高海拔环境下大容量直流空气断路器灭弧性能研究

高原轨道交通和电工产业转型对起关键保护作用的大容量直流空气断路器(LC-DCCB)提出了更高要求,但现有产品在高海拔地区的开断仍存在一定问题。该文以轨道交通用LC-DCCB为研究对象,首先基于磁流体动力学(MHD)理论,考虑湍流效应的影响,对其在高海拔环境下开断18 kA短路电流进行仿真;然后对电弧形态及灭弧室内温度场、电磁场、气流场进行分析,得出高海拔地区空气电弧开断困难的主要原因;最后根据仿真与理论分析,考虑采用合理数量和布局的间插式U型栅片改善电弧开断特性。结果表明:随着海拔的升高,电弧前期运动速度加快,但断路器的灭弧性能降低;在高海拔环境下电弧存在严重的弧根粘滞和弧根拖尾现象,弧根拖尾畸变空间电场,不利于熄弧;同时,在不同海拔环境下,电弧会产生不同程度的反向运动现象,易导致弧后重燃。该研究深入揭示了高海拔环境下LC-DCCB电弧演变过程及复杂开断现象背后的物理本质,可为该类产品研发提供理论指导。

基于小波分析的故障电弧检测方法

为了对配电系统中常见的故障电弧实现快速可靠诊断,进而采取有效的保护措施,笔者提出一种基于多分辨分析的快速小波变换分析提取故障电弧特征频段的诊断方法,利用基于非参数自适应估计理论的Birge-Massart策略进行阀值求解,结合小波阀值降噪解功能对电弧电流进行降噪处理。根据小波分析适于分析非平稳信号的特点,采用该分析方法检测不同类型负载下电弧电流中的奇异信号。综合实验数据,分析表明该方法能有效地实现对故障电弧的诊断。

低压配电网电压质量检测系统的设计

针对日益严重的低压配电网电压质量问题,提出了一种新型的电压质量检测装置的设计方案。系统采用基于核的微处理器LPC2210为主控制器,运用快速傅里叶变换和小波变换,提取电网电压信号的特征量;通过判断特征量的大小,得到电网电压的性质;给出了检测系统的现代电器设计理论、硬件设计和软件设计的设计方案。试验结果证明了该系统在低压配电网电压质量检测中的有效性和可靠性。

基于网格分形理论的串联故障电弧检测诊断技术

提出了一种基于网格分形理论的故障电弧诊断方法。根据任意时刻正常工作电流和故障电弧电流斜率的不同变化特征,通过计算相邻电流斜率之间的关系,判断电流的突变点或电流波形的畸变点,由此对线路中可能出现的故障电弧作出诊断。

采用波形比较法的串联故障电弧快速诊断技术

提出了一种采用电流波形比较法的串联故障电弧快速诊断技术。根据设备或线路发生串联故障电弧时线路电流波形发生畸变的特征,通过计算相邻两电流波形之间的差异值,有效提取出故障电弧电流波形的畸变量信号,诊断出线路中可能出现的故障电弧。试验结果表明,该方法算法简单可靠、易于实现,具有对故障电弧快速识别的能力,能够有效地实现对串联故障电弧的快速诊断。

基于转矩分配的电动汽车横摆稳定性控制

四轮驱动电动汽车在行驶过程中,行驶姿态与轨迹仅靠差速控制难以准确跟踪司机指令,路面变化及轮胎非线性会使汽车出现过大摆动、侧滑、过度或不足转向等不稳定问题。针对可能出现的问题,分析了横摆角速度与车辆稳定性的表征关系,提出了基于转矩分配的直接横摆控制策略,轮毂电机均采用直接转矩控制(DTC),实现高动态牵引,并在稳定性分析的基础上对系统进行Matlab/Simulink环境下仿真。仿真结果表明,车辆在行驶过程中,各车轮转矩的动态优化分配可将车辆姿态参数控制在最佳范围内,保证车辆能够按照预定方向稳定行驶。

低压配电网电压质量检测系统的设计

针对日益严重的低压配配电网电压质量问题,提出了一种新型的电压质量检测装置的设计方案。系统采用基于核的微处理器LPC2210为主控制器,运用快速傅里叶变换的和小波变换,提取电网电压信号的特征量;通过判断特征量的大小,得到电网电压的性质;给出了检测系统的现代电器设计理论、硬件设计和软件设计的方案。试验结果证明了该系统在低压配电网电压质量检测中的有效性和可靠性。

基于周波分析法的串联型故障电弧诊断技术

为了研究串联型故障电弧的特性,快速检测出电力线路中发生的电弧故障,及时切断故障线路,笔者提出一种利用周波分析法速检测故障电弧的诊断方法。根据电力线路发生串联故障电弧时,线路电流的周波有不规则特点,通过该方法计算相邻电流周波间的差异值并提取畸变信号,从而判断电力线路中是否存在故障电弧。本文对不同类型典型负载进行故障模拟实验,对故障电弧实验数据进行收集分析,验证了该方法的有效性和可靠性。

三维电场覆冰绝缘子PD等离子体仿真研究

基于国内外学者研究总结的覆冰绝缘子机理,考虑覆冰绝缘子结构及表面水膜的情况,对覆冰绝缘子进行三维电场仿真,分析了冰棱对电场分布的影响。建立等离子介质阻挡放电(DBD)模型,模拟气隙击穿过程中的放电过程,分析结果可为三维电场覆冰绝缘子研究提供参考。