超声波电机频率-温度特性研究

为了研究超声波电机运行过程中温升和频率漂移等关键技术问题,采用自然对流传热问题的牛顿冷却定律和热容理论,建立了超声波电机的温度特性与驱动频率之间的关系表达式,仿真分析了驱动频率对电机温升的影响;考虑电机压电定子的转动惯量和剪切变形等因素,利用能量等效原则和铁摩辛柯梁振动理论建立了超声波电机谐振频率与温度之间的关系表达式,通过仿真研究了温度对电机谐振频率漂移的影响,并通过实验验证了仿真结果的正确性。仿真及实验结果表明:电机的谐振频率随着温度的升高呈线性降低;驱动信号频率越接近电机谐振频率,电机表面温度就越高。最后,根据研究结果提出了减小电机温升和频率漂移的措施,并通过实验验证所提出措施的有效性。     

电力备用市场化运营需求研究

随着我国电力市场改革的逐步深入,电力备用市场化运营已提到议事日程.该文从经济的角度,分析了传统备用需求确定方法的不合理性;基于消费者剩余理论,推导了在平衡点附近需求曲线线性化时平衡点失负荷价值计算公式;通过对备用价值的研究,根据平衡点失负荷价值计算公式提出了平衡点处系统最优电力备用需求确定模型.通过算例分析了该模型的可行性,并对电力需求价格弹性、系统可靠性、备用成本与系统最优备用水平的关系进行了研究,得出需求价格弹性越大,系统最优备用需求越低;系统可靠性越高,系统最优备用需求越低;备用成本越高,系统最优备用需求水平越低.     

机组惯量对暂态功角稳定性影响的复杂性

随着能源转型的推进,风电及光伏发电大规模入网引起的电力系统惯量水平降低对暂态功角稳定性的影响成为业界关注的热点。从电网送、受端的视角来界别机组惯量对暂态功角稳定性的定性影响,并不符合问题的本质。文中基于扩展等面积准则(EEAC),分析互补两群等值惯量的变化对主导映象系统暂态稳定裕度的影响。由于故障场景对两群映象系统暂态潮流的不同影响,以及上述两种影响的交互作用,造成机组惯量对暂态功角稳定性影响的复杂性。通过对两机哈密顿系统的解析分析及数值仿真,讨论了其规律。     

碱锰电池尼龙密封圈爆破压力测试影响因素探究

通过对碱锰电池尼龙密封圈爆破压力测试环境、测试方法等因素的选择与改变,研究了密封圈测试前热处理温度、热处理时间、测试前晾晒时间以及测试环境温度、湿度等因素对尼龙密封圈爆破压力测试值的影响。研究结果表明,热处理温度越高,热处理时间越长,测试值越低;晾晒时间越长,测试值越高;测试温度越高,测试值越低;测试湿度越高,测试值越低。对各因素产生的结果进一步研究,并结合实验发现,各因素的变化对尼龙材料的内部水分造成了影响,也导致测试值的变化。     

场畸变气体开关寿命特性研究

气体开关为脉冲功率系统中的关键元器件之一,其寿命特性是业界关心的主要性能之一。文中进行了场畸变气体开关的寿命实验,通过分析实验条件下开关约10 000次放电后的绝缘内壁附着物成分,得出了在开关导通电流相对不大的情况下(10 kA)开关失效的主要原因为绝缘劣化,而造成绝缘劣化的主要原因为电弧烧蚀电极导致物质扩散溅射污染绝缘的结论。利用模拟电荷法对开关内电极间隙的电场进行了计算,并使用微粒群(PSO)算法对电极形状进行了优化分析,可以作为使电极尽量均匀烧蚀,提高开关寿命的优化设计算法。     

无线通信网络在电力行业中应用分析

随着电网通信技术的不断发展,电力行业基础数据的采集分析显得尤为重要,通信网络则是数据采集的基础,构建通信网络、发展通信网络,扩大通信网络已经是今后智能电网发展的必然趋势。而无线通信网络在电力行业充当的角色与日俱增。合理的利用无线通信网络是今后数据采集的必然手段之一。     

多回路电缆布置优化的研究

为降低城市多回路电缆平行敷设工程的造价,可采用改变各回路电缆相序的方式来降低电缆金属护层上的感应电压。为此,通过感应电压计算和矢量分析法,分析了多回路高压电缆线路变化布置方式对电缆金属护层感应电压的影响,结果表明:减小同一回路三相电缆的相间距离或增大不同回路电缆之间的回路距离,可以降低多回路平行敷设电缆金属护层的感应电压值;多回路电缆线路的布置中,不同的相序排列组合对电缆金属护层的感应电压值有明显影响。因此,在敷设多回路电缆时,应兼顾有利于电缆散热和降低电缆金属护层感应电压值两方面,确定电缆之间的距离。     

高速异步电动机转轴的疲劳特性分析

基于Ansys多物理场仿真软件平台,对高速异步电动机的转轴进行疲劳特性分析,校核高速异步电动机转轴的疲劳强度和高速运行的可靠性,预测电机转轴的寿命;分析电磁力对转轴疲劳寿命的影响,判断疲劳特性的类型。对比分析作用于电机结构的电磁力波频率、幅值和电机转轴各阶模态的固有频率,校核电机转轴的强度。在转轴不会因电磁振动发生断裂的前提下,将电磁力等效为静应力分析转轴的疲劳特性,校核电机轴在电机寿命周期内是否会发生短周疲劳损坏;并采用凹圆角设计进一步提高转轴的结构可靠性,提高电机的转轴寿命。     

虚拟信号测量仪的设计与开发

本文介绍了在Lab VIEW的基础上开发和设计虚拟信号测量仪的过程,并成功地进行了运行检测。虚拟信号测量仪主要有2部分功能:测量电信号(如电压)和测量非电信号(如温度)。电信号部分显示器可以直观地显示采集的波形,并通过相应的函数模块处理,得到波形的直流分量、标准频率、峰值、平均值和有效值。调节电信号的参数设置,显示的波形和各项结果会作相应的变化。而且,当信号的幅值超过所设定的量程时,仪器会报警。非电信号部分的显示器按时间顺序以波形的形式显示所测得的值的历史变化趋势,并得出当前时间段信号的最大、最小和平均值。     

弯管下游在线校准超声流量计安装位置研究

为减少现场扰流元件对超声流量计在线校准的干扰,采用大涡模拟方法研究超声流量计上游存在90弯头时其沿流向和周向安装位置对计量准确性的影响,获得超声流量计的最佳安装位置。结果表明,弯头导致下游发生流态畸变,超声流量计距弯头越远,其对周向安装位置的敏感度越低,修正系数最大误差由0.11降至0.03;修正系数随周向安装角的变化而波动,且管内流速越高,修正系数波动幅值越小,波动幅值最大减少了20.5%。此外,周向安装角为0和180时流量计对安装位置的敏感度较低,修正系数更接近于1.0且其最大误差均在0.04以内。研究结果有助于提高弯头扰流条件下超声流量计在线校准的准确性。     

激光瓦斯监控系统显示终端的研究

瓦斯监测对于煤矿安全具有重要作用,煤矿井下终端和监控分站之间的通信对完成瓦斯监测任务起到重要作用。本系统采用低功耗单片机MSP430F147和RS485总线完成煤矿井下监控分站与远程终端的通信。传感器检测到的瓦斯浓度通过RS485总线传到监控分站,监控分站在把数据传到终端进行显示,矿工则通过显示可知道环境的瓦斯浓度。通过实验证明该系统确实可行,满足煤矿井下本质安全。     

交联聚乙烯交联度对材料击穿强度的影响

为了研究XLPE材料交联度对其电气性能的影响,制备不同交联度的XLPE样本并对其进行电气击穿实验,分析在不同的交联度区间范围内样本击穿场强变化。利用温度-时间控制法制备六组不同交联度的XLPE样本;利用差式扫描量热仪测量得到样本结晶度;利用交流变压器测量得到样本的击穿强度。实验结果表明,随着交联度上升,样本击穿场强呈先上升后下降趋势。在交联度为0%～75%区间范围内,样本击穿场强增加2%。在交联度为75%～88%范围内,样本击穿场强增加21.2%。而在交联度为88%～92%范围内,样本击穿场强下降5.3%。分析认为,样本的击穿强度与样本交联度和材料均匀程度有关。当交联度较低时,样本的击穿强度主要由样本交联度决定,随着交联度上升,样本击穿强度增加。但由于此时局部材料结构较为不均匀,因此击穿强度增加幅度不大。而当交联度上升至75%时,材料形成较为密集、均匀的三维网状结构,导致样本击穿场强大幅上升。而当交联度继续增加时,此时样本结晶度下降幅度较大,局部材料结构变得不均匀,导致样本击穿强度下降。     

放射型馈线故障段的主-被动联合检出方法

配电网拓扑复杂,仅依赖被动的检测方法不能灵敏可靠地反映故障位置。考虑中性点接地方式的变动规则,应用分布式自治模式检测故障前后及中性点变动前后量测到的故障量差异,可实现放射型馈线故障段主-被动联合检出及隔离。首先,利用主干馈线故障点上游与下游的暂态零序电流方向参数构建主干线故障段的被动检出判据;然后,根据消弧线圈补偿度变化前后首端监测工频零序电流相角差构建分支故障段的主动判据,完成放射型馈线故障段的主-被动联合检出;最后,确定故障区段后中性点投入小电阻,根据故障点上游零序电流变化来确定是否需故障隔离。该方法利用中性点运行方式的主动变动及配电自动化完成故障区段定位及隔离,简单易行,可增强配电网单相接地故障定位的可靠性,减小配电网主站负担。     

Computational Study on the Effect of Shroud Shape on the Efficiency of the Gas Turbine Stage

The last stages of powerful power gas turbines play an important role in the development of power and efficiency of the whole unit as well as in the distribution of the flow parameters behind the last stage, which determines the efficient operation of the exhaust diffusers. Therefore, much attention is paid to improving the efficiency of the last stages of gas turbines as well as the distribution of flow parameters. Since the long blades of the last stages of multistage high-power gas turbines could fall into the resonance frequency range in the course of operation, which results in the destruction of the blades, damping wires or damping bolts are used for turning out of resonance frequencies. However, these damping elements cause additional energy losses leading to a reduction in the efficiency of the stage. To minimize these losses, dampening shrouds are used instead of wires and bolts at the periphery of the working blades. However, because of the strength problems, designers have to use, instead of the most efficient full shrouds, partial shrouds that do not provide for significantly reducing the losses in the tip clearance between the blade and the turbine housing. In this paper, a computational study is performed concerning an effect that the design of the shroud of the turbine-working blade exerted on the flow structure in the vicinity of the shroud and on the efficiency of the stage as a whole. The analysis of the flow structure has shown that a significant part of the losses under using the shrouds is associated with the formation of vortex zones in the cavities on the turbine housing before the shrouds, between the ribs of the shrouds, and in the cavities at the outlet behind the shrouds. All the investigated variants of a partial shrouding are inferior in efficiency to the stages with shrouds that completely cover the tip section of the working blade. The stage with a unshrouded working blade was most efficient at the values of the relative tip clearance less than 0.9%.     

500 kV复合绝缘子横向覆冰现象有限元分析

雨凇覆冰严重影响输电线路的安全,绝缘子上的冰棱会导致其电场与电位分布的恶化。为探究绝缘子覆冰横向增长现象对绝缘子沿面电场电位的影响,利用ANSYS仿真软件,建立500 kV复合绝缘子覆冰有限元模型。根据输电线路现场与实验室中绝缘子覆冰出现的冰棱横向增长现象,在仿真模型中改变冰棱长度、角度、位置以及横向竖直冰棱同时出现等情况,对比分析不同工况下各覆冰形态对复合绝缘子电场电位分布的影响。仿真分析表明：雨凇条件下,覆冰横向增长冰棱长度、位置的改变对复合绝缘子沿面电位电场分布的影响较小;随着冰棱铅垂角度减小,复合绝缘子沿面电场电位分布畸变增大,竖直覆冰对复合绝缘子沿面电场电位分布起主要影响。     

AC/DC变换器传导EMI实验分析

开关电源传导EMI问题一直都备受关注,目前国内外的研究主要还是定性研究,而定量的分析可以更加准确细致的找出传导EMI形成的机理。针对两种典型工作状态下的AC/DC变换器,测试得到了其传导EMI的频域波形,MOSFET漏极与源极间电压波形以及提取了电路中的主要寄生参数,通过对比与定量的分析计算,找出了其传导EMI几处重要峰值形成的原因。最后得出了变压器原边与副边漏感、MOSFET源极与漏极间寄生电容以及MOSFET与散热片之间的寄生电容,是影响开关电源的传导EMI的重要因素。在开关器件导通或者关断时,开关电源的工作状态发生改变,此时漏感或者器件的寄生电容中的剩余能量会引起高频振荡,进而引起了传导EMI尖峰。     

等效源阶数取值的优化选择

讨论应用等效源方法(包括圆形和矩形一圆形等效源)求解二维恒定电场边值问题时，等效源的类型、圆形等效源的设置原则(包括数目和具体位置安排)及等效源阶数取值的选择问题。给出了等效源阶数取值优化选择的一种可行方法：在等效源的类型和圆形等效源设置已确定时，先借助于可视化技术来确定各个等效源阶数的较佳取值范围；再将较佳取值范围内的阶数取值作为循环变量进行循环求解计算；最后应用解的图形显示对计算结果进行筛选，即可获得阶数的最佳取值以及场的最优解，提高了解题效率和计算精度。     

特高压电晕笼防护段的设计

为了克服特高压电晕笼设计中电晕笼两端部的电场畸变,确保电晕特性测试准确有效,需要增设一定长度的防护段。采用三维有限元方法精细计算了电晕笼内导线表面电场分布,分析了导线弧垂对防护段长度的影响并提出了新颖的电晕笼防护段设计方法。计算说明新型结构的防护段能有效平滑和抑制电晕笼端部附近导线表面电场的畸变,使电晕笼内导线表面电场更趋于一致,提高了电晕特性试验的准确性。     

基于合作博弈的送端电磁环网解环量化评估方法

电力系统电磁环网的解合环具有两面性,对于送端系统,解环能够降低短路电流,但同时系统的稳定裕度可能降低。因此,对送端电磁环网解环的评估是值得研究的问题,需研究建立送端电磁环网解合环评估指标体系,研究判断电磁环网解环方法。判断是否解环需要指标进行分析。文中针对送端电磁环网的特点,建立送端电磁环网解合环评估指标体系,利用合作博弈对指标进行博弈,得出指标的权重,提出一种基于合作博弈的方法对指标赋权,得出电磁环网解合环优劣的综合判据,通过对承德外送通道电磁环网的实例分析,验证了该方法的有效性。     

基于改进多信号分类法的异步电机转子故障特征分量的提取

在基于定子电流信号进行异步电机故障诊断时，转子断条故障特征频率分量常常被电流的基频分量淹没。针对这一情况，该文提出一种新的改进的MUSIC方法来提取这一故障特征频率。MUSIC方法通过特征值分解把自相关矩阵中包含的信息空间分成信号子空间和噪声子空间两个正交的子空间，该文提出的改进方法是将信号子空间中对应最大主分量的特征向量移到噪声子空间，这样构成两个新的正交子空间I和II。子空间I由信号中的最大主分量和噪声所对应的特征向量张成，子空间II由其他分量的特征向量张成。把不同频率的信号投影到子空间I，基频信号在该空间的投影将远大于其他的频率分量，因此在投影的倒数谱中，基频分量被抑制，凸显出了故障频率分量。仿真和实验表明，该方法用于提取转子断条故障特征是可行并且是有效的。