Simulation of droplet transfer process and current waveform control of CO_2 arc welding

A simulation system used in the arc welding short circuit transfer process and current waveform control process was developed in this paper. The simulation results are basically consistent with welding technical experiments. The simulation system can be used to simulate and test the current waveform control parameters with welding variables. By this simulation system, the influence regularities of the current waveform control parameters in the CO 2 arc welding droplet short circuit transfer process can be got. Moreover, the basic mode of real time current waveform control can be also established by the simulation testing.

Effects of current waveform parameters during droplet transfer on spatter in high speed waveform controlled Short-circuiting GMAW

Aim at improving the stability of the Short-circuiting Gas Metal Arc Welding (GMAW-S) process for the enhanced speed usage, effects of current waveform parameters during short-term on the welding stability have been investigated by experimental method. The welding power source used for the research is an inverter with a special current waveform control. It is shown that the spatter decreases at first then increases with each increase of the low current period, current increase rate and the maximum current limit. The test results are provided for welding of 1mm and 3mm mild steel at speed of 1.2m/min. The stable GMAW-S process under high speed welding condition has been achieved by optimizing the parameters.

基于环流相似度的变压器零模涌流识别与零序保护方法

随着我国电力系统规模的扩大和输电容量的增加,Yd连接的高阻抗变压器得到了广泛应用。传统的变压器零序差动保护采用二次谐波比进行涌流制动,但该方法在空投于内部故障时会出现拒动情况。提出了一种基于环流相似度的变压器零模涌流识别与零序保护方法,该方法计算原方零模涌流和副方环流的波形相似度,再根据变压器三相的饱和系数识别内部故障,综合实现变压器准确的涌流闭锁。仿真和实验结果表明,所提保护方法在变压器和应涌流及空投于内部故障情况下均能正确动作。

基于故障电流波形相关性的35 kV线路故障区段识别系统

针对35 kV线路拓扑复杂,传统输配电故障区段识别技术无法可靠应用的问题,研究了35 kV多分支混合线路接地故障暂态电流特征及故障时刻暂态电流波形相关性,并提出了区段识别判据。通过研制基于暂态电流波形相关性的35 kV多分支故障区段识别在线监测设备及区段识别主站系统,有效解决了35 kV多分支架空-电缆混合线的故障区段识别难题。该系统具有一定的工程实用价值、经济和社会效益。

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。

220kV线路空载合闸工频电压升高、母线侧隔离开关A相接地故障分析

工频电压升高到1.4倍运行在电网中属罕见,各等级电网电压由各级调度按所辖范围负责调整,电网在正常运行时不可能出现工频电压升高现象。本案例属于新设备投产,其220 kV母线电压不在电网调度监视点范围,工频电压升高运行9min31 s,同时由于母线侧隔离开关合闸不到位,致使母线侧GIS隔离开关气室爆炸;由于线路并联电抗器匝间保护误整定,导致该保护动作。

基于波形复杂特性的励磁涌流快速识别算法研究

针对电力变压器空载合闸于CT饱和、轻微匝间故障等扰动因素下励磁涌流快速识别困难的应用需求,提出一种基于电流波形复杂特性的励磁涌流快速识别算法;通过研究空载合闸、CT饱和、匝间故障等扰动因素下的励磁涌流波形复杂特性,提出采用改进变分模态分解算法,以实现固有模态分量的快速准确分解,同时,研究励磁涌流波形复杂特性的数值表征,提出波形复杂特性的数值表征策略,并选定样本熵和值作为励磁涌流快速识别的判据;模拟建立多场景扰动下的励磁涌流特性仿真模型,验证了所提出算法在空载合闸、合闸于CT饱和、合闸于匝间故障、变压器运行时发生内部及区内故障等工程场景下应用的快速性和可靠性。其中,该算法能够实现首个周波电流采集下的快速模态分解,并具有抗40 dB噪声干扰的抗噪性能,易于复杂扰动下励磁涌流信号快速、可靠辨识的工程应用。

常规直流逆变站交流送出线路距离保护适应性分析与对策

常规直流逆变站交流送出线路故障通常会引发换相失败,存在故障电压和电流波形畸变等问题,可能导致工频相量距离保护性能劣化。首先,分析了工程中广泛应用的正序电压极化距离保护在常规直流逆变站交流送出线路中的适应性,分析结果表明,当逆变站运行于单回交流出线工况时,传统正序电压极化距离保护不再适用;然后,基于交流线路的RL模型,提出了基于波形相关系数的时域距离元件,可以不受逆变站非线性输出特性的影响,并针对时域距离元件存在的出口近区故障方向判别问题,利用电流畸变程度判断故障方向;最后,通过仿真验证了时域距离保护方案的有效性。

基于波形分析的电流互感器局部暂态饱和检测方法

为避免由于电流互感器局部暂态饱和故障引起的差动保护误动行为,提高暂态饱和状态的检测精度,引进波形分析技术,设计一种针对电流互感器局部暂态饱和的全新检测方法。根据电流互感器在运行过程中二次电流波形图的数学形态,掌握互感器的运行工况,获取基于波形分析的电流互感器二次电流暂态信息;通过电流互感器局部暂态相位偏移饱和识别,完成暂态饱和状态的检测。以某电力系统为例,使用EMTDC/PSCAD软件,在终端建立电流互感器局部暂态饱和仿真模型,设计对比实验。实验结果表明:设计的检测方法应用效果良好,该方法的检测结果更加可靠,可以通过此种方式,降低由于互感器故障造成的电力系统供电服务异常。

Model of Current Threshold for Perception in Testing Electrical Safety Performance

A generalized mathematical model of human body current threshold for perception was established and the current flowing through human body could be arbitrary cyclical waveforms.The relationship between human body current threshold for perception and current frequency, true root mean square(RMS) value and influence factor was described.A test system was established based on electroencephalogram(EEG) to study the relationship between human body current threshold for perception and current waveform, frequency and duty cycle so that the data could be obtained objectively and reliably.At least 850 groups of current threshold for perception and 16-lead EEGs were acquired.The theoretical analysis are verified by experimental data, and an amendment proposal on leakage current evaluation limits specified in International Electro-Technical Commission(IEC) standards is suggested.

Wave Breaking Phenomena of Irregular Waves Combined with Opposing Current

- Experimental study and theoretical analysis show that the critical value of relative wave height (H/ d)b given by Goda and the critical wave steepness (H/ L)b given by Michell and Miche can be adopted as the spilling breaking indices of regular waves. According to the same principle, a systematic theoretical analysis and experiment of irregular waves have been done by the authors in order to solve the breaking problem of irregular waves. It is indicated that the authors’ method for determining wave breaking of regular waves can also be used for irregular waves.

Investigation on 10/350 Crowbar Pulse Current Circuit

Structure of main air discharging switch and a crowbar TVS (triggered vacuumswitch) are designed and their triggering characteristics are investigated. The experimental resultsshowed that for TVS the operating voltage range is from 1.3 kV to 120 kV, its maximum delaytime is 400 ns and its jitter is±10 ns. Based on these results the crowbar 10/350 μs (i.e., witha front time of 10 μs and a duration of 350 μs) pulse current circuit and its controlling circuitare designed. With a 10 μF stored capacitor C and a 6 μF waveform forming induction, a pulsecurrent is generated with a maximum of 100 kA, front time of 10 ns and duration of 350 μs. Thispulse waveform can be used for testing SPD (surge protective devices).

雷击舰船金属桅杆的线缆耦合效应试验研究

[目的]旨在通过试验研究探索金属桅杆遭受雷击时内部线缆的耦合响应特性问题。[方法]搭建桅杆内部线缆系统雷电感应耦合试验平台,测量同轴线缆、两芯单屏蔽线缆及多芯双屏蔽线缆在4种端接负载特性(芯线两端均开路、芯线近地端接负载、芯线远地端接负载以及芯线两端接负载)下受模拟雷电流干扰产生的感应电压,并从时域和频域的角度分析感应电压与屏蔽效果受负载特性变化的影响规律。[结果]结果表明,4种端接负载情况下,3种线缆的感应电压均在芯线远地端接负载的情况下达到最大值;当芯线近地端接负载时,感应电压的主要频段大于雷电流,而在其他负载特性下两者相近;内屏蔽层接地能够降低感应电压峰值,但不影响频率响应的主要频段,芯线两端开路或远地端接负载时电压峰值的削弱最明显,分别降为内屏蔽层未接地时的59.3%和77.2%;3种线缆的感应电压峰值有较大差异,而上升时间和半峰值时间无明显区别。[结论]研究成果揭示了雷击舰船金属桅杆时端接负载特性对线缆耦合感应电压的影响规律,也为后续开展耦合效应计算提供了基础数据支撑。

测井电缆阻抗对井中激电发射波形的影响研究

在深部资源勘探中,大功率激电方法发挥了重要作用。在探测过程中需要将大功率的激发电流经千米级铠装测井电缆输送至井中,在保证电流波形不发生畸变情况下使得地层充分极化,以达到激发极化法探测目的。因此,研究重量以吨计的千米级铠装测井电缆的阻抗特征对于深部资源勘探至关重要。建立千米级电缆高频模型和低频模型,推导出电缆的分布参数,采用阻抗分析仪和现场测试两种方式对3000m铠装测井电缆展开了测试和分析,结果表明在不同频段,电缆对发射电流的大小和波形、信号相位、电缆的幅频特性和相频特性等均有不同程度的影响。因此,在井中探测系统的前期设计中,要注意结合千米级铠装测井电缆的阻抗特征,考虑阻抗匹配等问题,以实现有效的探测。

电流波形对航空瞬变电磁法探测能力影响研究

航空瞬变电磁法是近年来发展起来的一种快速电磁油气勘探方法,该法具有飞行高度低,探测深度大等特点,广泛应用于森林、山地、戈壁、沼泽、湖区以及浅海等区域的油气勘查。该方法利用发射线圈在空中发射不同波形和功率的电流,接收线圈接收地下地质体感应涡流产生的二次场信息,通过分析和处理二次场信息,进而通过反演或者成像可获取地下地质体的电导率、磁导率的空间分布信息,最终实现对地质目标体的识别和探测。传统的航空瞬变电磁法主要采用单一波形进行供电,极大地影响了航空瞬变电磁法的适用性。通过对比阶跃波、锯齿波、三角波、梯形波和正弦波等5种发射波形激发的电磁响应特征,可知阶跃波和锯齿波的电磁响应最强,梯形波次之,但到了晚期,磁场的衰减均保持一致。在此基础上,提出利用梯形波和锯齿波进行组合发射,可实现航空瞬变电磁法对不同埋深地质目标体探测的目的。研究不同发射电流波形以及组合波的航空瞬变电磁响应特征,对于合理设计和优化航空瞬变系统具有重大意义。

SGEMP等效脉冲电流注入波形研究

采用电磁范数对系统电磁脉冲(SGEMP)脉冲电流注入(PCI)波形参数的确定方法进行研究。负载分别为高阻和低阻时,对SGEMP敏感端口响应典型波形进行电磁范数参数化表征,综合考虑等效波形的上升时间、峰值、携带的能量和电荷量与响应波形的差异情况,开展了PCI等效波形参数研究。仿真结果表明,方波等效波形可以很好地模拟出响应波形,等效波形与响应波形的峰值一致,频谱特征近似;等效波形的上升时间、携带的能量和电荷量等参数通过调整脉宽即可实现与响应波形一致。因此,可采用电磁范数对SGEMP响应波形进行参数化表征等效,获得的等效波形容易在实验室生成,从而为采用电流注入方法开展SGEMP研究提供一种新的途径。

复杂动态负荷电流幅度域典型游程波形模态与特征提取

针对复杂动态电能信号幅度域特征认识不足、波形域特征不清楚、信号样本不足、不能综合表征复杂动态电能信号的强随机特征的问题,对于实际电网中的3种典型复杂动态电能信号,首先,建立离散数学模型;然后,提出对电能表大误差敏感的幅度域重要特征参量及表征算法;其次,采用全遍历与电流幅度域游程波形模态主成分分析方法,提取6类典型游程波形模态,据此,构建复杂动态负荷电流特征波形样本库;最后,提出补充国际和国内标准试验点的建议,为解决目前国际和国内标准试验点不足提供了依据。

基于电流波形畸变特征的高比例光伏配电网故障方向判别原理

随着配电网中分布式光伏渗透率的提高,原有单向故障潮流网络变为多向潮流网络,现有三段式过流保护面临误动风险。该文提出基于电流畸变特征的故障方向判别原理。首先,挖掘了光伏与同步发电机的故障电流特征差异,考虑光伏控制特性探究了光伏故障电流畸变特征和谐波分量产生机理。其次,对故障电流求导以放大故障波形特征差异,在此基础上提出了基于故障电流波形畸变特征的方向闭锁判据。最后,仿真表明所提故障方向判别原理在不同逆变器控制策略和电网不同运行状态下均能可靠判别正、反向故障,并具备一定的耐受过渡电阻和抗噪能力。该思想将分布式电源非线性特征对保护的干扰转化为故障方向判据,无需电压信息和双端通信设备,能有效降低现场施工难度。

基于邻波电流差与随机性的交流串联电弧故障识别

低压电力线路的交流串联电弧故障易引发电气火灾,造成人身财产损失。根据故障的电流突变量幅值与电流变化量的电弧随机性特征,提出了基于电流邻波绝对差与随机性的电弧识别方法。该方法基于故障前后的电流突变量变化规律,以突变幅度作为故障启动判据。然后根据故障周期间电流变化量在不同负载种类、气隙间距下的电弧随机特征时域分布,构建了电弧故障存在性判据。最后通过一维卷积神经网络综合识别电弧故障。当故障支路负载功率占比20%时,所提方法使用未训练干路数据的平均检测准确率为90.97%,可有效检测串联电弧故障,具有较好的适应性。