新型直流微网混合断路器拓扑及仿真分析

在直流微电网系统中,由于缺乏电流过零点,电弧的熄灭是一个巨大的问题.为了使直流输电系统发生故障时断路器能够快速无弧分断电路,设计了一种基于零电流开断的新型混合式直流断路器拓扑结构.该拓扑结构不仅能够迅速切断故障电流熄灭电弧,并且解决了基于传统强迫换流原理的混合断路器开断时需要给预充电电容另加额外充电电路的问题.本文详细介绍了提出的拓扑结构工作原理,重点针对电压等级为400V的直流微电网系统建立了混合式直流断路器的仿真模型,通过仿真,验证了该断路器能够快速分断直流故障电流.之后针对不同外电路参数和转移支路参数进行了电流转移特性的仿真,进一步分析了可能影响其分断的因素,为后期直流混合断路器的搭建与试验提供了可参考的依据.     

恒流源负载V~2控制Buck变换器的稳定性分析

恒流源负载开关变换器在发光二极管照明领域具有广阔的应用前景,其研究具有理论意义和应用价值。为了研究电路参数对恒流源负载V~2控制Buck变换器稳定性的影响,建立了该变换器的二阶离散迭代映射模型,得到了输出电容等效串联电阻、恒流源负载变化时的分岔图。分析结果表明,当输出电容等效串联电阻、恒流源负载变化时,恒流源负载V~2控制Buck变换器具有复杂的动力学行为。利用特征值和最大李雅普诺夫指数对系统进行稳定性分析,验证了分岔分析的正确性。通过数值仿真得到了输出电容及其等效串联电阻之间的工作状态边界,揭示了输出电容时间常数稳定临界值与开关周期间的非线性关系。最后,基于PSIM电路仿真和电路试验,得到了输出电容等效串联电阻时的时域波形,验证了二阶离散迭代映射模型的有效性和理论分析的正确性。     

一种基于快速闭合的真空断路器短路电流限流器

本文提出一种新型的带串联补偿的短路电流限制器,它主要由可快速闭合的真空断路器、电容和电感元件及无功补偿回路组成,与电容并联的快速开断的真空断路器控制着正常时的串联补偿或短路的限流,通过仿真及样机实验,证明了此系统具有良好限流保护特性。     

基于Mayr模型的低压配电线路故障电弧研究

针对故障电弧研究需要搭建专门的实验环境来分别模拟串联故障电弧、并联故障电弧和接地故障电弧而存在费用较高、实际操作比较困难的问题,提出了一种能在Matlab7软件中工作的Mayr电弧模型的设计方案;介绍了Mayr电弧模型方程的物理意义,采用Mayr电弧模型封装子系统对低压交流线路发生的串联故障电弧进行了仿真,并根据仿真电路,模拟了低压交流线路发生串联故障电弧的实验。仿真及实验结果表明,Mayr电弧模型的故障电弧电流与实验采集到的故障电弧电流比较接近,采用Mayr电弧模型用于低压交流线路故障电弧仿真具有一定的可行性。     

运算放大器工作原理的深度剖析

通过引入杠杆原理深度剖析运算放大器的工作特性,给出比较器与放大器、积分与比例积分电路、微分与比例微分电路、PID调节器的电路运算本质。如比较器与放大器的本质区别是反馈形式不同,积分电路的积分过程是恒流源对电容的充电过程,比例积分比积分快及比例微分比微分慢是因为串联电容的电阻起分压作用等。将电路原理映射到杠杆原理中,获得输入与反馈电路中的电阻电容对电路增益及相位的变化规律,用Saber软件仿真,结果验证了理论分析的正确性和有效性。     

电流频谱Hurst指数在串联电弧故障检测中的应用

串联电弧故障因故障电流小、随机性强,难以被普通保护电器所检测和切除.本文基于已有的Mayr电弧模型增加了弧柱电感、间隙电容和压控随机开关以模拟电弧高频特性,从而构建了不同类别典型负载的精细化电路模型.实验证实所建负载模型和电弧模型的仿真数据较好拟合了相应的实验结果,在此基础上将仿真波形重构为二维矩阵,提取矩阵奇异值之比...     

磁耦合谐振式无线电能传输拓扑结构研究

分析了4种磁耦合谐振式无线电能传输拓扑结构模型的输出功率、传输效率与频率、负载、距离的关系,得出结论:发射线圈电感电容串联、接收线圈电感电容并联的拓扑结构更适用于低频率、大负载、远距离的情况;发射线圈和接收线圈电感电容均串联的拓扑结构更适用于较近距离、较高频率、较小负载的情况。通过Matlab仿真得出在相同参数下4种拓扑结构模型的输出电压、电流波形,验证了理论分析的正确性。     

三相高功率因数可逆变流器的主电路参数设计

高功率因数变流器可对输入电流进行实时控制,使系统具有高功率因数,低谐波含量,改变装置中的有功和无功电流,因此可显著提高输电系统传输功率的能力。本文主要阐述该变流器的主电路参数即交流侧电感和直流侧电容在系统中的核心作用,从系统稳定性、电感及电容与功率因数的关系等方面考虑,给出了主电路参数的设计思想以及设计方法。通过仿真分析验证了主电路参数设计的正确性。     

一种抑制电源分配网络并联谐振的方法

提出一种增加去耦支路损耗抑制电源分配网络PDN中并联谐振的方法。该方法通过在去耦支路引入一个串联电阻,使PDN的损耗增加,从而抑制PDN并联谐振。给出了理论模型,借助Hy-perlynx PI仿真软件在DM642板卡上进行仿真实验。结果表明,在去耦支路引入一个0.45Ω电阻,可将PDN并联谐振处的品质因数Q从282抑制到13。同时,分析了引入电阻对去耦效果的影响。当引入电阻小于0.45Ω时,可通过增加去耦电容并联个数来补偿引入电阻对去耦的影响。     

矿用LCL型三电平静止无功发生器控制策略

为适应煤矿井下特殊环境,减小矿用静止无功发生器(SVG)的体积和质量,采用LCL滤波器和三电平逆变器作为矿用SVG的主电路拓扑,并针对LCL滤波器电流谐振问题和三电平逆变器中点电位不平衡问题,提出了一种基于串联双电流环有源阻尼控制和动态比例空间矢量调制的矿用LCL型三电平SVG控制策略。串联双电流环有源阻尼控制在网侧电流外环PI控制的基础上,通过增加滤波电容电流内环反馈控制使LCL滤波器具有阻尼特性,有效抑制了电流谐振;动态比例空间矢量调制在基本空间矢量中引入动态比例调整因子,对单位开关周期内平均中点电流进行实时控制,从而实现对中点电位平衡的控制。仿真和实验结果验证了该控制策略在LCL滤波器无阻尼电阻和直流母线电容较小情况下的可行性和良好效果。     

面向新一代智能电表的微电流指纹自动配对技术

针对智能电表与表后断路器大多依赖人工掌机扫码进行配对,配对过程过度依赖人工,成本高,且容易发生误配对串户等问题,提出了面向新一代智能电表的微电流指纹自动配对技术。该技术通过在蓝牙断路器内置开关电容模块和编码电路,将配对特征码信息调制成无功电流信号,利用电力线传输至智能电表,并与蓝牙断路器广播发送的配对特征码信息进行比对,从而实现智能电表与表后断路器的自动配对。该配对过程无需依赖人工,极大地降低了人工成本,提高了配对的准确性。最后,实验验证了所提的微电流指纹自动配对技术的正确性和有效性。     

中置式高压电容器柜改进设计

分析了南屯煤矿白马河风井变电所高压电容器柜原设计方案存在的问题,并对其进行了改进设计:选用适用于容性负载的真空断路器;添加放电线圈,并将放电线圈与电容器直接并联,使放电线圈与电容器组成一个完整的放电回路;添加接地开关,接地开关既有机械闭锁又有电气联锁,操作方便,安全性高。实际应用表明,改进设计后的高压电容器柜功能更加完善,更加安全、可靠。     

车载大功率DC/DC电源变换器半实物仿真验证测试方法

介绍了一种车载大功率DC/DC电源变换器(以下简称DC/DC)的测试方法,运用V模式理念并结合半实物仿真验证测试方法对DC/DC的技术方案进行了全数字仿真验证测试、对DC/DC的控制电路部分进行了快速控制原型仿真验证测试、对DC/DC的功率电路部分进行了硬件在环仿真验证测试、对集成功率及控制电路的DC/DC进行了功率硬件在环验证测试,并根据测试结果又进行了迭代验证测试。通过半实物验证测试,对DC/DC各项设计参数的正确性及性能指标符合性进行验证测试,保证DC/DC技术方案的合理可行。     

基于SVM的低压直流断路器故障诊断研究

低压直流断路器作为电力系统控制和保护的最重要的开关设备之一,它的可靠运行关系着电力系统的安全稳定性;因此实现低压直流断路故障诊断对于提高电力系统可靠性和稳定性方面具有重要意义;首先搭建了低压直流断路器信号监测与采集平台,然后提取断路器在分合闸过程中的机械振动信号和线圈电流信号的特征量作为训练和识别故障的特征,最后研究了SVM对电流、振动特征向量的故障诊断效果;结果表明:SVM能够实现低压直流断路器故障诊断,并且在融合振动信号和电流信号时的诊断效果更好。     

充电桩计量过程中输出与充电需求不匹配问题分析及处理

针对充电桩现场测试设备的充电需求与实际输出不一致,出现电压、电流不匹配的问题,设计了一套检测方案,构建出包括电流检测模块、电压检测模块和示波器检测模块的检测电路,通过采样电压和电流信号,计算出不同负载下充电桩输出电流和电压值,并设计了包括直流电能采集电路,由双通道AD转换AD7380、可编程增益放大器、可编程增益放大器、增益电阻Rg2和电源变换器、低通滤波器电容CL、低通滤波器电阻RL组成的检测电路,在检测电路中,为了提高检测效率,还设置了校正电路。通过试验,本研究方法分析直观,误差低。     

自适应重合闸装置的研究

提出了一种不同于现有故障类型判别的思路,利用小波变换理论分析处理线路单相瞬时性故障和永久性故障。在故障发生后,断路器开断前时间段的暂态信号,通过波形识别区分两种故障。所提判据在时间和准确性上要优于传统的基于故障后线路开关开断后故障线路残压幅值的判别法,并经仿真验证了其正确性。     

用于智能断路器的CAN总线接口设计与实现

针对目前智能断路器远程监控的发展趋势,在结合上位监控计算机实现网络控制的基础上,设计了一种基于CAN总线的智能断路器通信接口的设计方案,并对CAN接口与智能断路器的传输冲突进行了分析;详细设计了基于自定义应用层协议、以内嵌CAN控制器的MC9508DZ32为核心的CAN总线接口的软硬件设计与实现,形成一个完整的一主多从通信方案;实际运行结果表明,该通信方案为实现智能断路器的远程监控提供了一个解决方案,稳定性好,成本较低,具有广阔的应用前景.     

弧光保护在电网应用中存在的问题及解决方案

在35kV及以下电压等级电网的母线正逐步应用弧光保护。为了提高可靠性,六盘水供电局某些变电站应用弧光保护时就采用“电弧光和电源二次电流”双判据、并为每段母线配置一套弧光保护装置的方案。但这种方案存在死区问题,即当一台变压器带35kV或10kV两段母线负荷并列运行时,若Ⅱ段母线上发生故障,Ⅰ段母线弧光保护将因检测不到弧光而不能动作,Ⅱ段母线弧光保护将因检测不到电流而不能动作,Ⅰ段母线故障时存在同样问题。本文对该问题展开分析,论述了“电流或逻辑”的解决方案,即弧光保护装置同时采集进线电源断路器与分段断路器的电流互感器的二次电流,只要有任意一个电流满足弧光保护电流判据时电弧光也满足要求,弧光保护即可动作。     

10kV开关柜的真空断路器神经网络健康诊断策略的研究

为了解决10 kV开关柜的真空断路器的维修不足和维修盲目等问题,在对真空断路器故障类型及征兆分析的基础上,提出了一种基于RBF神经网络的10 kV开关柜的真空断路器健康诊断策略。该策略通过传感器提取到真空断路器的特征参数,得到反映真空断路器健康状况的特征量,并以这些特征量作为RBF网络的输入,对真空断路器进行健康诊断,以达到提前预防的目的。Matlab仿真结果证明了该策略的有效性。