考虑精确磁通的电磁加载装置等效磁路建模

为提高电磁加载装置在控制应用时的模型预测快速性与精确性,考虑电磁加载装置硅钢片表面涡流磁场生成因素与不同轴偏心下有效气隙长度,采用非线性方程拟合硅钢片磁化曲线,建立包含磁极边缘效应、磁极铁心、转子硅钢片动态磁阻与涡流磁场的电磁加载装置非线性等效磁路模型。研究了硅钢片表面涡流磁场生成因素与气隙磁场分布,并与有限元仿真结果比较分析。应用该模型在水润滑轴承试验台上进行电磁加载力测试试验。研究结果表明:等效磁路法对磁场分布的表征与有限元法一致,且对气隙的计算更为精确;电磁加载力稳态误差小于4%,响应时间低于0.55 s。

对称反向CW型倍压整流电路性能分析

为了降低高压变压器中匝数比过大带来的影响,业界普遍采用变压器加倍压整流电路的多级升压方式实现高电压输出。本文通过研究对称反向高压倍加器(Cockcroft-Walton accelerator,CW)型倍压整流电路的工作原理,分析了输入电压频率、负载和电容值对对称反向CW型倍压整流电路输出电压压降和输出电压纹波的影响。研究发现该电路适用于高频率输入电压、轻负载、大容值电容的工作场景,可以根据确定的输入电压、输出电压、以及负载大小等参数,来选择合适的电压频率和电容,使得输出电压压降和输出电压纹波达到最小。

低负载调整率微小负电压电源设计

针对常见的基于电阻分压的微小负电压电源设计方案具有高负载调整率的固有缺陷,提出一种基于LDO的设计方案。通过将电阻分压方式与LDO方式进行负载调整率实验对比,结果表明后者具有低负载调整率的优势。实验结果显示,在同等静态电流的条件下,且当负载电流为200 mA时,基于电阻分压的微小负电压设计方案的负载调整率为184%;而LDO方式则低至0.5%。该文提出的设计方案对于低负载调整率微小负电压电源的设计具有一定的参考价值。

一种基于电机电流的高压断路器与负荷开关弹簧操作机构故障诊断算法

为实现高压断路器与负荷开关的故障诊断,提高设备安全可靠性,有必要深入研究电机电流特性与高压断路器、负荷开关的弹簧操作机构状态之间的关系。由于传统BP神经网络存在易陷入局部最小点及网络收敛速度慢等缺陷,采用遗传算法对于BP神经网络进行优化可以提高判断准确率及诊断效率。诊断结果表明,GA-BP算法可以根据断路器、负荷开关电机电流数据快速准确判断设备所处的运行状态,且精确度高,对于工程实际具有广泛应用前景。

10 kV百纳秒前沿百微秒方波脉冲源的研制

针对宽频测量系统量值传递需求,基于Marx电路设计了一款单极性方波脉冲源。该脉冲源以MOSFET器件为核心,采用光纤隔离驱动方案实现10 kV的方波脉冲输出。采用叠层结构搭建12级样机,实现了脉冲发生器的模块化与小型化。实验结果表明:该方波脉冲源在带300 pF以下的容性负载时可实现前沿小于百纳秒、输出电压kV级别、脉宽200μs的脉冲输出。该电源适用于宽频测量设备的方波响应性能实验等脉冲功率相关用途。

某铜矿选矿厂半自磨系统磨矿负荷分配研究

半自磨+球磨组成的半自磨系统应用广泛,但在应用过程中半自磨机和球磨机负荷不平衡的情况经常出现。结合某铜矿项目,分析了出现负荷不平衡的原因,并通过优化半自磨机入料粒度、增加格子孔孔缝和开孔率、调整半自磨机排矿产品粒度、优化筛缝尺寸、修改直型格子板为弧形格子板、优化破碎后顽石的返回途径等措施,使得半自磨系统新给矿处理量由39 960 t/d提高至42 500 t/d,半自磨功率保持不变,但球磨机运行功率由9 300 kW提升至11 000 kW,半自磨和球磨负荷分配更加合理。通过对不同优化措施的分析和应用,可为解决其他矿山半自磨流程负荷不平衡问题提供借鉴和参考。

数据驱动下造纸过程短期电力负荷预测研究

造纸过程中对于短期电力负荷量的设置,参考预测值结果,因此若发生实际负荷量大于预测结果的情况,则会导致造纸工作任务的失败。为顺利实施造纸工作任务,针对数据驱动下的造纸过程短期电力负荷预测方法展开研究。按照数据驱动模型定义条件,设计电力等效电路,并以此为基础,求解短期电力负荷空间方程,完成数据驱动下的造纸过程短期电力负荷量预估。基于数据驱动模型,构建预测决策树组织,并根据短期电力负荷向量搜索结果,确定负荷值预测参数的实际取值范围,实现数据驱动下造纸过程短期电力负荷预测方法的设计。实验结果表明,依照数据驱动模型预测值设置短期电力负荷量,可以确保实际负荷量不超过预测结果,不会造成造纸工作任务失败的问题。

极端快速条件下液体电导率实时测量技术

基于对称差分原理,发展了一套用于极端快速条件下液体介质电导率的实时原位测量技术,主要解决了传统测量方法在极端快速条件下测量液体电导率时液体介质易电解,以及快速冲击过程中液体介质的冲击极化对电压信号测量带来困难等问题。该实时测量技术在样品测试过程中两端电压不超过电极电势,且测量时间仅为数微秒,从而保证了液体介质不受强电场影响发生电解,通过对样品中两电极分别测量的电压信号进行差分,有效消除由液体介质受到快速冲击时产生的极化干扰,从而提升在极端快速条件下的测量精度和可靠性。以对去离子水进行快速冲击测试实验为例,结果显示该测量技术能在纳秒时间尺度内准确反映导电性变化历史,展现出广泛的科研和工程应用潜力。

压电俘能器接口电路的仿真与实验研究

为了提高涡致振动压电俘能器的能量收集效率和更好地适应接口电路负载变化,提出了一种增强型串联同步开关电感接口电路(ES-SSHI)。通过理论分析得到了接口电路能量收集效率的计算公式,然后利用Multisim电路仿真软件对增强型串联同步接口电路进行仿真分析,得到了接口电路输出功率随负载的变化曲线。最后实际搭建了涡致振动压电俘能器风洞测试装置和接口电路,对俘能器接口电路的实际采集功率进行测试和分析。结果表明ES-SSHI电路的理论功率为220μW,仿真最高输出功率为265.1μW,实验最高输出功率为98.2μW,输出功率相比目前比较流行的电路明显较高,同时负载适应性更强。

小波包分解重构的励磁变压器整流谐波附加损耗计算

谐波损耗是造成励磁变压器安全事故的主要原因之一,损耗值过大易影响正常变电和输电,为此提出基于小波包分解重构的励磁变压器整流谐波附加损耗计算方法。通过获取小波包分解和重构系数,分析励磁变压器两种谐波附加损耗;利用开路和短路实验得到励磁变压器等效电路参数,采用小波包分解重构算法,计算不同谐波次数下的电阻和电抗并与基准值对比,得到励磁变压器整流谐波附加损耗值。最后,选取某种型号的励磁变压器,利用所提方法计算其在不同谐波次数下的附加损耗值,结果表明,得到的损耗值计算结果与实际结果非常接近,验证了所提方法具有较高的实用价值。

车用超级电容器充放电监测系统设计

为了对一种新型车用超级电容器的特性进行研究,确保其工作时稳定可靠和有效发挥性能优势,设计了一套车用超级电容器充放电监测系统。通过利用传感器、通用串行总线(USB)数据采集卡、可调直流稳压电源、电子负载以及信号调理电路,完成了对各信号的采集和对超级电容器的充放电。采用虚拟仪器软件LabVIEW作为开发平台,完成了对超级电容器充放电电流、端电压、储存容量、储存能量以及表面温度等的监测。试验结果表明:该系统能够稳定、准确地实现超级电容器的充放电监测;车用超级电容器单体在100 A大电流下充放电时具有较好的低温性能;系统的电压测量精度可达±0.1%,电流测量精度可达±0.6%,温度测量精度可达±1.5%。该设计为超级电容器充放电监测提供了借鉴。

计及运行广义短路比的多时间尺度新能源并网调度计划模型

为了保障大规模新能源并网时电网系统的稳定运行,减少弃风、弃光,首先分析了平抑新能源并网功率波动的手段,引入了新能源以任意功率并网后能够评估交流系统电网强度的运行广义短路比。其次,给出了基于日前、日内、实时3个时间尺度新能源并网调度计划策略,建立了以运行调度成本最小、运行广义短路比最大、联合输出功率波动最低为目标函数的多时间尺度新能源并网调度计划模型。最后,以火电机组、新能源场站、储能电站和高载能负荷等所构成系统为例,仿真验证了所给策略和模型的有效性。

SVG动态无功补偿在特殊领域的应用

静止无功发生器(SVG)是目前最先进的无功补偿装置,可在传统补偿装置无法有效治理的场合起到显著的补偿效果。本文以某检测中心试验站电压波动问题治理为例,简述该试验站在开展断路器通断能力和成套装置短路耐受强度试验时对电网电能质量带来的影响,详细叙述了SVG在本应用场合的选型、设计及应用效果验证。最终的研究结果对SVG在特殊应用场合下的设计具有一定的借鉴意义。

短路枝节加载微带传输线滤波器设计方法研究

对于微带线滤波器为代表的传输线滤波器设计,给定技术指标,如何快速准确地确定其拓扑结构和结构参数是其中的关键。由于分布参数效应,导致传输线滤波器设计比较困难。针对一种短路枝节加载微带传输线滤波器,深入研究了其物理机制,给出了解析设计方法。首先导出了滤波器的传输矩阵,接着通过cot变换关系对传输矩阵进行变换,最后将其与根据技术指标综合得到的理想传输矩阵进行比对,从而能够快速地确定滤波器的结构参数初始值。为了验证所述设计方法,设计了一个中心频率为3.0 GHz,绝对带宽为2.0 GHz,回波损耗小于-20 dB的三阶带通滤波器实例,并进行了加工测试。测试结果表明,理论、仿真和测试结果相吻合,验证了设计方法的有效性。

高低压分离组件的设计与应用

接触器广义上是指工业电中利用线圈流过电流产生磁场,使触头闭合,以达到控制负载的电器,广泛应用于电力、配电与用电场合。设计了一种高低压分离组件,主要涉及接触器装置领域。通过安装孔与安装杆配合将支撑架设置在上盖与内支撑罩之间,在最前端的横杆上设置第一隔板,将动触头的高压区与线圈的低压区分隔开来,从而在竖杆的前端设置第二隔板将高压区内的静触头分隔开,进一步增强了电路的安全性和稳定性。

超宽带薄型频率选择表面吸波体设计

设计了一种新型集总电阻加载超宽带薄型频率选择表面(FSS)吸波体。该吸波体使用单层单谐振FSS损耗层结构,具有厚度薄、宽带吸波且极化稳定的特点。FSS损耗层单元结构采用非单元中心对称轴集总电阻加载方法,并结合非均匀金属导带宽度和圆顶枝节加载设计有效拓宽了吸波带宽。该吸波体的等效电路分析及全波仿真结果均表明该结构在6.0~26.77 GHz频段内对电磁波吸波率能够达到90%,相对带宽达到126.8%。该吸波体总厚度为0.086λ_(L)(λ_(L)为吸波频段最低频率对应波长),仅为Rozanov理论极限厚度的1.09倍。对该吸波体进行加工与测试,实测结果与仿真结果一致,验证了设计的有效性。

变压器并列运行时负荷分配比例与短路阻抗关系的分析

变压器并列运行需要考虑如何解决负荷分配随各变压器额定容量匹配的合理性问题,而短路阻抗是影响负荷分配比例的主要因素。介绍了变压器并列运行的优缺点及并列运行的理想条件,以两台变压器并列运行为例,分析了负荷分配比例与短路阻抗大小的关系。结果表明:额定容量不相等的两台变压器并列运行时,要尽可能保证其短路阻抗相等,使每台变压器所带的负荷根据各自的额定容量按比例进行分配;不能满足短路阻抗完全相等的条件时,额定容量较小的变压器短路阻抗应选择大一些,额定容量较大的变压器短路阻抗应选择小一些,使并列运行后的系统总传输容量大于两台变压器的额定容量之和,以提高系统运行的经济性和安全性。

关于柴油发电机容量及其出线选择的探讨

以海南软件园项目为例,详细阐述了柴油发电机容量的确定方法,在对项目在消防和非消防状态下的负荷分别进行统计计算后,选择较大的容量作为柴油发电机的额定容量。分析几种常见柴油发电机应急母线出线形式的优缺点及其适用范围,并在柴油发电机放射式出线这种主流的形式上加以优化,利用消防和非消防负荷不同时考虑的原则,以及变压器组在同一变电所内时,应急母线回路敷设路径相同的特点,提出树干式出线至变压器应急母排的形式。这种形式可以减少出线的数量,并在不降低供电可靠性的前提下,节省工程造价。

一种配电变压器在线损耗测量技术研究

空载损耗和短路损耗是变压器的重要性能参数,通过测量变压器的空载损耗和短路损耗可及时预测故障的发生,确保其安全稳定运行。在“双碳”目标下,变压器具有很大的节能潜力,及时发现高损耗的变压器并进行全面整治,对于节约能源、缓解电力短缺、保护环境具有重要意义。研究了运行状态下的变压器损耗在线测量方法,以实时高效测量损耗,及时预测变压器的潜在故障,检测其运行效率是否满足国标要求。

火电厂供热技改项目新增用电负荷分析研究

为满足城市供热和响应电网调度需求,各热电联产机组都在加快实施相应的供热技改项目。改造过程中,由于新增工艺设备用电负荷较大,经常遇到厂用电裕量不足的问题。本文通过实际案例,依据厂用电设计规程对设计负荷进行校核,同时对工艺设备实际运行工况进行分析,采用负荷率法重新校核。理论分析和实际运行数据均表明供热技改项目对厂用电负荷的影响较小,多数技改项目无需实施高厂变增容或增设高厂变。