具备自适应重合闸能力的多端口混合式直流断路器

为解决柔性直流电网中混合式直流断路器成本高以及盲目重合闸的问题,提出了一种具备自适应重合闸能力的多端口混合式直流断路器。所提断路器能够在能量耗散期间旁路故障线路中的限流电抗器,配合电容充电回路的导通,将本应经避雷器耗散的限流电抗器能量转移到电容中,从而有效减少了故障隔离时间与避雷器能量耗散压力,并为故障性质的判别提供了能量支持。同时,该断路器通过共享主断路器的方式实现故障隔离,结合避雷器泄能需求的下降,大大降低了断路器的制造成本,在经济性方面优势明显。此外,该断路器利用故障识别电流与电容电压在永久性故障与瞬时性故障下的幅值差异来识别故障性质,实现了自适应重合闸,操作简单且易于控制。最后,利用PSCAD/EMTDC在三端MMC柔性直流系统环境下对所提方案的有效性进行了仿真验证,并通过与其他方案的对比分析,证明了所提方案的优越性。

航天器多端口电源控制器拓扑推演和优化方法综述

电源控制器需要完成输入、储能和输出端口功率之间的控制,随着更多不同类型能源接口的加入,具有高功率密度、高效率和其他高性能的多端口变换器成为电源控制器的理想解决方案,其拓扑是实现航天器供配电功能的重要基础。文章针对航天器多端口电源控制器拓扑结构电路应用和任务专项需求,对多种拓扑推演方法和拓扑主要性能优化措施进行详细的调研和总结;在此基础上提出拓扑结构设计重点发展方向,例如归一化的拓扑推演流程、完善的电路拓扑性能优化方法和基于总体角度的电源控制器设计思路。上述研究结果可为更远距离空间探测、更大规模航天器供配电系统建造和航天任务中新型能源管理设计提供参考。

具备故障限流和快速故障清除能力的多端口直流断路器拓扑与控制策略

为解决直流电网中直流故障快速清除的技术难题,提出了一种同时具备限流和快速故障清除能力的多端口直流断路器,并设计了启动、限流后开断线路和限流后复位3种控制策略。所提拓扑结构通过限流电路实现断路时刻电流值的大幅下降,通过电感旁路电路实现故障清除所需时间的缩短;所提控制策略通过复用拓扑部分回路实现直流电网对断路器电容的预充电,通过初步故障判断与二次确认方式来优化断路器的动作时序,实现断路时刻电流值的进一步下降。在PSCAD/EMTDC中搭建了三端直流电网仿真模型,对断路器的各种工况进行了仿真验证。结果表明该多端口直流断路器在各工况下均可实现多条直流线路的保护、减小断路时刻电流值和减小故障切除所需时间。

基于微带双脊间隙波导技术的Ka波段六端口网络电路

面向毫米波高精度雷达探测应用,文中提出了一种基于微带双脊间隙波导技术的六端口网络电路。设计了基于微带双脊间隙波导的功分器和耦合器电路,提出了微带双脊间隙波导至微带线的新型过渡转换结构,并基于简化的六端口网络原理框图,将所设计的功分器、耦合器以及过渡转换结构进行有机组合,实现了所设计的Ka波段六端口网络电路。实验测试结果表明:在所设计的37.5 GHz~42.5 GHz频率范围内,输入端口1与四个输出端口间的相位差均在±2.5°以内,输入端口2与四个输出端口间的相位差均在±5°内,工作中心频率处的输入输出间插入损耗约为7.3 dB。实验与仿真结果吻合较好。

模拟电子电路的两端口网络阻抗等效变换

“模拟电子技术”中的很多基本电路都可视为三端子两端口网络。在学习过程中,为有效分析其输入-输出特性,往往需要对其进行输入回路和输出回路的拆分式解耦等效分析,而阻抗参数等效变换成为一大难点。基于电路理论基础知识,对三端子两端口网络的串联式和并联式阻抗参数等效变换进行了详细推导,并将所提的参数等效变换方法应用于三个典型模拟电路的特性分析,有效简化了电路分析过程。

电解槽短路口分流消磁快速修复技术的研究与应用

本文核心研究了电解槽运行期间出现短路口打火、放炮等事故导致短路口损坏问题时的应对策略和技术手段。在修复过程中,首先运用了应急连接母线与槽周母线分段设计进行有效分流,以达到消磁和快速修复的目的。进一步证实了小型移动式铣床在加工焊接修复表面时展现出的高度灵活性和高效性。此外,还验证了自蔓延焊接技术在有限空间内,特别是在电解槽槽周母线焊接上的实际应用效果,文中探讨了在维修过程中保持不间断供电的情况下,安全、顺利地拆除应急母线并过渡到正常供电的操作流程,这一实践为电解槽发生短路口事故后的高效、快捷维修提供了切实可行的技术方案。

复杂多端柔直配电网短路故障全过程全网特征量计算方法

多端柔直配电网短路阻尼小、惯性低,系统中存在大量电力电子器件使得故障发展呈强非线性、阶段性特征,传统短路计算方法关注“点”和“线”的故障特征,难以顾及“网”级特性。为此,着眼短路故障从电容放电到交流侧馈流发展的全过程,系统引入直流故障口理论,首先利用阻抗的高频特性将故障网络合理化简,再经拉普拉斯反变换后得到电容放电阶段的故障电流时域近似解,并通过故障口阻抗求得全网特征量;在交流稳态馈流阶段,建立了换流器端口转移矩阵,经换相重叠修正后消去网络中的混联节点,进而得到适用于多端柔直配电网的稳态短路计算方法。最后,基于PSCAD/EMTDC平台搭建仿真模型,验证了不同故障位置及过渡电阻下所提短路计算方法的准确性。

含逆变型分布式电源外电网的短路计算等值及其影响因素分析

大量逆变型分布式电源接入会对电网短路电流计算及电网等值产生影响。该文提出了含逆变型分布式电源外电网的多端口戴维南等值方法,分析了等值参数的影响因素。首先,基于多端口电网络理论推导了外电网等值多端口的戴维南等值电路模型和参数表达式,分布式电源对等值电路的影响主要体现在开路等效电压。其次,根据开路电压计算公式,分析了分布式电源对开路等效电压的影响因素和规律。电网故障期间分布式电源可等效为压控电流源,其输出电流受独立电压源、等值端口电压及分布式电源低穿控制策略等的影响。然后,分析了等值端口电压、分布式电源容量、独立交流电源强弱对等效开路电压的影响规律,得到了等效开路电压随端口电压、分布式电源容量和外部电源内阻抗的变化曲线。通过IEEE33节点电网和某220kV高压电网仿真验证了等值方法和影响因素分析的正确性。

基于暂态数据戴维南等值参数辨识的时变广义短路比计算方法

广义短路比能有效反映多馈入直流系统受端交流电网的强度,其计算通常基于直流馈入节点处受端交流电网的戴维南等值导纳矩阵,忽略了交流电网各元件动态对电网强度的影响。本文提出了一种基于暂态数据戴维南等值参数辨识的时变广义短路比计算方法,将隐含系统元件动态特性的端口节点电压与注入端口节点功率作为辨识数据,基于多端口戴维南等值模型与最小二乘法辨识受端交流电网时变导纳矩阵,进而计算出时变广义短路比,准确地反映了系统动态对受端交流电网强度的影响。最后,以单馈入直流系统算例验证了方法的精确性,以某省级电网算例验证了其实用性,分析了负荷动态特性对时变广义短路比的影响。

LCL型ICPT系统电路拓扑分析及参数设计方法

为提高复合补偿型感应耦合电能传输系统的输出功率,丰富系统分析方法,运用3种不同的方法分析了LCL补偿结构的感应耦合电能传输系统。首先根据二端口理论,对LCL-S补偿结构进行了详细建模和分析,给出了固定原边线圈电流大小的参数配置方法;再根据交流阻抗分析法给出了LCL-P补偿结构的参数设计方法;然后通过能量守恒定律分析了LCL网络对电流的放大作用,给出了LCL-LCL补偿结构的参数配置方法。最后通过实验验证了上述3种补偿结构和参数配置方法的有效性。

考虑母线故障的低通流损耗多端口整流型混合式直流断路器

混合式直流断路器是当前柔性直流电网最为理想的故障隔离方式,但是投资成本高限制了其大范围的应用。为了降低混合式直流断路器的成本,提出了一种多端口整流型混合式直流断路器拓扑,选择开关采用简单可靠的二极管桥式整流结构,负载转移开关和主断开关采用单向开断子模块,并通过电流转移控制策略的优化,使得直流断路器具备电流双向开断、设备成本低和通流损耗低等优点;同时,增加了一条母线保护支路,实现了直流母线故障隔离和公共母线故障保护。文中首先详细介绍了所提拓扑在不同故障工况下的工作原理以及内部组件的动作策略;然后,与现有拓扑进行了经济性和电气性能的对比分析,突出所提拓扑的优越性;最后,设计并搭建了一台三端口整流型混合式直流断路器样机及其试验系统,通过试验验证了所提拓扑的有效性和可行性。

传输法模拟滤波器型输出回路的间隙阻抗频率特性

利用传输法把滤波器型输出回路等效为双端口微波网络问题,通过理论分析,数值模拟和冷测实验证明了S21平方后的曲线能定性反映滤波器型输出回路的间隙阻抗频率特性。从而在仿真设计阶段,可将S21设为优化目标,利用三维电磁仿真软件的参数优化功能实现精确设计滤波器结构,比相位法,场分析法更加快捷准确。传输法同样适用于矢量网络分析仪冷测滤波器的实验,可消除系统拆装及波导元件引起的误差,使测量更加方便准确。

基于电压钳位原理的多端口限流式直流断路器

随着直流电网技术的广泛运用,直流断路器作为关键保护设备已成为相关领域研究重点。提出一种基于电压钳位原理的多端口限流式直流断路器,具有通态损耗低、经济性良好、重合闸速度快等优点。首先,提出新型断路器的拓扑结构及动作策略,通过电压钳位原理切除故障,而后利用LC振荡关断支路晶闸管;其次,分别对母线和线路故障进行解析推导,进而针对其关断过程设计参数;最后,利用PSCAD/EMTDC中的三端直流电网模型验证其有效性与适用性,并分别对两种故障仿真加以分析,通过故障电流、系统电压及支路电压对比分析等验证该断路器可代替多个常规断路器,减少了主断路器需求。

利用高斯消去法求无源二端口网络参数

历来求无源二端口网络参数，用网络两个端口的开路或短路分别去求出二端口网络的各个参数。求解时对于简单的网络尚可，然而只要网络稍复杂，即难于求解。本文提出一种统一的方法用于求解网络的参数，利用变形后的高斯消去法，对网络解耦，从而求得两端口网络的参数，算法统一，既可用以计算机辅助计算，亦可用于手工计算，方便简捷，尤其是对于Ｙ参数和Ｚ参数。

基于运放的二端口电路一般实现方法研究

本文讨论了基于运放的二端口电路一般实现方法,对其中的负电阻和受控源均采用含运放的电阻电路来实现。以开路电阻矩阵参数为例,给出了实现方案。通过回转器实例说明了实现方法的应用。本文的讨论可供讲授电路理论课程的教师参考。

声表面波波导耦合双模谐振窄带滤波器

本文利用集总参数等效电路模型计算了声表面波波导耦合双模谐振窄带滤波器的频率响应。讨论了谐振器各设计参量对滤波器性能的影响。在Ｘ－１１２°ＹＬｉＴａＯ＿３基片上实验制作了中心频率１１４ＭＨｚ左右，Δｆ＿（－３ｄＢ）分别为７０ｋＨｚ和４０ｋＨｚ的二极和四极窄带滤波器。对二极滤波器，阻带抑制小于一３０ｄＢ；对四极滤波器，阻带抑制小于一５０ｄＢ；匹配后插损３ｄＢ。理论计算与实验结果一致。

声表面波传感器中单端谐振器的匹配电路仿真

声表面波(SAW)传感器主要通过SAW延迟线及谐振器对各种物理量进行敏感。由于谐振器有很高的品质因数(Q),SAW谐振器特别适合无线无源测量。为了能有效地对无线信号进行应答,必须建立相应的匹配电路。基于SAW单端谐振器的等效电路,对单端谐振器的匹配电路进行仿真,并分析了匹配电路元件对谐振器频率特性的影响。仿真结果表明,在匹配电路中,电容对谐振频率的影响显著。

三线圈磁谐振式无线输电系统传输效率的优化

磁谐振式无线电能传输系统的传输效率是评价整个系统的重要指标。针对单中继的三线圈磁谐振无线电能传输系统,运用等效电路理论和二端口网络理论推导系统在磁谐振状态下的传输效率公式,并对效率公式进行优化。当中继线圈与接收线圈之间的距离已固定时,在不改变系统各元件参数情况下,通过调节发射线圈与中继线圈间的距离,使其和中继线圈与接收线圈之间的距离满足一定关系,系统的传输效率可得到显著提高。最后,开发了一套三线圈输电系统,实验验证了理论的正确性。

端口故障诊断法原理及算法

端口故障诊断法是摸拟电路的一种新故障证实法。由于端口数总小于独立结点数,所以在对同一电路诊断故障时,此法比结点故障诊断法的测后工作量小.所提出的诊断算法及容差处理方法简单、有效.并给出诊断实例.

嵌入式模拟器中的JTAG应用

为了减少扫描链中扫描时间和关键路径时延,提出了一种嵌入式模拟器.在JTAG接口协议的基础上,增加指令和扫描链,同时通过测试访问端(TAP)控制把串行输入转换成并行输出,并行访问数字信号处理器的寄存器文件和片上存储器单元,实现嵌入式模拟器.实验结果表明,该模拟器可以实时仿真和调试16位数字信号处理器,并实现单步、断点和跟踪等调试功能.该模拟器减少了扫描时间和扫描链对关键路径的影响,加快了芯片的测试速度和开发进程.