航空电气系统中故障电弧的研究

本文主要是对航空电气系统下的故障电弧进行分析,在电弧理论的指导下,从航空电弧的特点入手进行分析研究,对其可能产生的波形进行仿真分析,从而在电弧故障断路器的作用中指出如何可能将其运用到航空领域中去。     

基于MAYR电弧模型的船舶直流配电系统熔断器仿真研究

大功率变频器和储能设备的接入,对船舶直流配电系统在各种工况下的安全运行提出了考验。由于针对船舶直流配电系统专门搭建实验环境模拟短路故障实验复杂且代价高昂,因此提出了一种基于MAYR电弧模型熔断器的仿真选型方案。在MATLAB/SIMULINK平台进行模拟短路故障仿真,能够较精确地复现短路故障熔断器状态。结合短路故障实际工况,搭建系统故障模型进行仿真。结果表明,基于MAYR模型的熔断器在短路故障发生时可以有效保护网络组件,能对熔断器和断路器的选型提供更可靠的参考依据。     

航空电气系统中故障电弧研究

介绍故障电弧定义,分析航空故障电弧产生原因、途径及特性,提出电弧模型建立方法及电弧特性仿真,从中发现航空故障电弧所具有的特殊性,以此促进故障电弧问题的解决,早日实现在飞机上安装故障电弧保护器,确保飞机飞行安全可靠。     

运用电子技术检测低压故障电弧的研究

随着现代技术的发展及现代化程度的日益提高,通讯、电气设备的应用越来越广泛,由于电气事故所造成的损失也更大,而故障电弧是引发电气火灾最主要的原因之一,传统的断路器只能保护短路、过流和剩余电流,而无法对低于额定电流的故障电弧进行检测,电弧故障断路器是基于电压电流波形变化研制开发出的可检测故障电弧的技术。本文介绍了故障电弧及其危害和几类目前使用的电弧检测方法,以开关电源为例,分析了利用线路电压和电流相位差检测低压故障电弧的方法,对运用给电子技术检测低压故障电弧方法进行了探讨。     

基于阻抗计算的电缆早期故障定位方法

早期故障是永久性故障的前兆现象,对早期故障的定位可以有效防止永久性故障,减少故障带来的损失。本文利用Mary电弧模型模拟早期故障,通过故障电压的马鞍形故障特征提出早期定位算法,由故障电压和中性点电流值计算出故障点。最后通过PSCAD/EMTDC建立10kV单芯电缆模型,对早期故障定位进行仿真验证,验证了算法的可靠性。     

低压电器电弧仿真与研究

作为电力系统、电能应用工程中十分常见的物理现象,低压电器电弧运动与仿真研究越来越受关注.本文结合低压电器电弧运动机理与电弧仿真技术,构建了低压电器电弧仿真模型,就低压电器电弧仿真过程进行了研究.     

基于FFT和电磁辐射的低压电弧故障检测

为了快速、有效地检测低压串联电弧,分别对电弧电流信号和电磁辐射进行了检测。对相同负载条件下的电弧电流和正常工作电流信号进行快速傅里叶变换,并以二者频域特性差异作为电弧故障检测的依据。结合简易环形天线接收到的电弧电磁辐射可以进一步提高电弧故障检测的正确率。最后,综合电弧电磁辐射和电弧电流的频域特性,提出了低压电弧故障检测算法。该方法运算量小,易于在嵌入式装置实现,对于电弧故障断路器的研制具有一定参考价值。     

基于小波分析的地下电缆故障定位仿真研究

针对电力电缆行波法故障测距中脉冲信号识别难度大的问题,文中提出了将小波分析理论应用于电力电缆的行波信号识别的方法。该方法利用PSCAD/EMTDC软件建立精确的仿真模型,借助于MATLAB中的Daubechies小波对仿真波形进行5层小波分解。仿真结果表明,利用小波分析对故障信号进行全频段范围的分析处理能够显著提高电缆的故障测距精度,在一定距离范围内,其相对误差可以有效控制在0.5%以下。     

小电流接地电网改进能量法接地选线原理

本文根据小电流接地电网单相接地故障时电压电流的变化特点,利用中性点电压、故障相电压和零序电流构造的能量曲线的斜率来进行故障选线。该方法不受电网平衡情况和接地电阻大小的影响,对复杂的间歇性电弧接地故障同样有效。MATLAB仿真证明了本文的结论是正确的。     

真空电弧阴极斑点烧蚀形貌实验及建模仿真研究综述

阴极斑点是真空电弧等离子体的重要源头,而真空电弧阴极斑点烧蚀形貌形成的过程是对阴极斑点特性展开研究的基础,对于提高真空电弧相关设备的性能及寿命有重要的理论指导意义。为对真空电弧阴极斑点烧蚀形貌形成的过程进行系统性的回顾,本文从实验与仿真两方面的研究现状进行了综述分析。论文总结分析了国内外对阴极斑点微观行为的实验研究,从建模仿真的角度综述了阴极斑点理论模型的发展历程,进一步对阴极斑点烧蚀形貌二维与三维模型的主要仿真结果总结分析。通过仿真与实验结果对比,讨论了现有真空电弧阴极斑点烧蚀形貌形成过程的实验与仿真研究存在的不足,并对其进一步展开研究进行了展望。     

真空断路器的EMTP-ATP电磁暂态仿真教学研究

基于EMTP-ATP的真空断路器电磁暂态仿真设计是“复杂电气工程系统设计”教学中的重要内容，教学难点在于截流值、介质动态绝缘强度及高频熄弧能力的准确表征，由于该过程涉及电路原理、数理统计以及计算机编程等学科知识，其仿真建模十分抽象，学生理解较为困难。本文开展基于EMTP-ATP的真空断路器电磁暂态仿真，有助于学生更好地理解断路器分合闸的物理本质，使其更直观理解断路器重燃以及预击穿过程。     

Simulation of arc-circuit instability in a low current DCautomotive switching application

The dynamic arc produced in a switch breaking an inductive load sometimes interacts with the rest of the circuit to produce a highly nonlinear response characterized by growing, high frequency oscillations, current chopping and transient overvoltages. System simulation, therefore, requires an approach that includes switch arc behavior. A technique for employing a well-known equation from power circuit breaker design to analyze such arc-circuit interaction for switch arcs of less than 2 mm in length is described. The so-called Mayr arc equation provides a basis for accurate modeling of arc-circuit instability after one recognizes that the drawn switch arc exists in two distinct phases, for which the mechanisms of arc erosion and instability are effectively decoupled. This approach provides a technique for predicting instabilities in switched automotive electrical systems that could result in either radiofrequency interference to vehicle electronics, or potentially damaging high voltage transients     

SF6高压断路器检测维护策略研究

SF6高压断路器是利用六氟化硫气体作为灭弧介质和绝缘介质的一种断路器,由于SF6气体的优异性能,使其在应用过程中具备明显的优势.鉴于此,本文主要分析SF6高压断路器的检测维护策略.     

基于MATLAB定点运算的数字集成电路协同设计方法

为提高超大规模数字集成电路设计中算法评估和电路仿真的效率,介绍了一种基于MATLAB定点运算模型的数字集成电路协同设计方法。针对定点运算的基本操作,建立了一套可与硬件电路行为精确对应的MATLAB模型,并据此搭建出系统的总体定点算法模型。该模型既可与系统浮点算法模型对比以评估算法性能,又能模拟电路的操作,为硬件设计提供精确参考。通过与电路仿真软件的协同操作,可实现仿真结果的自动检查以及错误源头的快速定位,提高仿真和验证的效率。基于该方法设计了2种系统级芯片,均一次流片成功,证明了该方法的有效性。     

Study of the effects of gas flow on the performance of gas-blast circuit breakers

Experiments were carried out at a Siemens laboratory with specially designed circuit breakers to investigate the relationship between gas flow and arc behavior for various shapes and arrangements of gas nozzles, as well as for different types of gas and pressure conditions. The current, post-arc current, and voltage measurements were supplemented by the employment of optical methods. By using a high-speed schlieren camera, it was possible to obtain valuable information on the flow characteristics and density of the gas surrounding the arc and to estimate the influence of these quantities on the arc-quenching capacity of a breaker. The interaction of the electric power system and the arc could also be taken into account by using a dynamic arc model.     

基于辐射电磁波监测技术的断路器开断性能研究

断路器在开断电流时,当触头两端的电压高于触头间灭弧介质的击穿电压时,动静触头将发生击穿,产生开关电弧,并激发空间高频的电磁波向外辐射。向空间辐射的高频电磁波信号与灭弧气体特性、机械特性及绝缘结构等多种因素相关,反映着断路器的开断能力。本文仿真计算了断路器辐射电磁波的过程,建立试验研究平台,测量对比了全新触头和退役触头开断过程中辐射电磁波的波形,开展了基于辐射电磁波监测技术的高压断路器开断性能研究。研究结果表明:随着触头表面烧蚀程度的增加,断路器开断性能下降,更容易发生电弧重燃,燃弧时间相对于全新触头会有明显的增加,同时对外辐射电磁波的持续也增多,辐射电磁波的持续时间可以作为判定断路器开断性能的判据。本文的研究内容为辐射电磁波监测技术在断路器开断性能的评估提供了技术参考与依据。     

Contact material and arc current effect on post-current zero contact surface temperature

Optical radiation measurements of contact surfaces were made after current-zero of a high-current (>10kA/sub p/) arc, to determine how much the contact surface temperature at and after current zero was affected by a change in contact material and arc current. Contact surface temperature was measured for different types of "typical" contact materials (AgW and AgC) commonly used in molded case circuit breakers (MCCBs). The average temperature at the contact surface was measured by using photodiodes in conjunction with a narrow band filters and long-range microscope. A 250-A rated MCCB was modified, with renewable chamber walls and contacts, and used as a test bed to insure that these results can be directly applied to MCCBs in the 125 to 250-A range. Uniform and repeatable arcing conditions were maintained by using an electronically timed capacitor bank source, timed contact part, and a well-maintained arc chamber. Along with other important engineering properties of the contacts (arc erosion, temperature rise), this data can be useful for selecting contacts for circuit breaker applications.     

基于MATLAB的高压供电系统故障分析

随着电力系统规模的越来越大和复杂程度的越来越高,传统的人工建模已不能满足电力科研实验的要求,为了适应电力系统的发展,采用了基于MATLAB的仿真方法。在分析供电系统变压器低压侧母线短路电流和冲击电流的基础上,利用MATLAB的电力系统工具箱建立短路仿真模型,运行仿真,得出了故障时电压电流波形,分析了其故障特征,得到理想的仿真结果。因此,在电力系统设计和运行中,可以运用MATLAB对电路进行短路计算和仿真,对供电系统的故障分析、继电保护整定具有指导意义。     

MATLAB在电力电子电路仿真中的应用

MATLAB软件是当今控制系统的设计与仿真中重要的工具软件。讨论了交直流控制系统中利用Matlab／Simulink软件平台进行仿真研究的方法,具体给出了基于MATLAB软件,对直流调速系统中的转速负反馈调速系统的起动过程及其在各类扰动作用下系统的动态过程进行了仿真分析,说明了MATLAB在电力电子电路仿真中的应用;详细给出了在Matlab软件平台下如何搭建控制模型以及电力电子电路中常用的整流桥、晶闸管、交直流电动机的仿真方法。实践证明,应用MATLAB实现对电力电子电路的仿真方法简便,易于实现。