滤波电容器振动与噪声多倍频现象及其产生机理模型

一般认为,在高压直流输电系统中滤波电容器的振动与噪声频谱为谐波电流各频率之间的差频、和频及每个谐波的二倍频。但某些电力电容器在测试中噪声频谱与目前电容器振动噪声机理所预测的并不一致。为此对该现象进行了研究,旨在完善滤波电容器振动与噪声的产生机理。试验结果表明,在加载单频谐波电流时,电容器噪声呈现出2种频率特性:1)噪声频谱为谐波电流频的整数倍;2)噪声频谱为谐波电流的偶数倍。这种电容器噪声特性称为多倍频现象。基于Lagrange力学原理,构建双极板电容器振动的动力学方程。将电容器极板间的电势能作为一种非定常外势能作用,并近似到极板间距的二阶项来反映电场与振动间的耦合作用。通过求解动力学方程,得到与试验结果一致的振动频谱。研究发现,引起电容器出现多倍频现象的原因是电场力与极板振动间存在耦合作用。当加载电流频率或其2倍频与电容器本身固有频率很接近时,多倍频现象更加显著。     

国外MOA用ZnO电阻片的剖析与思考

对国外五家公司的ZnO电阻片进行了试验,并与已知ZnO电阻片样品配方对比,结果表明,五家样品的压比较低、老化系数呈下降型;其配方成分都含有Ni,D试样几乎不含Si、Cr,但是其方波通流密度较高;虽然与国内样品的显微结构相比,其物相组分相似,无明显的差别,但是多数瓷体中的大气孔较少,端面全喷铝或者留边宽度较窄。据此,提出了从根本上改进配方和工艺,如掺杂Ni,细化添加剂粒度、选择适宜的有机添加剂及添加量,以改善喷雾干燥粉料成分和成型坯体密度的均匀性;根据不同的配方,研究相适应的烧成制度,特别是冷却制度、热处理温度制度等多种思路,以期全面提高我国ZnO电阻片的性能水平。     

综合配网谐波及三相不平衡评价指标的治理设备优化配置策略

以有源电力滤波器为代表的电能质量治理设备多用于补偿本地负载产生的谐波及不平衡电流。随着配网中非线性负荷的大量接入,本地补偿的配置策略存在成本高、效率低的问题,出现了面向网络电能质量全局综合提升的关键点治理设备配置需求。首先,提出了一种基于层次分析法和模糊隶属度的电能质量数据全局评价方法,作为衡量治理设备配置效果的尺度;其次,以全局配置效果、总装机数量和装机容量为优化目标,以网络各节点谐波含量及不平衡度均满足标准为约束条件,通过多目标粒子群算法确定治理设备最优配置节点及容量的配置策略;最后,通过搭建含有分布式不平衡及谐波负荷的IEEE-18节点仿真模型,验证所提全局评价及设备配置策略对于网络电压谐波及不平衡综合优化的有效性和优越性。     

MMC子模块设备老化机理与状态监测研究综述

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)是柔性直流输电的核心装置,其安全稳定运行对多端柔性直流输电系统的安全具有重要意义。MMC中重要功率设备绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)和金属化聚丙烯薄膜电容器(metallized polypropylene film capacitor,MPPF-Cap)在长期运行过程中逐渐老化,出现内部结构的异常,引起运行特y性参数一定趋势的改变,其工作性能劣化将影响MMC的运行性能。文中总结了国内外关于MMC子模块设备IGBT和MPPF-Cap的老化机理和状态监测方法的研究现状,介绍现有的结合MMC拓扑结构与运行特性的子模块电容器状态监测方法,并展望了MMC子模块设备状态监测与评估领域未来的研究方向。     

服役后大豆基天然酯变压器与矿物油变压器解体对比分析

天然酯变压器近年来在国内得到了快速推广应用,我国最早一批约100台大豆基天然酯配电变压器于2011年在陕西投运。本文选取服役年限相近的10 kV/200 kVA天然酯变压器与矿物油变压器各一台进行退役解体对比分析,研究服役天然酯变压器的绝缘状态。结果表明:服役7年后变压器中天然酯的理化性能均满足DL/T 1360—2014标准规定的合格值要求,矿物油也仅倾点高于合格值。退役后天然酯变压器中的纤维素纸聚合度高于矿物油变压器中纤维素纸聚合度,且矿物油浸渍纤维素纸的平均含水量是天然酯浸渍纤维素纸的2.5倍。在历史最高的1.57倍额定负载下,天然酯配电变压器良好运行。通过对9台在运的天然酯变压器取油样,参照IEEE C57.155-2014进行油中溶解气体分析,其中4台超过该标准中90%的天然酯变压器油中溶解气体含量,表明可能存在低于300℃的潜伏低温过热缺陷。     

金属化膜电容器交流和直流电压劣化特性分析

金属化膜电容器是模块化多电平换流器（MMC）的关键设备,在长期工作电热应力作用下其状态不断劣化,给换流器和柔性直流输电系统的安全运行带来隐患。本文分别搭建了交、直流加速劣化试验平台,得到了不同电压作用形式和不同状态劣化程度的样品。进而利用共聚焦显微镜和扫描电子显微镜对解剖样品进行表面观测,结合能谱扫描的元素分析结果,掌握了金属化膜电容器在不同电压形式下的状态劣化特性。结果表明,电容器由于在不同电压下的劣化机理不同,电容值下降规律和劣化点形貌有明显不同;通过加速老化试验,得到了电容器在交、直流电压下劣化点的典型形貌特征,从而可以进一步分析金属化膜电容器劣化机理,具有实用价值。 关键词：金属化膜电容器; 劣化机理; 自愈; 电化学腐蚀 中图分类号：TM536     

可逆固体氧化物电池在低碳能源系统中的应用前景与挑战

允许可逆操作的固体氧化物电池因其同时拥有极高的发电和电解效率而备受关注。随着固体氧化物电池集成电站技术日趋成熟,对于SOC在能源系统中的应用模式尚缺少全面的讨论。围绕SOC在能源系统中的应用前景和挑战,从技术优势和潜在问题2个方面,分别总结了SOC在微网、输网和配网层面的应用现状和研究进展,同时结合能源互联网的发展理念和要求,对基于SOC电站和H2的新型能源利用模式进行了探讨和展望。结合未来高效的储氢、输氢、用氢模式,SOC在综合能源系统中的应用将极具前景。     

交流稳压电源的改进神经网络PID控制

建立了交流稳压电源主电路数学模型并分析其闭环稳压控制原理。由于装置具有较强的非线性和变结构、变参数特性,采用经典PID控制器很难获得理想的控制效果。将人工神经网络与传统PID控制器相结合,构成一种不依赖于被控对象精确数学模型的神经网络PID控制器。为了提高神经网络的收敛速度,采用Levenberg-Marquardt算法计算连接权值更新量,并对当前解施加一个以一定概率保留的随机扰动,加快迭代过程跳出局部极小点。对装置主电路和改进神经网络PID控制器进行仿真,结果表明:系统动态响应快,鲁棒性强,调节平滑,具有较好的控制效果。最后,制造并测试了额定电压660 V、容量400 k VA的实验样机,对理论研究进行了实验验证。     

基于FDS及PDC方法的油纸绝缘水分含量研究

分别采用频域介电谱法和极化去极化电流法对不同温度和水分的油浸纸介电性能和电导率进行了研究,依据Arrhenius公式得到了电导率自然对数lnγ与绝对温度的倒数1/T线性分布关系式。