对比方法近50%,在中大型电路中以相当的速度保证了较高的精准度。并且,基于所提出的方法使用遗传算法进行了近似电路可靠度界限的搜索,以便辅助设计者评测近似电路的可用性,并针对所研究的问题,对遗传算法进行了改进,实验结果表明,改进后的遗传算法具有更好的效果,在近似电路可靠度计算和可靠度界限搜索中有较好效果。

某型号译码输出驱动电路自动测试系统的设计

针对某型号双冗余译码输出驱动电路设计了自动测试系统。基于对测试原理的分析,确定自动测试系统的整体设计;使用工控机、可编程设备及控制负载板完成系统整体架构设计,进而设计出硬件电路及软件程序,并对主要的电路芯片进行介绍。在实验中使用自动测试系统进行产品测试,与手动测试系统进行比较。结果显示,该自动测试系统表现出较高的效率与准确度,同时具有操作简便等优点。

一种低频矢量水听器内嵌式电荷放大器

针对压电式传感器输出阻抗高,需要放大器做好匹配,国外使用了IEPE传感器解决这一问题,但是国内很少将IEPE传感器应用于水听器的问题,本文设计了一种内置于水听器的电路,以达到低输出阻抗且两线制的目的,并开展了电路特性分析和硬件电路的制作,验证了电路传感器性能,得到了电路的放大倍数、幅频特性等数据。实验表明:该电路可以满足一般水听器2Hz~20kHz的使用范围,且内置电路具有两线制、输入阻抗高和输出阻抗低的优点,达到了电路小型化、测试系统简单化的目的,对水听器放大电路设计有参考意义。

基于MAX038的信号发生电路设计

阐述基于MAX038进行的函数信号发生系统的硬件电路设计,包括总体原理设计、系统硬件电路设计、各分电路设计,实现对于不同波形种类选择的控制,较好地完成多波形输出的方案。

柔性直流输电用干式直流电容器工况验证试验回路研制

干式直流电容器作为柔性直流输电换流阀的核心组件,尚未开展阀组级工况试验验证。通过对目前实验室条件下换流阀组件运行情况的调研,确定采用被试阀段与陪试阀段对拖运行的拓扑,以满足验证试验回路构建的要求。通过仿真分析和系统试验,证明在满足经济性和实用性要求下,正常工作时回路各阀段至少需要5个子模块串联。考虑到该试验回路需要针对不同型号规格的电容器开展运行试验,叠层母排采用了特殊的设计,方便参数测量和电容器更换。

多路隔离升降压输出的反激电源设计

随着能量路由器终端设备的发展与应用,需要辅助电源具有升降压和多路隔离输出功能,结合反激拓扑结构的优势,提出了一种多路隔离升降压输出的反激电源.首先,给出了基于准谐振技术的多路隔离升降压输出的反激拓扑结构,阐述了所提变换器的工作原理.其次,阐述了控制电路实现准谐振的方法,给出了升降压高频变压器的设计步骤.最后,研制了实验样机,实验验证了理论分析的正确性和可行性,满足了实际应用的需求.

考虑电压支撑强度约束的区域新能源出力分布优化方法

建设大规模新能源基地,并经特高压直流送出已成为新能源开发利用的重要形式,但随着新能源接入占比的抬升,系统电压支撑强度不足并引发暂态过电压问题凸显,已严重制约直流送电能力及新能源接纳能力。新能源多场站短路比是衡量系统电压支撑强度的有效手段,通过揭示新能源出力对短路比的影响规律,明确了新能源出力分布优化的可行性,进而构建基于新能源多场站短路比约束的区域新能源出力分布优化问题的实施框架,提出基于模拟退火算法的出力优化方法。以国内某省级电网为例,仿真验证了算法对提升区域新能源消纳能力的效果。仿真表明,所提出的出力优化方法可以提升新能源消纳能力70%以上。

光伏发电变换器的功率管故障检测与定位研究

光伏发电变换器容易因为功率器件发生开路故障或短路故障造成系统停机,在并网状态下还会对公共电网造成瞬间冲击。为了有效识别光伏发电变换器存在的功率管故障,提出一种低成本的光伏串联谐振变换器的功率管故障检测与定位策略,可以在变换器输入侧功率管发生短路故障和输出侧功率管发生开路故障时快速实现对故障的精确检测与定位,使系统能够快速检测到故障并及时地应对故障。对于输入侧功率管的短路故障,利用基于光伏组件电压测量的方法来检测短路故障;输出侧的功率管开路故障则通过检测与直流母线共用同一个地的2个底部开关的电压来发现。搭建一台300 W的实验样机对所提方案进行验证,实验结果表明本文方案可以快速精准地识别2种功率管故障,并在检测到故障后及时控制系统使其恢复到可接受的工作状态。

基于泰勒公式的单相桥式整流滤波电路分析

单相桥式整流滤波电路输出电压波形难以用解析式来描述,输出电压波形中,每个周期有一个输出电压下降的时间段。该时间段的长短与滤波电容和负载电阻的数值有关。通过对电路工作过程进行分析,得到相关物理量的数学函数关系式,通过泰勒公式对关系式进行近似简化分析,可以得到电压下降时间段时长与时间参数RC之间的关系式。根据关系式计算得到的数据与电路仿真数据较为接近。关系式可以用于电容值的选取、电压下降时间段时长的计算。

可追溯系统在PCB企业仓库管理中的应用研究

随着电子产品的不断发展,对于印制电路板(printedcircuitboard,PCB)质量和可追溯性的要求也越来越高,一方面是IATF16949等体系对于标识和可追溯控制程序的要求,另一方面企业需要保证产品质量稳定可靠,以提升客户体验。主要介绍了可追溯性系统在PCB仓库管理中的实际应用,通过应用物料管理系统、企业资源计划系统和出货管理系统,利用二维码技术,对物料、生产过程和成品进行对应规则的标识和管控,从而有效实现物料批次管理、先进先出控制、过程品质控制以及成品生产追溯,并实现全流程一键查询追溯。该系统可以有效提升可追溯性管理水平。

基于三相整流桥的直流电源输出自动控制方法

受电源内阻以及负载变化的影响,直流电源输出会出现不同程度的波动.为此,文章提出基于三相整流桥的直流电源输出自动控制方法,在构建包含电源部分、二极管桥、负载部分以及滤波部分的三相桥式整流电路拓扑结构基础上,通过对三相桥式整流电路拓扑结构中的电容值和电感值进行针对性设置,利用反馈控制策略,结合直流电源的实际运行工况,实现对其输出的自适应控制.在测试结果中,设计控制方法下的输出电压与输入电压参数的拟合度最高,对应的控制效果最好.

磁致伸缩振动能量收集器的全耦合非线性等效电路模型

磁致伸缩材料具有应变大、响应速度快、稳定性好、频带宽的特点,是制作振动能量收集器的理想材料。当前磁致伸缩振动能量收集器建模主要利用线性压磁方程,此模型未能从材料自身耦合和磁路结构进行输出分析,导致输出预测误差较大。该文首先搭建了磁致伸缩材料磁特性测试装置,测试分析了磁致伸缩材料Galfenol合金在不同压应力尤其是大幅值应力下的磁特性;然后基于Gibbs自由能推导了Galfenol材料的全耦合非线性本构方程,进而构建了考虑漏磁、非线性、机磁耦合及饱和效应的振动能量收集器的等效电路模型,并对等效电路模型进行了非线性数学表征和参数识别;最后基于Galfenol材料设计了一个可以承受大幅值振动力的双棒型振动能量收集器样机,通过实验研究了收集器输出电压在不同力幅值、力频率、负载阻值等工况下的变化规律。实验结果与模型的计算结果对比分析表明,所建立的全耦合非线性等效电路模型可以准确预测振动能量收集器的输出电压特性。

风光互补无人监测船神经网络MPPT优化策略

为提高风光互补无人监测船长期作业的续航能力和工作稳定性,针对传统风光互补发电的优化最大功率点追踪(MPPT)控制策略需要对风力发电和光伏发电两个子系统分别进行MPPT控制而导致的综合输出功率不高问题,提出径向基函数(RBF)神经网络和单个升压(Boost)电路MPPT优化控制策略。该方案以风力发电和光伏发电两个子系统输出的电流和电压作为RBF神经网络的输入电流和电压,通过神经网络输出统一的占空比,经由单个Boost电路调整风光互补发电系统的输出电压,提高风光互补发电系统的综合输出功率。使用MATLAB仿真进行验证,结果表明此优化策略与传统MPPT控制策略相比综合输出功率更高且更稳定。