采用CDE算法的新型多回路断路器优化设计

在输配电系统中,断路器的自身能耗越高,系统的输电效率就越低,而调整断路器设计参数以降低其自身能耗的同时,设备本身的结构、材料及散热等设计成本也会随之增加。为此,在分析传统断路器能耗模型的基础上,采用一种多回路设计结构,并提出一种考虑断路器能耗与成本等因素的新型断路器优化设计评估模型;再对新的优化评估模型,设计一种文化差异进化算法,对断路器的并联回路数目、触头接触、触头电阻及能耗值等主回路结构相关参数进行仿真优化求解。最后计算出新型断路器优化评估模型的相关参数取值,并应用于HSWX系列断路器样机生产。结果表明,采用多回路结构的新型断路器有功功耗与温升显著降低、提出的优化设计方法可行,且可以大大提高断路器的设计效率。     

基于果蝇算法的开关磁阻电机多目标优化研究

针对采用传统算法对开关磁阻电机(SRM)本体进行多目标优化时存在算法复杂、调节参数多、计算量大且易陷入局部最优解等问题,提出一种基于果蝇算法(FOA)的SRM本体多目标优化设计方法。利用极限学习机算法建立SRM非参数模型,采用FOA算法对其进行优化,实现了SRM定转子极弧的全局最优设计,最后对该优化算法的效果进行了仿真验证,同时与传统粒子群优化算法(PSO)进行了对比分析,结果表明,FOA算法不仅获得了较PSO算法更好的转矩波动系数和效率指标,而且具有参数设置少、收敛速度快且不易陷入局部最优解等特点,具有较好的应用价值。     

基于粒子群优化设计的直流无刷电机控制系统研制

针对直流无刷电机控制器优化设计的问题,提出了基于粒子群优化PSO算法的比例、积分和微分(PID)控制器的优化设计方法.结合PSO的基本原理和BLDC系统的控制策略,考虑到综合评价系统的各项性能指标,给出了优化PID控制器设计的步骤.仿真和实验结果表明:该方法能搜寻到最优或次最优的参数数值,优化得到的控制器速度响应快、超...     

基于PSO的LCC谐振变换器的参数优化设计

高频静电除尘电源谐振过程复杂,元件参数设计困难,此处给出一种基于粒子群算法(PSO)的参数优化设计方法。采用时域分析法对工作在电感电流断续模式(DCM)的LCC谐振变换进行建模,以谐振电流的峰值作为目标函数,在保证调频调压保证线性度的情况下,基于PSO对谐振电流峰值进行参数优化设计,根据优化设计结果搭建了2 kW的实验样机,通过实验验证了理论分析与设计的正确性。     

断路器机构状态监测数据采集的实现

分析了断路器在线状态监测存电力系统一次设备检修中的重要性。研究了断路器机构状态的监测原理,包括分／合闸线阁电流动作异常分析方法和断路器动触头位移参数的计算方法。分析了数据采集在断路器状态监测中的重要性,并且就分／合闸线圈电流采集及断路器动触头位移采集的实现和应注意的问题进行了研究。提出了一种新的提高正交编码采集精度及躲避震动提高采集可靠性疗法,并对设计实现给出了测试结果。验证结果表明,该方法具有较高的精度和稳定性。     

高压SF6断路器灭弧室电场优化与分析

采用有限元软件ANSYS对SF6断路器灭弧室内触头形状进行了优化,进而得到最优的电场分布。主要分为两部分,第一部分得到了有限元法计算电势的弱解方程,并利用有限元软件ANSYS精确建立了断路器灭弧室的CAD模型,具体介绍了断路器灭弧室电场优化的方法;第二部分根据计算结果分析了断路器灭弧室内的电场分布,并详细分析了触头形状的改变对灭弧室内电场的影响。得到的电场优化计算结果为高压断路器灭弧室的优化设计提供了参考数据。     

永磁同步电机执行机构新型控制算法研究

电机执行机构应用于断路器中,具有结构简单、动作分散小、可控性强等优点,为实现断路器开关触头对预设参考曲线的跟随提供可能。传统的控制方式参数固定无法根据断路器开关触头运动过程进行参数调整,跟随性差;智能控制算法计算复杂,影响控制系统快速性,且工程上极难实现。提出一种分段式伪微分控制策略,该控制策略避免了被控变量的直接微分,具有快速动态响应和抗干扰能力,同时,根据环境分段式赋予控制系统参数,保证了跟随精度。建立该控制策略模型进行仿真分析,并研制126 kV断路器电机执行机构控制系统以试验验证,仿真及试验结果均表明了该控制策略的有效性。     

基于多分类最小二乘支持向量机和改进粒子群优化算法的电力变压器故障诊断方法

为了提高故障诊断的准确率,提出了一种多分类最小二乘支持向量机(LS-SVM)和改进粒子群优化(PSO)相结合的电力变压器故障诊断方法。引入最小输出编码构造多个2分类LS-SVM,实现了变压器诊断的多类分类。利用PSO算法获得LS-SVM诊断模型的最优参数,并采用交叉验证原理来提高分类算法的整体泛化性能。实例分析结果表明,采用LS-SVM和PSO算法可以准确、有效地对变压器进行故障诊断;与传统的电力变压器故障诊断方法相比,该方法的诊断准确率更高。     

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。     

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。     

基于SVM与合分闸线圈电流参数的高压断路器机械故障诊断

高压断路器故障的早期诊断是有效提高电力系统运行可靠性的重要手段,笔者提出应用高性能的支持向量机(SVM)进行高压断路器的机械故障诊断.支持向量机核函数参数的选择直接影响分类结果的好坏,该诊断方法采用群智能算法PSO确定支持向量机中核函数的最优参数以提升分类器性能,将从高压断路器的机械参数信号中提取的动作特性特征量作为支...     

Comparing test requirements for low-voltage circuit breakers

Low-voltage circuit protective devices include low-voltage power circuit breakers, insulated case circuit breakers, and molded case circuit breakers. Each of these circuit breaker types is used for particular applications, and is tested against standards that relate to those applications. In North America, low-voltage power circuit breakers are designed and tested in accordance with ANSI/UL standard 1066, which in turn refers to the series of applicable ANSI C37 standards. Insulated case circuit breakers and molded case circuit breakers are designed and tested in accordance with the UL standard 489. In this paper the standards are compared by means of tables. The standards for low-voltage power circuit breaker and the molded case circuit breaker have many common elements. As a consequence, either type of circuit breaker could be used for some applications. However, there are several significant performance differences that relate to the application of these circuit breakers. Specifically, the low-voltage power circuit breaker is normally applied upstream of the molded case circuit breakers     

基于免疫粒子群优化算法的微网谐波抑制方法

微电网中逆变器等大量电力电子器件的应用,以及各种非线性负荷的投切,使微网中的谐波问题变得复杂。针对微网系统中滤波器参数难以整定导致微网谐波抑制效果受到影响的问题,提出了基于免疫粒子群算法的微网滤波器参数优化方法。建立了包含功率控制模块、下垂控制模块以及电压电流控制模块的基于下垂控制的微网系统模型,并根据微网性能以及滤波器参数设计特点建立了目标函数;对免疫粒子群算法能够避免粒子群算法陷入局部最优、解决早熟收敛等问题进行了介绍;提出了用免疫粒子群算法调用微网仿真系统优化参数的新方法;通过Matlab仿真验证了基于免疫粒子群算法的微网谐波抑制方法的可行性。     

基于相空间重构与改进GSA-SVM的高压断路器机械故障诊断

断路器机械部件传动、撞击产生的振动信号具有混沌特性,运用常规的信号处理方法很难分析其特性。首先采用互信息法和Cao算法将振动信号重构至高维空间后,计算其排列熵作为特征向量,输入支持向量机对断路器机械故障类型进行诊断,最后用粒子群算法（PSO）改进的万有引力搜索算法（GSA）混合算法优化支持向量机参数,利用断路器实测振动信号进行验证。结果表明：相空间重构与排列熵结合能够准确提取断路器振动信号的特征,采用PSO-GSA改进的支持向量机能快速有效分辨断路器故障类型,解决了现有诊断方法的路径扭曲、能量泄露和模态混叠等问题。     

Standards and ratings for the application of molded-case,insulated-case, and power circuit breakers

Molded-case circuit breakers (MCCBs), insulated-case circuit breakers (ICCBs), and power circuit breakers (PCBs) are used by electrical engineers in power distribution system designs primarily to protect low-voltage electrical equipment and circuits. Safe application requires an understanding of their performance and ratings. Proper application of these devices can ensure continuity of power during system disturbances. This discussion focuses on domestic standards and ratings for the application of low-voltage industrial-grade MCCBs, ICCBs, and PCBs rated 600 V AC or lower for use in switchboards and switchgear. A comparison of switchboard and switchgear requirements for the devices is also included where it is useful     

低压断路器结构设计的发展动向

介绍了几种结构新颖的低压断路器。包括旋转动作的断路器、封闭式万能断路器和低压真空断路器，以这些最新开发的电器为基础，论述了低压断路器结构设计的发展动向。     

基于多分辨率奇异谱熵和支持向量机的断路器机械故障诊断方法研究

根据高压断路器机械振动信号的特点,提出一种基于多分辨率奇异谱熵的信号特征提取方法,并以此特征向量作为支持向量机的输入对断路器机械状态进行识别。多分辨率奇异谱熵是在信息熵模型的基础上,将多分辨率分析和奇异谱分析有效结合的一种信息处理方法,用信号的奇异谱熵作为特征向量更能体现断路器在不同机械状态下的不同特征。利用交叉检验和粒子群优化方法来对支持向量机模型中的参数进行寻优。通过对断路器实际振动信号分析表明,该方法能对断路器故障进行准确诊断分类。     

低压配电系统中上下级断路器在短路故障时的配合

低压智能型断路器的出现及完善,使低压配电网络的短路故障保护更趋合理.介绍了低压配电系统中上下级短路保护断路器在短路故障时的各种配合及要求,阐述了选择性保护和后备保护配电方案的理论分析和常用的解决方法,给出了图和表.用户可根据实际使用及投资等情况,选择最为有利于工程项目的方案.     

物联网断路器集成化高精度检测技术及其应用

配电系统作为电力系统中最后的一个重要环节,其直接面向的是终端用户,它的完善与否直接关系着广大用户的用电可靠性和用电质量.因此,配电系统在电力系统中具有极其重要的地位.随着物联网技术的快速发展,云配电逐渐成为了一种新型配电方式.其中,物联网断路器的集成化是其中的一大特点,断路器集成化不仅使得一二次设备完全智能融合,没有二...     

有源配电网中的断路器应用研究

为解决有源网络的保护问题,对相关的断路器应用技术进行了研究。通过对电弧更有效的控制,实现直流断路器的开断能力与极性无关,使其满足光伏发电系统的保护需求。通过将真空灭弧技术与ACB操作机构相结合,提高断路器在AC690~1 140 V电压下的开断能力。通过对操作过程的有限元分析和优化设计,提高断路器的操作寿命,使其满足风力发电系统的保护需求。通过采用方向性的区域选择性联锁技术,解决了多电源系统中的选择性保护问题。运行经验表明,上述工作有效提高了有源网络运行的安全性。