考虑架构灵活重构的混合式贯通牵引供电装置应急管控与故障恢复策略

基于牵引变压器与两相交流输入至单相交流输出(两相-单相)变换单元的混合式贯通牵引供电系统(HATPSS)凭借其设备利用率高、改造成本低等优势而受到关注。然而,两相-单相变换单元作为系统中的薄弱环节,其任意端口故障会导致系统出现负序电流与功率缺失等问题,严重者将引发整个贯通系统失稳。此外,受HATPSS供电架构特殊性及其控制目标多样性的影响,传统牵引系统冗余备用方案与应急管控技术适用性差等问题突出。鉴于此,该文针对两相-单相变换单元的输入/输出端故障工况,综合考虑牵引站中既有设备应急管控潜能与两相-单相变换单元控制自由度的特点,分别提出面向HATPSS的应急管控与故障恢复策略。仅通过牵引变压器、联络开关、两相-单相变换单元等系统既有装置间的协同配合,实现在不同故障工况下HATPSS额定功率运行与负序电流抑制。最后,仿真与实验验证了在不同工况下该文所提应急管控策略的可行性与有效性。

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。

基于强语义特征方法的大型港口机械故障检测算法

文中提出了一种基于强语义特征融合的分割方法,用于大型港口机械故障的视觉化检测。该方法在DeepLabV3+架构的基础上进行了创新性的改进,包括双尺度特征提取和特征融合注意力机制(FFM),通过使用自采集构建的广州港大型起重机故障数据集,成功检测了港口机械的锈蚀、油漆脱落和裂缝故障,展现了高准确率和鲁棒性。实验结果表明:该方法相比原始DeepLabV3+架构展现了更高的准确率和泛化能力,为大型港口机械故障的视觉化检测提供了一种有效的深度学习解决方案,并为未来此领域的研究提供了新的思路和方向。

基于物联网技术的港口设备安全保障系统

随着港口业务规模的不断扩大,企业对港口作业效率的要求也不断提升,港口设备朝着大型化、自动化、连续化的方向发展,港口设备的安全和稳定运行也越来越重要。基于物联网技术的港口设备安全保障系统,实现了港口设备状态监控及故障预测,有助于港口企业科学合理地对港口设备进行维修保养,降低了设备维保成本。

港口机电设备故障诊断技术及应用

港口配备的各种机电设备使用环境复杂,经常出现设备故障,影响了机电设备的可靠运转,港口中的机电设备故障诊断与维修应该成为重点工作。基于此,探讨港口机电设备的故障诊断的作用,阐述机械振动法、磨屑法、温度法和无损探伤法等4种方法在港口机电设备故障诊断故障诊断上的应用。从机电设备发生故障前检测力度不严、工作操作流程不完善和故障诊断技术更新不及时等3个方面,指出港口机电设备故障诊断技术应用存在的问题。针对存在的问题,给出更新故障诊断管理观念、依靠现代化技术提高诊断水平、建立健全故障诊断技术体系和提高管理维护人员的专业技能等4点发展建议,以期为解决港口机电设备的各种故障具有一定的指导价值。

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。

港口起重机电气故障可视化研究

对港口起重机的电气系统故障进行可视化研究,以提高设备的维护效率和故障预测的准确性。针对港口起重机的电气故障,首先详细研究了电缆故障、电动机故障以及其他常见的电气故障类型。采用了传感器数据、监控系统和可视化工具,建立了一套系统,实现对电气系统的实时监测。通过这些工具,能够迅速发现电气系统的问题,从而及时采取维修措施,有效地减少了设备停机时间,提高了港口起重机在物流和货物搬运中的工作效率,同时提高了设备的安全性和可靠性,同时能够减小电气故障对整个港口运作的影响。本研究的结论表明,通过对港口起重机的电气系统进行可视化研究,可以有效提高设备维护的效率和故障预测的准确性。实时监测系统的引入不仅有助于迅速发现问题,还能够最小化设备停机时间,提高港口起重机的整体运行效率。该研究为港口物流行业提供了可操作的解决方案,以确保电气系统的稳定性和可靠性。

新型多频率三端口模块化多电平换流器拓扑及其控制策略

未来电网中将会存在的工频、直流与低频等多种频率,而传统换流器仅能实现交-交、交-直两种频率电气量间的能量交换。为此,提出一种新的多频率三端口模块化多电平换流器(multi-frequency triple-port modular multilevel converter,MFTP-MMC)拓扑,该拓扑结构简单对称,能够直接实现工频-低频-直流的功率变换和频率控制,不存在无功约束问题,可以输出2倍直流电压,具有直流故障自清除功能。针对MFTP-MMC拓扑建立其dq坐标下的动态数学模型,实现了系统2种交流频率分量同直流分量的解耦,在此基础上给出相应的控制策略,包括内环电流控制、环流控制、子模块均压控制以及外环功率控制,其物理概念清晰、控制性能良好。进一步,给出了桥臂无功分配系数的优化方法。同时针对其拓扑提出直流侧故障时闭锁以及故障后软起动策略。MATLAB/Simulink平台下的一系列仿真结果验证了所提MFTP-MMC拓扑和数学模型的正确性及其控制策略的有效性。

电液阀故障气动半实物仿真平台设计

针对阀口独立电液阀故障诊断与状态感知功能开发需求,设计搭建了一种基于高速开关阀与低惯量气缸驱动的高频阀芯-电磁铁加载与故障半实物仿真试验平台,并对试验台性能进行了初步测试。该仿真平台通过PWM信号驱动高速开关阀控制双作用气缸活塞杆位移与输出力,调控加载于阀芯比例电磁铁的模拟工况,实现电液阀阀内故障的半实物模拟。试验平台基于ARM平台建立,集成了场效应驱动电路与位移传感器、拉压力传感器与电流传感器等感知元件,可完成对模拟工况下阀芯的动态特征的捕捉。初步试验结果表明,通过设置不同PWM驱动信号可实现阀芯加载力调节、实现阀芯卡滞模拟,验证了平台功能。

大型港口机械智能在线监测系统的研究应用

为了保证港口机械运行机构减速机部分的运行更加稳定且安全,就需要进行远程化、无人化、精准化的状态监测,介绍了港机减速机的在线监测方案,并分析了减速机多渠道进行数据采集的方法结合电动机转速、负荷等设备的运行状态参数和设备的详细信息,可有效地发现设备的早期故障及发生部位。

散粮装卸两用机喂料系统故障的综合分析与解决方法

本文从设备总体结构、具体故障原因和解决方法等角度,阐述了散粮装卸两用机喂料系统发生故障的可能原因与解决方法,以供参考。

异步FIFO抗SEU设计

在高空高能粒子的影响下,航天或航空电子设计中广泛使用的异步FIFO容易产生单粒子翻转,从而导致功能紊乱甚至失效。因此在面向航天或航空的高安全电子设计中需采用容错设计来提高异步FIFO电路的抗辐射能力。但传统的三模冗余设计应用于异步FIFO时有一定的局限性,会出现由指针错误引起的某一通道的数据持续出错、跨时钟域导致的输出数据不同步等降低三模冗余防护能力的问题。针对该问题,文中提出适用于异步FIFO的新的电路结构及三模冗余方案。经仿真证明,采用新三模冗余方案构建的异步FIFO在辐射环境下能快速纠正指针错误,同步三路冗余数据,使其具有更高的单粒子防护效果。

基于神经网络自学习的模拟电路故障诊断方法

由于传统方法在模拟电路故障诊断中应用效果不佳,不仅错误诊断数量较多,而且故障诊断用时较长,无法达到预期的故障诊断效果,提出基于神经网络自学习的模拟电路故障诊断方法。将模拟电路等效为一个双端口网络,利用便携式模拟仪器采集双端口网络运行数据,通过小波变换信号提取模拟电路信号时域特征和频域特征,利用神经网络自学习模型卷积运算信号特征,诊断并识别电路故障。经实验证明,设计方法错误诊断数量占总样本数量的比例较小,诊断用时较短,在模拟电路故障诊断方面具有良好的应用前景。

虚拟故障端口法及其在电网故障计算中的应用

文中介绍了虚拟故障端口的概念、虚拟故障端口的创建方法和各种故障的模拟方法,在此基础上,以虚拟故障端口为边界,将故障电网分解成无故障对称网络部分和描述故障的不对称网络部分,基于线性电路的基本理论,借助于相序参数变换技术,提出了一种以虚拟故障端口为边界的电网故障计算方法。这种方法的特点在于:①可精确地模拟各种简单故障和复杂故障,包括金属性短路和完全断相故障;②故障模拟无需将故障支路移入到描述故障 的不对称网络中,因此,互感支路故障与非互感支路故障模拟方法相同、十分简单;③故障计算中无需修改原网节点导纳参数或阻抗参数矩阵,即不需对支路进行破口;④取消了序网之间的复杂连接关系;⑤计算结果精确、计算速度快。

片上网络互联的划分测试

在伪穷举测试的基础上,提出了一种片上网络互联的划分测试。将片上的资源(主要是路由器和通道)按一定的方法划分为4个区,然后采用伪穷举测试的方法分别对每个分区进行测试。实验证明,随着芯片规模的增大,本方法比伪穷举测试减少了测试时间和测试包数,降低了测试功耗,缩小了片上报错的范围。另外,本文还在划分测试的基础上提出了一种错误定位的方法,可以将出错的路由器或通道定位到出错分区的具体位置。

电力系统复杂故障算法的研究

本文从故障口边界的一般形式出发 ,综合应用相序参数变换技术和广义戴维南定理 ,详细推导出一种计算电力系统复杂故障中故障端口电流的方法。文中算法采用故障类型导纳参数模型 ,不但解决了任意过渡电阻的故障计算问题 ,还省去了程序实现中根据故障类型存储、检索故障类型导纳参数的步骤 ;相较于阻抗参数模型 ,算法更通用、简便。较好地解决了电力系统中具有任意不对称过渡电阻的简单故障及复杂故障计算的通用性问题。算例表明 。

改进的相分量法求解电力系统复杂故障新算法

针对基于对称分量法的传统故障分析方法求解复杂故障尤其是参数不对称电力系统复杂故障时,序网连接复杂、难以求解的问题,提出了一种基于多端口理论与优化的相分量系统网络模型求解具有不对称参数的电力系统复杂故障的新算法。该方法利用矩阵的对角化变换对传统相分量法进行优化,以减小计算量,并与多端口理论相结合,推导出一种既适用于各种类型简单故障,又适用于多重复故障计算的计算机通用数学模型。模型简单实用,通用性强。对比编程计算结果与EMTPE仿真结果,证明该算法准确有效。

超导限流储能系统的集成设计与试验

为了试验超导限流储能系统(SFCL—MES)的基本原理,设计了1台220 V／25 A／6 kW的 SFCL-MES模型样机。提出了一种用于配电系统的SFCL—MES的系统结构,它由2个串联于变 电站负荷的故障限流端口及1个并联于变电站母线的储能端口组成,既可以限制变电站的短路电 流,又可以提高整个变电站的供电质量。分析了SFCL-MES的集成设计原理,讨论了SFCL—MES 的4个组成部分:双向换流器单元、双向电流调节器单元、全波整流桥单元以及高温超导磁体单元 的设计结构以及主要参数。在模型上对SFCL—MES的故障限流原理进行了试验,初步验证了它的 有效性。

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.

利用骨干微粒群算法和SVM诊断电机定子故障

为了实现感应电机定子匝间短路故障的准确识别,提出一种基于骨干微粒群算法和支持向量机(support vector machine,SVM)的故障诊断方法。根据故障电流信号的特点,提出一种基于骨干微粒群算法的基波滤除方法,用以消除基波分量对故障特征提取的影响。然后利用小波包频带能量分解技术,将残余电流信号的故障特征谐波分解到不同频带,形成感应电机运行状态的特征向量,并以此作为SVM的输入向量。采用SVM进行分类,并利用骨干微粒群算法和交叉检验优化模型参数,避免参数选择的盲目性。实验结果表明,该方法不但可以有效滤除基波分量,突出故障特征,而且能够在小样本情况下准确辨识感应电机定子匝间短路故障。