非圆截面接地体的等效半径研究

现有接地计算均将接地体视为圆柱导体,而工程中大量使用扁钢、角钢等非圆截面材料。总结了各种接地体半径等效方法,利用有限元计算软件,建立了扁形、角形、圆形等典型横截面接地体的计算模型,基于接地体对地电阻相等原则确定其等效半径。进一步分析等效半径下接地体的纵向内自阻抗,确定接地体相应的等效电阻率和相对磁导率。最后,研究各种等效方法对接地网工频接地阻抗计算结果的影响。研究发现,各种工程近似等效方法中,利用截面周长相等法获得的扁钢接地体等效半径进行接地网的计算能够保证足够的准确性。     

配电线路阻抗在线虚拟量测研究

为了获得准确的配电线路阻抗参数,提出了一种配电线路阻抗在线虚拟量测方法。根据线路段首、末端采集到的大量电压、电流信息,建立线路段的电压降线性等效计算模型,采用回归分析法或平均值解方程法等数学方法分析、计算出电压降线性等效计算模型的系数,末端电流对应的系数即是该线路段的阻抗,从而实现线路参数的在线辨识。利用该方法对一条实际运行的配电线路进行建模与计算,并与线路实际阻抗进行了比较分析。计算结果表明,基于电压降线性等效计算模型的配电线路阻抗在线虚拟量测方法是有效和实用的,并具有计算速度快,实时性好的优点。     

两相复合材料等效磁导率计算

借鉴细观力学中计算多相复合材料弹性模量的方法提出了一种计算两相复合材料等效磁导率的新方法。通过引入参考材料,依据Hashin-Shtrikman变分原理确定了复合材料等效磁导率的取值范围,并推导出两相复合材料的有效磁导率公式。数值计算结果与实验数据基本吻合,表明了该方法在低铁纤维浓度时能够较好地预测复合材料的等效磁导率,对于优化复合材料电磁参数具有一定的参考意义。     

含ISOP-DAB变换器的中低压直流配电系统阻抗建模及稳定性分析

“双碳”目标下,高比例可再生能源和高比例电力电子设备成为中低压直流配电系统的主要特征,使得系统因其低惯量、弱阻尼的特性所引起的稳定性问题尤为突出。为此,针对含输入串联输出并联型双有源桥(ISOP-DAB)变换器的中低压直流配电系统进行阻抗建模并提出一种适用于中低压直流配电系统的稳定性分析方法。首先,建立了ISOP-DAB变换器的二端口阻抗模型以及其他单元的阻抗模型。在此基础上根据系统内各单元的端口特性将中低压直流配电系统等效为2个单母线直流子系统,并得到整个系统在中、低压侧的等效阻抗比,当且仅当该等效阻抗比满足奈奎斯特判据时,系统可稳定运行。最后,基于PSCAD/EMTDC平台搭建了含ISOP-DAB变换器的中低压直流配电系统的时域仿真模型,通过仿真实验以及理论计算对比分析了恒功率负载及线路参数对系统稳定性的影响。仿真结果验证了ISOP-DAB变换器的小信号模型以及所提稳定性分析方法的准确性和有效性。     

单相均匀传输线暂态模型参数计算

现有电力线路分布参数模型与多节集中参数模型是分析高频暂态特性的主要模型,其模型结构复杂,计算量大;单节集中参数模型结构简单,但适用频段范围远低于分布参数模型的首谐振频段。为此,以单相均匀传输线线路末端开路、短路为例,分析了分布参数模型、单节Π(T)、Γ模型的阻抗特性,并根据各模型最低频段等效阻抗的误差分析结果,提出了单节集中参数模型参数计算方法,即以工频等效阻抗、最小(首)谐振频率相等,最低频段内等效电抗综合误差最小为原则,将单节Π(T)、Γ模型的适用频段范围提高到了分布参数模型的首谐振频率,扩大了其适用范围。算例结果验证了该方法的有效性。     

计及铁磁材料饱和特性的地网接地阻抗的计算

为了解决因钢材磁导率的非线性使得接地网接地阻抗的计算较为困难的问题,基于矩量法和场路结合的思想,提出了一种计及钢材磁导率饱和特性的接地网接地阻抗计算方法。该方法考虑了接地导体的电阻、自感和导体间的互感,在自感的计算中考虑到钢材磁导率的非线性特性,并分析了大型钢材地网工频接地阻抗。计算结果表明,大型钢材地网工频接地阻抗随经地网入地故障电流的增大而减小。采用几A至几十A测量电流测量得到的地网接地阻抗明显高于较大故障电流下的接地阻抗。     

基于等效次级的直线感应电机的电磁分析与参数辨识

提出一种基于等效次级的直线感应电机空载试验的方法:采用软磁铁氧体材料模拟次级背铁,达到电机次级电流为零、但励磁电感保持不变的空载试验要求。建立电磁场二维模型,解析计算次级材料相对磁导率对励磁电感的影响;在励磁电感不变的前提下,根据次级背板相对磁导率和励磁电感的解析式,设计等效次级的几何参数,通过有限元计算与试验测量进行验证。该文在数学上对励磁电感的表达式做了适当化简,使其能够适用于直线感应电机的控制。     

基于实际电路理论分析的多负序源责任分摊

对负序源辨识研究不仅要找到主导源,更重要的是要定量各不平衡用户的责任。现有负序源识别的研究很大程度依赖于等效负序阻抗,而由于电力系统的波动性较大,负序阻抗参数的确定是难以解决的问题。文中的方法避开了估算负序等效阻抗这个难题,基于建立等效电路并结合实际情况分析的负序电流在系统中散布的原理,将实测数据作为基础参考数据,减少人为估算参数的干扰,确保计算数据的实时性和准确性,能够快速简单地得到各个负序源的责任划分量化指标并进行对比。最后,采用Matlab仿真模型和实际算例分析验证了所提方法的正确性。     

基于电流噪声源模型的EMI滤波器设计

在阐述了三相变流器电磁干扰特点的基础上,提出了一种新的EMI滤波器的设计方法。分析了三相变流器的共模、差模干扰回路,建立了插入滤波器后三相共模、差模等效模型。考虑了阻抗失配条件下对滤波器设计的影响,根据测得传导干扰所需衰减量,确定滤波元件参数选取。该方法以电流源为噪声模型,绕过了源阻抗估算这一难点,简化了设计难度,仿真结果表明了该设计方法的有效性和实用性。     

AC/DC整流器并联均流新型下垂控制策略

为降低传统下垂控制造成的母线电压衰减,提出一种基于AC/DC整流器等效阻抗差的改进型下垂控制策略,并应用于解决中小型运载器的发供电系统均流问题。分析了AC/DC整流器的dq轴模型及其等效电路,并据此给出等效阻抗计算式。在确定并联整流器的等效阻抗相对关系的前提下,建立AC/DC整流器输出电流差和电压差之间的数学模型,并以此为基础,针对等效阻抗较大的整流器设计下垂控制器。为验证所提策略的有效性,建立了永磁同步发电机—整流器并联系统的仿真模型和实验平台。仿真分析了等效阻抗和控制参数对均流性能的影响。仿真和实验结果表明,基于整流器等效阻抗差的下垂控制能够在降低母线电压衰减的基础上实现均流,该方法尤其适合高压小电流的AC/DC整流系统。     

两级电磁环网的系统阻抗实用计算方法

研究了两级电磁环网中变电站母线短路电流与系统阻抗的关系,提出一种实用计算方法,利用短路电流数据计算变电站的系统阻抗和联系阻抗。该方法无需利用软件进行电网建模仿真,即可计算得到系统阻抗和联系阻抗。研究结果表明,该计算方法快速有效,简洁实用,对解决实际工程设计问题有较好的效果。     

基于磁-热-应力耦合计算的密集型母线槽热性能分析

利用ANSYS软件建立了密集型母线槽的磁-热-应力耦合分析的二维模型.首先计算了三相五线制密集型母线槽的工频磁场、焦耳热;然后将焦耳热作为热源,通过间接耦合方法分析了母线槽内部的温度场,得出其导体及外壳上的温度分布;相应地将温度作为载荷,计算母线槽的应力场,得出母线槽由于热膨胀而产生的变形.     

中阻抗母线保护原理、整定及运行的探讨

母线保护是电力系统中最重要的保护,其正确动作直接影响到电力系统安全、稳定运行。作以母线保护输入阻抗为线索,阐述了低阻抗、中阻抗及高阻抗母线保护的特点及使用范围,分析了中国电力系统广泛采用的中阻抗线线保护匠原理,结合电力系统的实际情况对母线各种运行状态,如正常运行、区外故障ＣＴ未饱和、区外故障ＣＴ饱和、区内故障以及区内故障ＣＴ饱和等情况对保护的性能进行了定性、定量分析,根据中阻抗电流差动继电器动作     

基于故障分量综合阻抗的母线保护新原理

提出了基于故障分量综合阻抗的母线保护新原理.利用故障时母线上故障分量电压相量与母线上各支路故障分量电流相量和的比值,来判断母线的内、外部故障.在外部发生故障时,该比值反映母线的容抗,其模值很大;内部故障时,该比值反映母线上各支路阻抗的并联,其模值相对较小,据此可以区分内部、外部故障.新原理判据灵敏度高,具有一定的抗电流互感器饱和能力,简单、易整定,而且对于3/2断路器接线的母线内部故障时有电流流出的情况也具有较高的灵敏性和可靠性.EMTP仿真验证了新原理的有效性和可行性.     

母线槽经济截面的选择

在分析母线槽技术参数的基础上,提出母线槽截面是选择母线槽的重点参考因素.通过对母线槽截面选择的各项数据要求的分析,指出目前存在对经济截面认识的误区,从而提出了利用最佳截面得出经济电流密度来选择母线槽截面的观点.     

基于磁场-流场-温度场耦合计算的母线槽热性能分析

作为大电流输配电设备，母线槽的发热温升和散热问题是影响其工作稳定性的重要因素之一，为此本文建立了母线槽的磁场－流场－温度场耦合分析模型，首先计算了三相四线空间绝缘型母线槽的工频磁场、涡流场和焦耳热，然后将焦耳热作为体积热源，通过间接接耦合方法分析了母线槽内部气流场和温度场，母排间距对母线温升影响显著，存在一个使母排温升最小的最优母排间距，增大外壳高度或宽度能够降低母排温升。     

基于测量波阻抗的母线保护新方法

为避免电流互感器饱和对母线保护的影响,提出一种基于测量波阻抗的母线保护新方法:对母线区内、外故障的情况进行了理论分析,当发生母线区内故障时,所有线路的测量波阻抗的极性均为负,幅值近似相等;当母线发生区外线路故障时,故障线路的测量波阻抗的极性为正,且其幅值远小于非故障线路的测量波阻抗的幅值;通过对母线上各线路的测量波阻抗的极性和幅值进行比较即能判断母线故障类型。此外,还对该母线保护新方法的实现方案进行了探讨,得到了可行的保护实现方案。理论分析及EMTP仿真表明,基于测量波阻抗的母线保护方法基本不受故障类型、故障过渡电阻、故障距离和故障初始角的影响,且能体现行波的本质,保护方法可靠、有效。     

一起110kV中阻抗母差保护误动的原因分析与措施

JMH-1型母差保护是一种快速、灵敏、中阻抗电流差动原理构成的母差保护装置,根据多年的运行考验,也暴露出一些问题,运行中投手动母差联动保护压板时误跳母联开关,针对JMH-1型母差保护这类问题进行分析,提出新的运行方案,制定防范措施。     

疫苗冷链运输中多环境交互作用时 RFID 系统分析与测试

针对UHF RFID标签在疫苗运输密集环境下性能受互耦效应和液体环境影响的问题,从单标签在液体环境中阻抗变化的角度,基于电感耦合模型,利用二端口网络分析方法,推导出临近液体干扰和标签互耦效应作用下标签的互阻抗和功率传输系数的计算表达式。利用控制变量法设计仿真实验和实际测量,仿真测量结果表明,在多环境交互作用下,液体环境主要对标签的实部产生影响,标签的互耦效应主要对标签阻抗虚部产生影响;研究结果对标签设计以及标签在疫苗冷链运输中的应用有一定的指导意义。     

全桥型MMC数字-物理混合仿真阻尼阻抗接口模型

数字-物理混合仿真结合了数字仿真与物理实验的优势,为复杂电力电子设备的理论研究和工程设计过程提供了便利。然而数字-物理接口的存在可能导致数字-物理混合仿真结果精度降低甚至变得不稳定。为解决数字-物理接口引起的失稳问题,文中在传统阻尼阻抗接口模型的基础上,针对应用于柔性直流输电的全桥型模块化多电平换流器(MMC),提出一种接口补偿阻抗设计方法。首先,全面充分地考虑了接口引入的延时、扰动对系统稳定性和精确性的影响,根据MMC的运行特点,设计了结构简单的RLC串联结构补偿阻抗,使之在不同运行工况下均可确保系统稳定、高精度运行。在此基础上,搭建了基于全桥型MMC直流背靠背的数字-物理混合仿真实验平台,利用数字侧模拟电压暂降、短路等故障,而物理侧全桥型MMC实现故障穿越过程。实验结果表明,所提接口补偿阻抗设计方案保证了系统在各种工况下的有效性。