GIS中隔离开关燃弧电路模型及VFTO的研究

结合GIS隔离开关气室的实际结构与电弧的特点,建立电阻和电感元件串联等效燃弧电路模型,利用贝杰龙数值计算方法建立动态等值电路,计算出GIS中各主要元件处的快速暂态过电压(VFTO),得出断路器开断端的支撑绝缘子处VFTO波形的幅值为最高值.提取出该处VFTO波形的频率分量和对应的电压信息,分析认为VFTO可能导致断路器开断端支撑绝缘子发生放电和热击穿现象.     

超高压GIS内部快速暂态过电压计算及其影响因素

由于隔离开关切合小电容、电流时产生的快速暂态过电压（VFTO）会对300kV以上的全封闭气体绝缘变电站（GIS）造成危害,根据特快速暂态过电压产生机理,采用EMTP及FORTRAN软件,对550kV GIS隔离开关操作产生的VFTO进行了计算和分析,并选取某一操作方式进行VFTO影响因素的重点研究,分析了GIS变电站内各设备等效参数对VFTO的影响.计算结果表明,在GIS内部,被开断母线的残余电荷电压对VFTO幅值影响最大,两者基本呈线性关系;在GIS外部,高压电缆长度对VFTO幅值影响最大,长电缆可加速暂态过程的衰减.     

252kV变电站GIS内部VFTO仿真计算

VFTO（Very Fast Transient Overvoltage）是由于GIS操作隔离开关使间隙发生多次预击穿和重击穿所造成的，对变电站内变压器类设备的绝缘产生影响，因而受到普遍关注。本文针对某变电站252kVGIS在不同操作方式下，隔离开关操作时引起的VFTO进行仿真计算，得到VFTO的幅值和各节点的波形图。计算结果表明出现在252kVGIS内部的VFTO幅值虽不大，但滤去直流分量后高频分量电压频率在几十兆赫的幅值却很大，再考虑积累效应，对站内电感类设备将构成严重威胁。     

架空线对GIS变电站VFTO抑制效果的分析

针对GIS变电站开关操作产生快速暂态过电压(VFTO)的抑制问题,基于电磁暂态仿真软件ATP-EMTP搭建的仿真模型,提出采用架空线来连接GIS母线出口套管和主变压器的思路,利用架空线单位长度内几何电感较大,以及考虑架空线产生电晕等影响因素来削弱VFTO的幅值和波头陡度,保护主变压器的安全运行。通过搭建ATP-EMTP仿真模型,分别采用1~45 m架空线连接GIS母线出口套管和主变压器,仿真计算得到入口处的VFTO波形。仿真结果表明:架设20 m左右架空线就能够把变压器入口处的VFTO波头陡度降到允许值范围内,具有一定的工程实用价值。     

GIS中快速暂态过电压的研究

阐述了气体绝缘开关装置(GIS)中隔离开关操作所产生的特快速瞬变过程(VFT),分析了快速暂态过电压(VFTO)形成的机理、特性及其对GIS本身和相连的电力变压器可能带来的危害.讨论了变压器入口电容、母线残余电荷以及支撑绝缘子的参数变化对快速暂态过电压幅值的影响,并给出了VFTO的变化规律.探究了VFTO下电力变压器的模型及不同变压器模型对GIS内部元件处VFTO数值的影响,指出了影响VFTO数值的关键因素是变压器的等值入口电容值.     

拉西瓦操750kaV GIL-GIS作过电压及其影响因素分析

通过建立拉西瓦水电站750kV气体绝缘输电线(GIL)和气体绝缘变电站(GIS)系统的仿真计算模型,计算了该GIL-GIS系统在几种典型运行方式下由隔离开关操作引起的陡波前过电压(VFTO),结果表明,由于该GIS的特殊结构,其VFTO的水平较一般GIS要低。另外还分析了残留电荷、隔离开关并联电阻、主变压器等值入口电容等因素对VFTO的影响,讨论了有效抑制VFTO的措施。     

快速暂态过电压影响因素的研究

针对500 kV GIS中隔离开关分合母线充电电流电路,对快速暂态过电压（VFTO）进行了数值模拟,讨论了变压器入口电容、母线残余电荷以及支撑绝缘子等元件参数的变化对VFTO幅值的影响,并给出了VFTO的变化规律.     

水蒸气保护焊短路过渡动态过程研究

在测定了水蒸气作为保护气体时的电弧物理特性参数的基础上,对水蒸气保护焊下短路过渡的动态过程进行了模拟,模拟结果与实验结果相吻合,随着电源电压与电感值的升高,短路过渡形式由燃弧－－熄弧－－短路－－燃弧,向燃弧－－短路－－燃弧过渡,研究了电源电压、电感和送丝速度等焊接参数对短路过渡动态过程的影响,把电弧过程呈燃弧－－熄弧－－短路－－燃弧交替进行,并且熄弧时间最短,短路频率最高作为研究目标,找出此条件下具体的电源电压与电感值及其关系,为制定焊接规范提供依据。     

小电流接地故障电弧建模及过电压分析

间歇性电弧接地过电压是小电流接地故障最大的危害之一,建立准确的电弧模型是研究过电压特征的基础。基于现有的几种动态电弧模型,提出改进的"控制论"电弧模型,并将该模型应用于小电流接地系统。通过在PSCAD平台上搭建10 kV配电网模型,研究基于工频熄弧和高频熄弧理论仿真间歇性电弧接地故障,并对比分析接地过电压的异同。仿真结果表明,所提电弧模型能够有效反映小电流接地故障的电弧特性,模拟出的过电压符合实际情况。证实在不接地系统中,高频熄弧产生的最大过电压明显高于工频熄弧;而在消弧线圈接地系统中,二者近似相等。     

550kV GIS中VFTO的仿真研究

针对某550kV GIS系统,利用EMTP计算不同的开关操作方式对VFTO的影响,计算结果表明分闸操作比合闸操作的过电压情况更严重,且各方式下VFTO幅值基本在操作开关附近最大,另外,主变上的过电压值较小,不超过1.3p.u,对主绝缘影响不大,但因累积效应,危害也很大。     

磁浮直线电机的等效控制模型改进

为准确测量电机参数,提出一种新的改进的SLIM等效电路参数辨识方法,利用不同频率时的电机推力、变频器输出电压和电流等静态堵转特性,结合算法推算出适合控制用的SLIM等效电路中的初级电阻、漏感、次级等效电阻和漏感参数.通过MATLAB仿真实验,结果表明各动态参数幅值的修正对提高电机速度辨识精度是有利的,并在中低速磁悬浮模拟实验平台上进行实验,验证了在改进后的T-模型下,对结果分析可以得知电机的状态辨识效果和精度得到了提高,并对以后的电机参数设计具有指导意义.     

油井远程无线通讯声波衰减特性研究

在油井作业过程中,无线通讯技术可以解决油井井下参数传输中存在的误码率高、实时性差等问题,如何选择声波特征频率以及探究声波在油管柱中的衰减度已成为近年来研究的热点。针对声波信号沿金属管壁传输衰减特性展开研究,并建立了通讯模型,在此基础上量化声波衰减规律,结合Comsol波形仿真软件验证了所建立的通讯模型和特征频率选取的正确性。结果表明,该方法可以有效传输声波信号,为油井远程无线声波通讯技术提供了最佳频率选取方案。     

特快速暂态过电压信号下的屏蔽线端口串扰电压分析

研究气体绝缘变电站(gas insulated subsation,GIS)中隔离开关进行分合闸操作时,其绝缘气体被击穿所产生的特快速暂态过电压(very fast transient over-voltage,VFTO)在线缆中的传输特性. 将传输线系统分为内、外回路,分别运用域有限差分法对电报方程进行求解,得到传输线的端口暂态响应. 计算结果与CST CABLE STUDIO仿真结果高度吻合,表明所提模型与计算方法的有效性,该方法的提出对于一、二次侧传输线缆的串扰、衰减特性分析具有重要意义.     

熔化极气体保护焊中弧长系统的改进无模型自适应控制

针对熔化极气体保护焊中电流与弧长非线性时变系统难以建立精确的模型,且在焊接过程中,系统存在各类不确定因素并易受到内外界扰动的问题,提出一种改进的无模型自适应控制方法。首先,设计了带有可测与不可测干扰以及不确定因素的动态线性化泛模型,采用参数估计算法在线估计伪偏导数,引入干扰观测器实时补偿逼近内外界扰动和不确定因素;进而,通过构建准则函数设计出弧长系统的控制律通,在此基础上,得到改进的无模型自适应控制方案;最后,证明了该方法的鲁棒稳定性。仿真结果表明：与现有无模型自适应控制方案相比,所提出方法具有良好的跟踪性能和更快的响应速度;当焊接过程中遇到可测和不可测干扰以及不确定因素时,所提出的控制方法具有更强的鲁棒性,从而确保了焊接过程中弧长的稳定和较好的控制品质。     

基于PCH控制的永磁同步电动机自适应L2扰动抑制

针对隐极永磁同步电动机（permanent magnet synchronous motors,PMSM）速度控制易受定子电阻、定子电感、负载转矩变化的影响,采用端口受控哈密顿（port—con—trolled hamiltonian,PCH）控制与自适应L2扰动抑制相结合的方法设计了PMSM的速度控制器。应用L2增益控制原理对负载扰动进行有效地抑制,在L2增益控制的基础上,引入自适应方法,减小PMSM定子电阻和电感变化的影响。文中建立了基于状态误差PCH控制的PMSM自适应L2扰动抑制仿真模型。仿真结果表明,用L2扰动抑制可以对负载扰动进行有效抑制,更好的减小误差,获得的效果更佳。     

基于HJC模型的盾构刀具切削混凝土数值模拟

为了揭示盾构刀具切削混凝土材料时的阻力大小及变化规律,研究Holmquist-Johnson-Cook动态本构模型（HJC模型）参数的确定方法,并据此对混凝土受切削破坏过程进行数值模拟. 设计室内混凝土试块切削试验,根据试验结果对HJC模型参数进行修正,进一步计算分析切削速度与切削深度对切削阻力的影响. 研究表明,基于HJC模型的数值计算结果可基本反映盾构刀具切削混凝土的阻力大小及变化规律;刀具在切入混凝土表面时,法向切削阻力的波动幅度较大,在切削接近试块自由面时会出现剩余材料整块脱落、切削力骤降为0的现象,该过程在数值模拟中相对平缓;在相同条件下,率效应参数主要影响法向切削阻力的波动幅度,损伤参数则同时影响法向切削阻力的平均值与波动幅度;法向切削阻力随切削速度呈指数形式增加,随切削深度呈线性增加;HJC模型可反映混凝土压碎破坏与材料应变率间的关系及法向切削阻力随深度的线性叠加效应.     

等离子体弧流数值模拟的研究进展

等离子体弧流的数值模拟研究对其在工业中的应用有重要的意义。详细阐述了等离子体弧流数值模拟研究的发展过程,主要包括自由等离子体弧流和约束等离子体弧流2方面的研究进展,对应用ANSYS等数值分析软件建立等离子体弧流数学模型求解流体的温度场和速度场的方法进行了描述,综合考虑等离子体弧流的流动状态和三维约束等离子体弧流的数值模拟可能是未来的重要研究方向。     

基于阻力估计器的直线伺服系统滑模控制

针对直接驱动的永磁直线同步电动机（PMLSM）伺服系统的端部效应引起的推力波动问题，设计一种带有阻力估计器的滑模变结构速度控制器，滑模控制对扰动和系统参数变化具有很强的鲁棒性，但是却存在抖振现象，影响伺服系统的稳态性能，为了削弱滑模控制的抖振，设计一个阻力扰动估计器对阻力扰动（包括直线电机特有的端部效应产生的推力波动）进行估计和补偿。仿真结果表明，该方案对系统参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性，同时提高了系统的稳态精度。     

基于模糊控制的异步电动机直接转矩控制系统研究

针对传统的异步电动机直接转矩控制中存在低速运行时电动机转矩脉动较大的问题,提出了一种基于模糊控制的直接转矩控制系统模型.该模型采用三输入单输出的结构,将磁链相位角、磁链幅值误差和转矩误差作为模糊变量,并对其进行模糊分级,以此达到优化空间电压矢量选择的目的.并在Matlab/simulink中进行仿真,结果表明该方法有效的减小了转矩脉动,同时有更好的速度响应.