浅析大功率电动机起动与变压器容量的匹配

针对苏州某工厂的冷冻机设备起动过程中发生高压柜跳闸事故及安徽滁州某家电园大型冷冻机起动和运行过程中出现变压器过载事故,分析了这两个事故,发生事故的根本原因在于大型电动机的起动功率和变压器容量选择不相匹配。提出合理选择变压器容量并与大功率电动机设备功率相匹配,提高电动机电压供电等级,降低软起动器的起动设定上限值等预防技术措施,避免此类事故再次发生。

基于最小峰值电流算法的DC/DC变换器控制系统设计

针对传统DC/DC变换器控制系统稳定性差,控制效率低等缺点,设计了一种基于最小峰值电流算法的控制系统。控制系统的硬件部分主要包括整流开关器件,辅助电路,辅助电源,稳压电容,高频变压器等,整流开关管选用了高性能6N137型光耦隔离;给出了变换器控制系统的主控程序,利用PWM调制模块负责持续地更新内移相比值,当变换器电压稳定时计算最小峰值电流,并构建小信号模型进行环路补偿以提高系统的电流转换效率。实验数据表明,提出的控制系统电流控制效率更高且在相同输入功率下的电流应力值更小。

基于自驱动变阻器的新型故障限流器

短路故障电流会给系统的安全稳定和经济运行带来危害,安装故障限流器可以快速有效限制短路故障电流,在电网短路故障抑制方面具有良好的应用前景。因此提出一种基于自驱动变阻器的新型故障限流器,其在正常运行时损耗很低,短路发生时无需任何检测设备和辅助开关便可完成对首半波峰值的限制。首先对限流器动作和限流过程进行理论分析,基于COMSOL平台建立有限元模型对限流器自驱动过程的运动和受力情况进行建模仿真,并对短路故障电流造成的装置电磁环境变化加以研究。然后建立基于PSCAD/EMTDC平台的振荡电流源短路故障仿真模型,通过仿真验证了新型故障限流器的限流效果。最后完成了样机制作,并通过搭建试验回路进行了试验验证。试验结果表明:在预期电流峰值为15 kA的情况下,基于自驱动变阻器的新型故障限流器能够在4.2ms限流,将首半波故障电流峰值从15.6 kA限制到14.51 kA。通过仿真与试验验证了所提新型故障限流器的可行性,限流效果明显,可为工程应用提供一定技术参考。

脉冲涡流技术对包覆层管道缺陷检测

包覆层下管道腐蚀引起局部减薄对工业造成重大安全隐患,因此评估带包覆层管道缺陷极为重要。研究主要目的找到一种有效且易于提取的信号特征以评估管道缺陷,利用Comsol仿真软件建立有限元模型,分析了脉冲涡流时域信号特征,提取检出差分电压峰值特征量,分析了差分电压峰值和试件缺陷之间的关系。同时通过20#碳钢管道实验验证,实验结果表明:在时域上,差分电压峰值随着外壁缺陷深度和宽度增加而增加,差分电压峰值随着内壁缺陷深度增加而减小,进而利用差分电压峰值评估铁磁性材料缺陷,该特征量对解决包覆层下管道缺陷评估具有广泛的工程应用价值。

SPD在不同波形雷电流冲击下的极限应力研究

从实际环境中采集到的雷击波形出发,研究电涌保护器(SPD)在不同雷电流波形下的极限耐受能力,研究数据表明:SPD在不同雷电流冲击下的最大放电电流、通过电荷量与半峰值时间呈幂函数关系。通过此函数关系,可以将实际环境中采集到的电流波形对应应力转换为8/20μs波形下的测试应力,实现在SPD选型和研发测试阶段对所有波形雷电流进行防护设计。

一种获取变压器短路电流峰值的计算方法的讨论

讨论一种获取变压器短路电流峰值的计算方法。阐述了变压器短路电流计算的数学表达式,详细介绍了获取短路电流峰值的计算方法和计算结果。最后,通过matlab/simulink软件将仿真结果与计算结果进行比对,验证了该计算方法的可行性和准确性。

中频低压脉冲电流对纯铝凝固组织的影响

通过调整脉冲电流峰值和脉冲频率，研究了中频低压脉冲电流对纯铝凝固组织的影响。试验结果表明：中频低压脉冲电流可使纯铝的凝固组织由柱状晶转变为等轴晶，电流峰值在500～6000A、脉冲频率在100～1000Hz范围内，随着脉冲电流峰值和脉冲频率的提高，等轴晶不断细化，等轴晶晶区面积增大。

污秽中CaSO_4质量分数对XWP2-160瓷绝缘子串交流污闪特性的影响

输电线路绝缘子在自然条件下表面积污成分中含有大量的CaSO4，而污秽中CaSO4对绝缘子污闪特性产生较大的影响。为此，以7片XWP2-160型绝缘子串为试品，在人工雾室中进行了人工污秽试验，研究了CaSO4对绝缘子污耐压及泄漏电流的影响规律。研究表明：随着CaSO4质量分数的增加，绝缘子串污耐压呈幂函数形式递增，泄漏电流峰值递减；在CaSO4作用下，可溶性物质密度（SCD）对绝缘子污耐压的影响程度是附灰密度NSDD影响程度的1．45～1．7倍，SCD对绝缘子泄漏电流峰值的影响程度是附灰密度（NSDD）影响程度的3~4倍；随着污秽度的提高，CaSO4质量分数的改变对绝缘子污耐压的影响逐渐增大；随着CaSO4质量分数的增大，SCD、NSDD的改变对绝缘子污耐压及泄漏电流峰值的影响逐渐减小。研究结果可为输电线路外绝缘设计和运维提供参考。

不同电规准条件下硬质合金电火花加工性能的研究

通过对硬质合金材料的电火花加工试验,研究了脉冲宽度、峰值电流等电参数对加工效率、电极损耗、加工表面粗糙度等加工性能的影响规律,并分析了其作用机理,提出通过合理配置电参数以改善硬质合金加工性能的工艺原则。

脉冲涡流技术在应力检测中的应用

残余应力是造成零件疲劳、断裂的重要因素和表征构件早期质量的重要参量,有效评价应力变形状态对于关键部件早期失效预测十分必要。本文在压阻效应原理的基础上,推导了拉伸应力与金属材料电导率的关系。通过有限元仿真,得出脉冲涡流差分信号峰值与电导率变化成线性关系。在此基础上,对铝合金AL5083进行了拉伸应力试验,提取脉冲涡流差分信号峰值进行了分析。理论与实验结果表明,在弹性区,脉冲涡流差分信号峰值与导电材料电导率的变化、拉伸应力成线性关系,脉冲涡流差分信号峰值特征可以用于评估导电材料的电导率分布以及应力所处的状态。本文的研究结论可为进一步对金属材料中残余应力与电导率变化规律的研究提供重要帮助。

镁合金微弧氧化过程中参数对成膜效果的影响和优化

研究了在镁合金微弧氧化过程中电解液浓度、电流密度、氧化时间等参数对生成膜性质的影响。发现在不同的电解液浓度、电流密度条件下,电压都具有峰值平台,但峰值的大小及持续时间随条件的改变而改变。若采用分阶段提升电流密度可使得在电压-时间曲线上获得多个峰值平台,同时控制氧化时间,从而能获得更好的膜层质量。

污秽中CaSO_4对典型瓷、复合绝缘子交流污闪特性影响对比分析

自然条件下输电线路绝缘子表面积污成分中含有大量的硫酸钙(CaSO_4),而污秽中CaSO_4对不同型式绝缘子的污闪特性有着不同的影响。为此,以7片XWP2-160型瓷绝缘子串和FXBW4-35/70型复合绝缘子为试品,在人工雾室中进行了人工污秽试验,对比分析了CaSO_4对这2种型式绝缘子污耐压、闪络电压梯度及泄漏电流峰值的影响差异。研究表明:随着CaSO_4质量分数的增加,这2种型式绝缘子污耐压和闪络电压梯度均递增,而泄漏电流峰值递减;不同CaSO_4质量分数下,复合绝缘子的闪络电压梯度是瓷绝缘子闪络电压梯度的1.3~1.7倍,说明复合绝缘子耐污闪性能优于瓷绝缘子;此外,在CaSO_4作用下,盐密(SCD)的改变对于瓷绝缘子污耐压的影响程度为复合绝缘子的1.0~1.2倍,而对于闪络电压梯度为0.8~1.0倍,对于泄漏电流峰值为0.2~0.6倍。研究结果可为输电线路外绝缘设计和运行维护提供参考。

1000kV交流绝缘子串泄漏电流特性研究

为研究特高压交流输电线路绝缘子的耐污性能,在试验室试验采用GB/4548-2004规定的升降法进行人工污秽试验。研究1000kV3种不同型式的交流绝缘子在u50%人工污秽放电过程中的泄漏电流变化特性。它们在相同附盐密度SDD条件时的泄漏电流峰值变化趋势一致,但幅度差异较大,其中8m空心绝缘子泄漏电流峰值幅度最高,支柱绝缘子次之,盘形绝缘子泄漏电流峰值幅度最低,主要与其结构形式有关。1000kV输电线路用盘形绝缘子临近闪络时泄漏电流的临界电流Ic值为500mA,明显小于500kV长串绝缘子闪络的临界电流值Ic水平;而超过一定幅值的电流脉冲频度明显大于500kV长串绝缘子的电流脉冲频度水平。反映出1000kV特高压污秽绝缘子电弧发展更迅猛、更强烈的特点。记录绝缘子超过一定幅值的电流脉冲计数的变化、泄漏电流波形的改变、以及峰值幅度数据的分析结果,指出了绝缘子闪络与否的条件。特高压绝缘子泄漏电流峰值Im幅度、电流波形及电流脉冲放电频度可作为污闪报警的判据。

光谱法研究闪电通道的导电特性

依据无狭缝光栅摄谱仪在青海获得的云对地闪电回击光谱信息,结合空气等离子体传输理论,用四种不同方法计算了同一闪电放电通道的电导率。结果表明:各种方法所得闪电核心通道的电导率数量级均为10~4S·m^(-1);且同一通道内的电导率随通道高度的增加有减小的趋势;通道内电子与一次、二次电离离子的碰撞以及它们各自的碰撞对通道电导率的贡献不可忽略;用碰撞积分的方法计算闪电核心通道的电导率结果更为合理。在通道电导率的基础上估算了回击通道的放电电流,与辐射峰值电场实验资料所得的相应峰值电流相比,其结果在合理的范围内,并进一步探讨了温度与电流放电特性的相关性,为研究闪电放电电流提供了一条可行的途径。

杆塔接地冲击特性的模拟试验研究

为研究输电线路杆塔接地体的冲击特性,获取大尺寸接地体冲击系数的试验数据,采用模拟试验的方法,得到了4种接地体的冲击系数随冲击电流峰值的变化曲线。冲击系数呈现出随冲击电流峰值增大而减小的变化规律;通过与其他学者研究结果的对比验证了模拟试验的有效性,并根据粘土与细沙的临界击穿场强差异揭示了土壤颗粒的尺寸和均匀性对冲击特性的影响机理,初步得出采用细沙模拟土壤的试验方法将高估冲击特性的结论。最后通过不同型式接地体试验结果的比较,建议在低电阻率地区优先选取方框射线型接地体。

脉冲涡流检测技术的研究

脉冲涡流检测技术作为当前无损检测的一种新技术,能够快速方便地检测金属导体构件中的缺陷。与传统的单频涡流技术相比,宽频谱的脉冲信号激励使得响应信号中包含了更丰富的缺陷信息。对不同深度的表面缺陷进行了检测,分析了差分信号的特征值与缺陷深度之间的关系,试验表明利用峰值不仅可以判断缺陷位置,而且还与缺陷的深度之间呈线性关系。并对一阶微分信号的特征进行了分析,结果发现,采用一阶微分信号分析可提高脉冲涡流检测系统的线性度。

强电磁脉冲下金属氧化物避雷器瞬态响应特性

高空电磁脉冲是少数能够同时干扰广域分布系统的强电磁脉冲干扰之一,通过场线耦合能在电力传输线上形成纳秒级上升沿、数千安培的传导环境。为了研究电力系统关键易损性设备的强电磁脉冲效应,评估电力系统的高空电磁脉冲生存能力,有必要通过实验研究现有常规金属氧化物避雷器对高空电磁脉冲的瞬态响应特性。本文通过实验获取了高空电磁脉冲标准传导环境下金属氧化物避雷器的过冲峰值、残压峰值以及响应时间等关键参数,并通过实验分析了金属氧化物避雷器加电与不加电状态对关键参数的影响。实验结果表明:高空电磁脉冲传导环境作用下该型金属氧化物避雷器的过冲电压峰值为雷电冲击电流残压峰值的2.19倍;其残压峰值相对于雷电冲击电流残压峰值提高了115.6%;响应时间基本不随脉冲电流幅值变化。另外,是否加电对该型避雷器过冲峰值、残压峰值、响应时间等参数随脉冲电流幅值变化规律的影响可忽略。

硬质合金电火花加工性能的试验研究

通过试验研究硬质合金的电火花加工中脉冲宽度、峰值电流等电参数对加工速度、电极损耗、加工表面粗糙度的影响规律,得出结论:脉冲宽度和峰值电流必须在一个合适的范围内才能得到较好的加工效果。

脉冲电流对亚共晶Al-Si合金凝固组织的影响

采用自制的脉冲电源,通过调节脉冲电流峰值,研究了脉冲电流峰值对亚共晶Al-Si合金凝固组织的影响。结果表明:随着脉冲电流峰值的增大,合金的的宏观组织愈加细化;微观组织中,先析出相α-Al枝晶形态趋于向等轴晶转变,而共晶Si组织逐渐粗化。

8/20脉冲对ZnO压敏电阻器工频耐受性能的影响

通过试验,分析了8/20脉冲次数及电流峰值对ZnO压敏电阻工频耐受性能的影响。在脉冲次数及电流峰值不同的情况下,电阻体内部发生结构性变化,导致其工频耐受性能发生变化。当脉冲电流峰值未超过某一临界值时,工频耐受时间随着冲击次数的增加而延长,超过此临界值时,工频耐受时间随着冲击次数的增加而缩短;在8/20脉冲次数一定的条件下,工频耐受时间也随电流峰值的递增呈现先延长后缩短的趋势。