改进的遗传算法及其在SF6灭弧室永磁场优化中的应用

用遗传算法对某些电磁装置进行优化设计时，注意到其收敛速度与交叉编码的相似程度密切相关，为此提出了一种基于交叉算子分析的改进遗传算法。为了增强开断空载电流的能力，在SF6断路器的旋弧式灭弧室中加入永久磁场。在电弧上任一点具有相同角频率的条件下，确定所需的磁密分布，在有限元分析的基础上磁场分布的优化结果由改进的遗传算法来获得，结果表明，节约了大约28．7％的CPU时间，空载电流和短路电流的开断性能均有改进。     

AMF与TMF高频磁场特性仿真对比分析

真空灭弧室的灭弧性能与真空灭弧室触头的磁场特性密切相关,其中纵向磁场(AMF)灭弧技术与横向磁场(TMF)灭弧技术应用最为普遍。基于人工零点的高压直流真空断路器,引入高频震荡电流帮助开断,为了分析真空断路器开断高频电流情况下的磁场特性,文中建立了两种类型的触头结构进行有限元仿真,对比分析真空灭弧室磁场特性以及触头片涡流情况。结果表明:在高频电流开断情况下,横磁结构触头与纵磁结构触头相比有更好的磁场特性分布;触头片涡流是影响纵磁结构触头磁场特性恶劣的关键因素,而对横磁触头间隙磁场特性几乎没有影响。     

高压电动机操作过电压的防护分析

1 概述1.1 开断电动机的过电压 高压感应电动机是感性负载,在开断过程中,断路器切断电感电流,会产生类似开断空载变压器的过电压;但感应电动机的等值电感是随转差率变化的。开断正常运转的空载电机与开断制动     

直流断路器吹弧磁场仿真及小电流开断试验研究

为解决直流断路器开断小电流困难的问题,采用了并联激磁的磁吹装置.设计了“T”形和矩形导磁板结构的磁吹装置,进行了触头系统区域的吹弧磁场仿真分析计算和关键位置的磁场对比研究.仿真分析及样机小电流开断试验结果表明,采用“T”形导磁板结构磁吹装置的断路器具有更好的小电流开断能力.     

两种静导电回路对塑壳断路器开断性能的影响分析

设计良好的静导电回路结构对塑壳断路器开断性能的提高有着重要的意义。在两种不同静导电回路下,通过计算对比电动力和吹弧磁场,分析了静导电回路结构对塑壳断路器的触头分开时间触头推斥电动力吹弧磁场在电弧上的分布以及燃弧初期吹弧磁场大小等因素的影响。根据分析的结果,对某塑壳断路器的静导电回路进行了改进,并通过网络试验验证了改进方案对提升其开断能力的有效性。     

SF6气体绝缘断路器及GIS全封闭组合电器渗漏原因分析及处理

前言 SF6气体绝缘断路器（以下简称SF6断路器）开断短路电流大，对开断空载长线、开断电抗器、开断空载变压器等均有很好的开断性能；GIS全封闭组合电器（以下简称GIS）的绝缘体、带电导体封闭在金属壳体内，不受外界环境的影响，适宜在环境恶劣的地区使用。     

纵向磁场和外部横向磁场共同作用下真空电弧偏移与阳极偏烧现象的仿真研究

在真空开关的开断过程中,外部母线和导电杆所形成的"U"型回路会在极间电弧区域产生横向磁场(transverse magnetic field,TMF)。横向磁场的存在会影响真空开关的开断性能,通过仿真对这一影响进行了初步的探索。基于真空电弧二维磁流体动力学模型及阳极熔化凝固模型,大电流真空电弧(high current vacuum arc,HCVA)在TMF和电极系统自生纵向磁场共同作用下的电弧参数分布及阳极温度分布得到了揭示。仿真结果中,HCVA在TMF的影响下会产生明显的偏移,并且各项参数都有所变化;阳极温度分布也会产生同样的偏移,最终使得阳极熔化也发生偏移。这些变化会对真空开关的开断产生不利影响,特别是离子密度的增大使得电流过零时极间残留等离子体增多,降低开关的开断性能。     

拉合10 kV小电容电流的单相开断器的研制

根据上海市南供电局的要求,带电调换10 kV空载铸铁电缆头,市南电力实业总公司开发出10 kV空载电容电流单相开断器,并研究出带电调换10 kV空载线路终端电缆头(铸铁头)的工艺,在经过培训和认证后,该开断器投入使用.     

非均匀分布纵磁控制真空电弧分布的初步研究

与传统的纵向磁场与真空电弧作用的认识不同,提出了在真空灭弧室的触头间加入非均匀分布纵向磁场来抑制真空电弧在大电流下的收缩,从而提高其开断能力这一思路.设计了一种相应的电极结构,并通过计算和实验分析了它的纵向磁场分布及参数的影响.     

一种新型高压真空灭弧室触头及其特性

高压真空开关的核心部件之一是真空灭弧室,由于其触头开距较大,因此多采用纵向磁场触头,希望触头间隙有较强且较均匀的纵向磁场,这样可降低电弧电流密度,降低电弧能量,从而提高开断性能。该文提出了一种适合应用于高电压等级真空灭弧室的新型纵向磁场触头结构,该触头结构结构简单,便于加工,而且结构强度更好。利用有限元方法对这种新型的真空灭弧室磁向磁场触头间隙的磁场分布特性进行了计算与分析, 结果表明其磁场特性优于现有传统纵磁触头结构。利用这种新型触头结构制做了真空灭弧室样机,在单频LC振荡回路上进行了性能测试,结果表明在触头开距为40和60 mm时其同样具有良好的开断短路电流的性能。     

252 kV真空灭弧室纵磁触头磁场分析及优化

真空灭弧室的触头对真空断路器短路电流开断能力和额定电流导通能力有重要的影响。该文采用三维有限元方法对用于252 kV真空灭弧室的单匝线圈纵磁触头的磁场特性进行了单因素分析和正交回归分析,包括电流峰值时纵向磁感应强度、电流过零时纵向磁感应强度和导体电阻值,得到了磁场特性和触头设计参数之间的回归方程,并且找出了影响磁场特性的显著因素。理想的纵向磁场特性应当是电流峰值时纵向磁感应强度强,电流过零时纵向磁感应强度弱,以及导体电阻值小。将基于实验设计的优化、有限元分析和统计分析结合在一起,可以达到这种理想的纵向磁场特性。采用这种方法,得到了一种252 kV纵向磁场触头的优化设计参数。     

Power loss minimization considering short‐circuit capacity in distribution system with decentralized distributed generation

In the future, a large number of distributed generators are expected to be connected to the distribution system. However, with the connected capacity of distributed generation (DG) increasing, the problems of short‐circuit capacity (SCC) over the interrupting capacity of the circuit breaker (CB) and power loss increases due to reverse power flow from DG are inevitable. In this paper, a reconfiguration methodology based on an optimal algorithm is applied to the distribution system with DG to minimize power loss, taking into account the SCC. Moreover, in order to further reduce the loss, the daily load variation is also considered and the optimal model decided by calculations. Finally, to illustrate its application, the methodology is applied to a case study of a 33‐bus system with decentralized DG units. The results show that this method is obviously able to reduce power loss and make the network operate in the optimal mode with normal load variation, at the same time decreasing the SCC within the interrupting maximum of the faulty CB. Moreover, the whole voltage profile is also improved. © 2012 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

一种用于真空灭弧室的磁屏蔽罩

研究了由外部接线产生的磁场对真空电弧的影响.这一横向磁场会将电弧吹向弧隙外侧,削弱了真空灭弧室的开断能力.因而提出了一种磁屏蔽罩,以避免真空电弧受到外部磁场的影响.试验结果表明,该磁屏蔽罩可有效地提高真空灭弧室的开断性能.     

Investigation of a new extinguishing principle for a gas circuit breaker

A self-extinguishing principle of a gas circuit breaker (GCB) without puffer action (autopuffer GCB) using an external magnetic field was investigated to improve the interrupting capability in the small current region (several kA). Properties of the rotating speed of an arc, the arc voltage, and the gas pressure rise in an expansion space under the external magnetic field were studied experimentally. The relation between the interrupting capability and the radial magnetic flux density in the autopuffer GCB with a permanent magnet (magnet-assisted autopuffer GCB) was obtained experimentally and also analyzed numerically. The results are summarized as follows.

• 1 The arc column is driven in the azimuthal direction by the radial component of the external magnetic field.
• 2 The rotating speed of the arc driven by the radial magnetic field of a permanent magnet remains constant in the arc current range below several kA, and it decreases with an increasing current in the current above several kA.
• 3 Since the arc rotation raises the arc voltage and gas pressure in the expansion space, the gas flow from the expansion space to the arc increases in the vicinity of current zero. The interrupting capability is then improved in the small current region.
• 4 It is confirmed that the magnet-assisted auto-puffer GCB has a good interrupting capability not only for the large current region but also for the small current region.

     

分频输电系统中真空断路器的开断性能

风能作为可再生的绿色能源,将成为以分布式发电为特征的智能电网的重要组成部分.然而现有电力系统抗风电扰动能力差是影响风电产业发展的关键性制约.采用分频输电技术可解决上述风电并网问题,而分频输电会造成断路器开断短路电流时有较长的燃弧时间,从而引起断路器的开断能力降低.笔者综述了分频输电对真空断路器开断能力的影响.Slade...     

基于改进遗传算法的SF6断路器匀场设计

提出一种适于求解复杂结构优化问题的改进遗传算法(variable interval genetic algorithm,VIGA)。采用实数编码方式以及混合杂交算子以提高实数编码杂交效率,同时,通过调整子代种群生成方式,提高算法收敛性,不至于过早收敛到局部极值。以2个典型测试函数为例,分别进行了多峰值、多变量测试函数寻优测试,通过将VIGA寻优结果与测试函数解析解、传统遗传算法(genetic algorithm,GA)以及模拟退火优化(simulated annealing algorithm,SA)策略所得优化结果进行对比分析,VIGA的可行性和有效性得到证实。以550 kV单断口SF6断路器灭弧室为研究对象,进行触头结构优化设计,得到灭弧室内部各触头及屏蔽罩沿面电场分布。仿真结果表明,基于VIGA的电场逆问题求解可有效改善超高压断路器灭弧室电场分布,实现结构优化设计以及灭弧室内匀场设计。     

两种新型的纵磁结构真空灭弧室的研究比较

提出了两种新型的双极和四极纵向磁场的真空灭弧室电极结构 ,并对它们进行了纵向磁场的计算比较 ,结果表明双极纵磁结构较四极纵磁结构产生的纵向磁场大 ,极限开断电流也要大 ,实验结果也证明了这一点     

基于三维等效磁网络法计算混合励磁爪极发电机负载特性

用三维等效磁网络方法计算了一台新型混合励磁爪极发电机负载特性.传统的电路法和磁路法不适合求解此类发电机电磁场.等效磁网络方法计算时间短且计算精度较高,在给出新型结构发电机三维等效磁网络模型的基础上,进一步通过计算得到混合励磁爪极发电机负载特性,最后给出输出电流优化结果.与有限元计算结果的一致性验证了计算结果的有效性,对混合励磁发电机的优化设计具有一定的理论参考价值.     

基于场路耦合时步有限元法的永磁同步发电机设计

首先根据传统方法设计了一台永磁同步发电机,然后通过对其等效磁路的分析进行空载气隙磁密和漏磁系数的解析计算,最后再利用场路耦合时步有限元法对所设计电机分别进行空载和额定负载时瞬态磁场的分析和空载时气隙磁密及漏磁系数计算值的验证.结果表明,所设计电机磁场分布合理,各项指标均达到设计要求,且气隙磁密及空载漏磁系数的解析值和有限元计算值也吻合得较好,证明了分析和设计的有效性.