矿用锂离子电池针刺诱导内部短路的安全特性研究

为研究锂离子电池内部短路引起潜在热失控风险的机理和规律,针对228 Ah矿用锂离子电池开展针刺诱导内部短路试验,通过分析电压、温度和重量损失率等参数,探明针刺速度、荷电状态(SOC)对热失控的影响和变化规律。研究结果表明:低速穿透时,因固体电解质界面膜的损坏与再生造成2次内部短路,温度和电压具有正相关性特征;随针刺速度的增加,电压下降起始时间和重量损失率变小,温升率基本不变;低SOC针刺时,内部短路影响电池热量的释放,改变短路放电的方式,随着SOC的增大,参与内部短路反应的活性物质越多,内部短路的现象明显、热失控严重,导致开路电压下降率、温升率和重量损失率均变大。研究结果可为该类电池在煤矿井下安全应用提供技术支撑。

基于GWKNN算法的风力发电机组内部短路故障辨识系统

风力发电机组内部短路故障特征模式多且复杂,导致故障辨识质量下降,该文研究基于GWKNN算法的风力发电机组内部短路故障辨识系统。由电源模块、显示模块、通信模块、控制模块、采集模块、存储模块搭建系统硬件架构,以保证系统控制、数据采集、供电、存储、显示、通信功能的实现。在系统硬件的支持下,采用GWKNN算法获取内部短路故障特征值的异常搜索因子以及特征模式,实现风力发电机组内部短路故障辨识算法设计。分析测试结果可知,该系统的主要模块功能均达到了预期设计目标,能快速、准确地辨识出短路故障信号与类型,平均辨识时间仅需3.99 s,证明所构建的系统应用效果好,能满足实际应用需求。

锂离子电池内部短路失效的反应机理研究

应用电池挤压试验机研究了锂离子电池内部短路失效过程,并由DSC、GC/MS和XRD分析了电池内部的正极、负极和电解液之间在不同温度下的反应机理.实验表明,正极Li0.5CoO2与电解液的反应是导致电池内部短路失效的根本原因.电池因内部短路发热,一旦温度达到正极Li0.5CoO2的分解温度时,正极瞬时分解,并释放出O2.后者与电解液瞬间发生剧烈反应,同时放出大量CO2气体,冲破电池壳体,造成电池发生爆炸.其中SEI膜自身的分解反应以及负极与电解液在初期的反应都为正极与电解液反应起了积累热量的作用.

封闭容器内部短路燃弧爆炸压力效应计算

中压开关设备内部短路燃弧爆炸对设备、建筑物以及工作人员的安全带来了严重威胁。为提出合适的数值计算方法对短路爆炸引起的压力效应进行计算,对开关设备内部短路燃弧的能量平衡机制进行了分析;通过分析燃弧过程的热-力效应,提出了基于CFD法的间接耦合分析方法,并开展了实际封闭容器内部短路燃弧实验验证了算法的可行性。研究结果表明:实验测量与模拟计算获得的平均压强仅相差2%左右;电弧尺寸对压力升的影响较小;封闭容器内部压力升随电弧能量的增大近似线性增大;安装负压室后燃弧室的压强可降低60%左右,因此,增设负压室可有效抑制开关设备内部短路爆炸引起的压力升。

大型核电汽轮发电机定子内部短路故障时局部电磁力分布研究

定子绕组内部短路故障是核电汽轮发电机典型的故障之一,故障发生后极易出现转子损坏、槽楔破损、绕组断裂等严重问题。因此,掌握定子绕组内部短路故障后发电机电磁力的分布特点并找出电磁力集中位置是非常重要的。首先,建立了二维场-多回路-运动耦合时步有限元法、麦克斯韦张量法与洛伦兹力原理相结合的电磁力计算模型,然后,以一台1 407 MV·A核电汽轮发电机为例,计算了定子绕组短路故障后转子表面和定转子绕组的径向力与切向力以及定转子槽齿壁电磁力,并分析了故障后定转子的电磁力分布特点和电磁力相对集中的区域,最后讨论了计算结果的准确性与合理性。该文所研究的电磁力结果,可作为载荷应用于故障电机的结构形变分析和疲劳分析,所提出的电磁力分析思路也可为求解其他类型电机定子内部短路故障的电磁力问题提供参考。

基于波形记忆和模糊极小—极大神经网络的变压器励磁涌流和内部短路的鉴别

传统的区分变压器励磁涌流和内部短路的各种方法存在原理性缺陷 ,不能满足现代超高压电力系统的要求 ,此文根据内部故障和单纯涌流这两种情况下波形的不同 ,提出了波形记忆的原理并采用了一种模糊神经网络模型——模糊极小—极大神经网络来对这两种波形进行记忆和鉴别。运用EMTP程序对变压器各种内部故障或涌流的情况进行较为全面的仿真以形成网络的训练样本 ,通过学习和测试 ,表明该网络所形成的新算法能够正确鉴别变压器各种运行工况下的励磁涌流和内部短路 ,所需的鉴别时间小于 2 0 m

变压器绕组内部短路故障的数值仿真方法

提出一种用于变压器绕组内部短路故障检测的数值仿真方法。该方法基于精细模拟绕组结构的有限元分析,针对绕组对地短路和匝间短路故障建立了数值仿真计算模型;采用能量扰动法计算变压器等效电感参数,并进一步使用这些参数建立变压器状态方程,以研究故障状态下变压器端部电气量、磁场分布和故障位置之间的关系。仿真结果表明,模型合理有效。

龙羊峡电站发电机内部短路计算及其保护定值的分析

龙羊峡电站发电机为每相六分支、分布中性点的320MW大型机组,装设的内部短路主保护(纵差、横差)比较特殊,国内首次使用。为今后国内多分支分布中性点水轮发电机的安全运行,有必要进行设计、安装、调试、运行各方面工作的总结。本文仅就该机组内部短路主保护的定值作一分析。

大型发电机内部短路主保护的发展新动向

大型发电机内部短路主保护的发展新动向王维俭，刘俊宏（清华大学电机系）迄今为止，发电机内部短路主保护仍以纵差保护为主要方案，但它只对相间短路起保护作用，为了反应定子绕组匝间短路或开焊断相故障，还需增设其它保护装置，对于大型发电机组，要求主保护的双重化（...

基于谢宁DOE的背光灯片内部短路侦测研究

谢宁试验设计方法是目前广泛使用的,具有代表性的试验设计方法之一。采用谢宁试验设计的成对(组)比较技术,结合图基检验的方法,针对背光灯片"内部短路"缺陷难以侦测的问题,构建了具体的具有实际操作性的检验侦测手段,并通过实例验证了该方法的有效性。

三峡水电站发电机变压器组内部短路主保护方案的理论分析和试验研究

根据对龙羊峡电厂和岩滩电厂机组保护的理论分析、试验研究和运行经验总结，本文提出了三峡电站机组短路主保护方案，即：发电机第一主保护为高灵敏单元件横差保护，第二主保护为故障分量负序方向保护；变压器第一主保护为考虑励磁特性的变压器短路保护，第二主保护为故障分量标积制动式差动保护，后者采用三相电流和的谐波制动方式。

发电机内部短路的试验研究及其保护定值的商讨

近年来发电机内部相间或匝间短路的新型保护装置相继研制成功,它们的动作灵敏度和速度有了显著提高,以纵差保护为例,最小动作电流由过去的1.3～1.4倍额定电流减小为0.1～0.5倍额定电流,为什么要减小这么多?最小动作电流究竟多大合适?这与发电机内部短路电流的大小直接有关。发电机内部短路的分析研究,国内外已有不少文献发表,为了验证这些理论分析的准确性和校验实用计算方法的近似程度,东方电机厂等单位组织了两次同步发电机匝间短路的真机试验,根据这些试验结果,推荐有关发电机内部短路的理论分析和实用计算公式,并利用此研究成果计算了发电机的内部相间和匝间短路电流,提出了纵差和横差保护定值的初步意见,供大家讨论和参考。

大型水轮发电机内部短路主保护方案研究

大型发电机单机容量大,其地位显得尤其重要,它的安全运行直接影响到电网的稳定性,一旦遭受损坏,将造成巨大经济损失。本文就三峡机组内部短路的计算数据,分析了各种保护的灵敏度,并评估各种保护的优劣。并以此为基础提出大型水轮发电机组内部短路主保护的较佳设计方案。

一起500kV变压器的内部短路故障分析及处理

对一起500 kV主变压器内部故障进行了分析,通过对故障电流的分析、故障点的检查和电场仿真,指出了变压器在高压套管均压罩处存在绝缘裕度不足的问题,并提出了解决方法,为变压器的设计和制造提供了经验。

碱性锌锰电池内部短路的探讨

通过对不同类型短路电池的解剖、测试、分析和模拟试验,概述了引起碱性锌锰电池短路的几种主要因素;分析了锌枝晶、氧化锌枝晶、铜和铜化合物、超细锌粉、氢氧化铝枝晶引起电池短路的表观现象和产生的原因;探讨了各种短路模式的可能机理;提出了防范各种短路应采取的措施。

可变低温环境锂电池组内部短路故障诊断

针对可变低温环境下锂离子电池组易发生的内部短路故障问题,提出基于模型的电池组参数估计和故障诊断方法.通过特性实验,建立三元锂电池容量与温度的关系.根据标准-偏差模型,采用无迹卡尔曼滤波实时估计标准电池状态和参数,结合双卡尔曼滤波得到电池组状态和参数的实时估计结果,根据电池容量衰减定量诊断内部短路故障.在5~25℃时变温度下,结合实际工况进行电池组充放电实验,通过并联电阻法模拟内部短路故障,得到电池组状态和内部短路电阻估计值和真实值的对比.实验结果表明,利用提出的方法能够快速、精确地跟踪电池组状态,准确地诊断电池内部短路故障.

开关柜电缆室内部短路爆炸压力升计算及泄压效率分析

开展了开关柜电缆室内部三相短路爆炸试验,获得了电弧功率的变化规律;基于瞬态动力学分析,计算得到了泄压盖的开启压力、开启时刻和柜门的耐压强度;对泄压盖封闭和开启条件下隔室内部的压力升进行了计算,分析了泄压盖不同开启角度下泄压通道的泄压效率,给出了泄压盖的安全开启角度。结果表明:随着燃弧时间的增加,隔室内部的压力升逐渐增大,而各位置压力升的差异逐渐减小;泄压通道的泄压效率随开启角度的增加而增大,当开启角度达到30°时,对应的泄压效率为21%,此时可确保隔室的安全。

单元件发电机内部短路保护的研究

本文依据在０．６３ＭＷ、４５ＭＷ、３２０ＭＷ等各型水轮发电机上的真机试验和运行资料，分析和计算了各种运行工况下的不平衡电流和短路事故中的故障电流，提出了以发电机中性联线零序电流为判据，对各种内部短路事故和定子绕组开断，气隙严重偏移故障进行高灵敏度的综合保护，并为这种单继电器式发电机内部短路保护系统提出了适用于工程应用的完善的整定计算和校验方法。

一种基于斯皮尔曼秩相关结合神经网络的电池组内部短路故障检测算法

电池组是电动汽车能源系统的重要组成部分,保障其安全性对电动汽车的智能化发展和人的生命财产都具有重要的意义,检测和保障能源系统中电池组的安全性已成为动力电池领域内的研究热点。神经网络被应用于电池组的各项数据检测中,但在电池组内部短路故障中基于相关系数等信号处理的方法仍广泛使用,其实现方案往往存在针对特定对象、需要特定环境、泛用性能较差等问题。基于此,该文融合相关系数和神经网络的特点,提出一种基于斯皮尔曼秩相关结合三通道卷积双向门控循环神经网络(TBi-GRU)的电池组内部短路故障检测算法。首先,基于斯皮尔曼秩相关系数,滑动窗口联合无量纲化,标准化多维度的电池组运行特征;接着利用提取的正常状态下电池组运行特征训练TBi-GRU神经网络;然后基于已训练好的TBi-GRU模型检测内部短路状态下的电池组运行特征,结合预测结果与各通道的动态阈值对电池组状况进行检测。通过理想条件的仿真分析与实际环境的平台验证,验证了该方法能够充分结合斯皮尔曼秩相关系数的鲁棒性强和TBi-GRU神经网络泛用性强的特点,识别出电池组的内部短路故障。

光伏并网逆变器内部短路故障耐受性能试验研究

随着国内外光伏发电系统的大规模推广和应用,光伏并网逆变器短路故障耐受性能关乎人身安全和系统安全,已经成为设备安全性考核最重要的指标。为了研究逆变器内部短路故障的试验方法以及短路故障对其结构工艺的影响,文中通过对光伏逆变器常规电气性能试验回路、大容量短路试验回路以及相关标准测试要求的研究分析,建立了一种光伏逆变器内部短路故障耐受性能试验方法,并通过搭建试验回路,对该测试方法进行了验证,进一步对试验结果进行了分析。结果表明:设计的试验回路能够实现逆变器内部故障短路试验要求,逆变器内部短路故障会对其结构造成严重破坏,增加保护开关会降低其破坏程度。