双线圈继电器线圈互感效应导致的可靠性问题案例研究

针对继电保护与电力自动化设备现场实际使用中,双线圈小型出口中间继电器所出现的典型问题案例,从分析双线圈继电器线圈互感效应与消弧回路优化方案选择入手,以实验测量验证为依据,系统地比较分析、研究了双线圈继电器的线圈两端不接消弧回路、并联电阻二极管消弧回路、并联电阻电容消弧回路等方案的优缺点.并提出了实际运行中相关典型可靠性故障问题的解决方案:并联电阻与电容消弧回路(电容量可根据消弧电压与动作时间的要求择优选择)可以从根本上消除双线圈继电器因线圈互感效应导致的线圈匝间击穿、短路、发热、断线等恶性故障.     

电器线圈接地故障现象分析

保护控制设备中,存在大量的逻辑控制、出口跳合闸等继电器回路,此类继电器的误动作,可直接导致保护、控制设备的误动或拒动.当继电器线圈回路发生直流接地故障时,该继电器是否发生误动作,与接地检测的桥电阻、直流系统正负极对地绝缘电阻、正负极对地分布电容,继电器线圈内阻、实际动作电压、动作时间等有关.从理论计算、试验和现场检验等方面对这些问题进行了研究探讨:研究结果验证了分析的正确性.     

继电器线圈接地故障现象分析

保护控制设备中,存在大量的逻辑控制、出口跳合闸等继电器回路,此类继电器的误动作,可直接导致保护、控制设备的误动或拒动。当继电器线圈回路发生直流接地故障时,该继电器是否发生误动作,与接地检测的桥电阻、直流系统正负极对地绝缘电阻、正负极对地分布电容,继电器线圈内阻、实际动作电压、动作时间等有关。从理论计算、试验和现场检验等方面对这些问题进行了研究探讨,研究结果验证了分析的正确性。     

500 kV隔离开关控制接触器频繁故障的原因分析及反事故措施

通过分析500 kV隔离开关控制接触器在操作过程中的电压、电流波形,认为在接触器线圈励磁返回瞬间,线圈回路出现的暂态冲击是造成其频繁故障的原因,提出了在接触器线圈两端加装消弧回路的反事故措施。通过对2种消弧回路的效果对比,最终选择加装二极管串联电阻的消弧回路。     

微机保护装置控制的高压真空接触器二次回路优化设计

针对真空接触器与微机保护装置配合中存在的问题,对故障原因进行了分析,提出了相应的处理对策。结合实际情况,综合考虑后采用取消经济电阻、辅助继电器线圈并联电阻的方案,解决微机保护装置与真空接触器控制回路配合的问题。     

MMPR-10H型保护装置外接继电器阻值选择

分析了某次6 k V真空接触器合闸在故障设备时发生的开关"跳跃"故障,查明了外接继电器线圈直流电阻过大是造成"防跳"回路不能正常工作的原因。介绍计算外接继电器线圈并联电阻值和选择安全可靠的电阻型号的方法,并提出根据现场实际情况的改进方法,以满足保护防跳功能可靠实现的要求。     

10kV配电网中性点经消弧线圈并联电阻接地方式

通过分析10kV配电网中性点不接地、经消弧线圈接地和经电阻接地三种接地方式的优缺点,提出了中性点经消弧线圈并联电阻的接地方式.该方式主要由自动调谐消弧线圈、自动投切电阻器和控制器等组成,既能充分发挥消弧线圈补偿电容电流、提高单相接地故障自恢复概率的作用,又能利用并联电阻抑制过电压和实现单相接地故障选线.计算分析表明,采用该接地方式时,如运用零序电流有功分量或增量比较法,可对过渡电阻为3000Ω及以下的单相永久接地故障实现准确选线.     

轨道炮的消弧实验研究

为了研究轨道炮的消弧措施,搭建了电磁轨道炮的仿真模型,对电阻消弧和电容消弧进行了仿真,得到了仿真结果。给出了实验中电弧电阻的求解方法,为熄弧电阻的选择提供了依据。对电容消弧方法进行了实验验证,熄弧电容容量选为600μF,理论上熄弧电容的极限回收电压为1.3 k V,实际回收电压为256 V,回收效率较低,熄弧效果不明显。结合电容熄弧方案的实验情况,分析了电容熄弧效果不佳的原因,提出了通过改变熄弧电容容量来提高回收效率的改进措施。     

分散控制系统开关量输出接口问题及其解决方法

广州珠江发电厂分散控制系统项目的实施过程中，与开关量输出卡连接的小型继电器出现了触点非正常抖动的问题，其原因是开关量输出卡两端并联的阻容回路对串接的继电器线圈形成电回路，激励线圈，导致其触点发出误动作信号。为此，提出了在继电器两端并联一个电阻器或者电容器的改进方案，使其起到降低输出继电器两端激励电压的作用。经计算分析，选择了并接电容器的方案。实践证明，该方案是切实可行的，消除了事故隐患。     

电容器参数对感应线圈炮发射特性影响的分析

为提高感应线圈炮抛体加速力、出口速度和系统效率,在介绍了发射原理后建立了单级同步感应线圈炮的等效电路模型,将抛体电枢的电阻和电感通过互感反映到驱动线圈回路电路中以简化抛体电枢加速力的计算过程并采用电磁场有限元计算与嵌入式外电路耦合的方法,瞬态仿真分析了电容器不同电容值和不同电压值对感应线圈炮发射性能的影响。仿真结果表明:感应线圈炮发射时的放电脉冲电流波形与独立的LCR放电波形不同,驱动线圈与抛体之间的互感变化对放电时间常数有影响,抛体涡流引起的反感应电动势对驱动线圈的电流变化有阻碍作用,增大电容器的电容值或电压值都能够增强抛体的加速力,但是系统发射效率并不一定提高。最后指出,在高速感应线圈炮的设计中,应当减小脉冲电容器的电容值,同时提高电容器的充电电压值。     

微机保护装置液晶显示启动回路故障分析

为消除微机保护装置液晶显示屏黑屏故障,通过对微机保护装置液晶显示回路进行检查、试验,查明故障原因是液晶显示启动回路无防感应过电压元件,以及继电器和光耦性能不稳定。结合液晶显示电路板原理,提出了在继电器线圈两端反向并联续流二极管,以及更换为性能更稳定的继电器和光耦的改进措施。改造后液晶显示启动回路未再发生故障,液晶显示屏黑屏问题得以解决,保障了保护装置安全运行。     

基于电磁耦合双线圈模型电磁斥力机构结构参数的优化分析

针对现有电磁斥力机构等效计算方法无法有效应用的问题,提出了一种电磁耦合双线圈模型的等效计算方法。等效模型主要包括驱动回路与感应回路两部分,在基本电路方程之外,引入了电磁斥力与机械运动的计算。通过合理的简化,对等效模型中集肤深度、线圈电阻、线圈自感、线圈互感等参数进行辨识。在此基础上,以某型1 000 V/400 A电磁斥力机构样机为算例,采用时域迭代的离散算法较为系统地分析了两线圈内径、径向厚度以及斥力线圈匝数、轴向厚度等对机构效率和动子行程的影响规律。所得到的规律性认识可有效指导电磁斥力机构的优化设计。     

三线圈MCR-WPT系统中继线圈轴向位置的优化研究

探究三线圈磁耦合谐振式无线电能传输系统中继线圈的最优轴向位置对优化系统传输性能至关重要,为此深入研究三线圈MCR-WPT系统的传输特性,应用电路互感耦合理论结合同轴线圈互感计算方法得出了系统最大功率和最大效率传输条件;基于上述最优传输条件,对宽负载范围内中继线圈轴向偏移对系统传输特性的影响进行了电磁仿真。仿真结果表明：中继线圈传输功率和传输效率的最优轴向位置与负载有关,均随负载的增大向接收线圈一侧偏移,当电源内阻与负载相等,中继线圈位于耦合机构中间位置时系统可获得最大传输功率,靠近发射线圈一侧时可获得最大传输效率。最后,搭建了三线圈MCR-WPT系统实验平台,实验验证了理论与仿真的正确性。     

交流控制回路采用小型高阻抗中间继电器需注意的问题

工程中采用了小型中间继电器后,因为继电器较大的阻抗与电缆芯间的电容组成了容抗回路,致使在继电器回路断开后,仍在该继电器上残留了较大的电压导致继电器无法正常返回。将相应回路中电缆的备用芯两端接地,解决了继电器不能可靠返回的问题。在交流控制回路中应少采用小型高阻抗中间继电器,当采用小型高阻抗中间继电器时,应注意对继电器线圈电源回路的屏蔽或隔离。     

自动导引车无线充电系统中发射线圈优化设计

为解决无线充电系统中线圈间耦合系数小、充电效率低的问题,提出一种在不同传输距离下发射线圈和接收线圈半径匹配的优化设计方法。首先建立了该无线充电系统的等效电路,推导出传输效率与互感和线圈内阻的关系;其次对平面环形线圈进行等效建模,得到了两共轴平行圆线圈间的互感公式;然后在特定接收线圈下,利用线圈间互感公式和有限元仿真得到了平均半径比与传输距离的关系,并在自动导引车的充电距离下,优化设计了发射线圈的内外半径;最后对优化前后发射线圈进行了对比实验。实验结果表明,优化后发射线圈可以明显提升系统的传输效率,从而验证了所提设计方法的正确性。     

不同拾取端的动态无线电能传输系统研究

为研究不同拾取端对动态无线电能传输系统的影响,首先使用诺以曼公式对互感进行数值分析,以探究耦合机构互感的变化对系统的传输效率和拾取端电压影响;再通过等效电路模型与基尔霍夫方程式,建立动态无线电能传输系统的数学模型,提取出系统传输效率与品质因数、耦合系数、负载和邻近线圈电阻值的关系式;最后通过制作不同拾取端的耦合机构,包...     

谐振接地系统对地电容与消弧线圈电感统一测量方法

配电网对地电容的准确测量有助于保证消弧线圈的补偿效果，降低故障对配电网的损害。提出一种基于信号注入法与快速傅里叶变换的谐振接地系统对地电容与消弧线圈电感统一测量方法。首先建立中性点电压与系统对地电容、消弧线圈电感关系。其次向中性点接入非工频电流源，利用快速傅里叶变换得到中性点电压关于电流源频率分量，消除工频误差。然后根据等效电路实现系统对地电容与消弧线圈电感的统一测量。最后通过Simulink搭建仿真模型进行分析。结果表明，该方法适用于消弧线圈直接接地、消弧线圈并联电阻接地和串联电阻接地运行方式。三相不对称条件下，对地电容与消弧线圈电感最大误差分别为011%和01%；三相对称条件下，最大误差分别为13%和18%。     

同塔双回输电线路零序阻抗的测量及分析

同塔双回架空输电线路,测量I回线路零序阻抗,II回线路双端短路接地,其三相导线、地线与大地构成零序电流的通路,II回线路亦可等效为连续接地的避雷线,避雷线相当于I回线路的一个二次短路线圈,对I回线路磁场起去磁作用,引起I回线路零序阻抗幅值的降低和相角的变化.笔者理论分析同塔双回输电线路地线连续接地对零序阻抗测量结果准确...     

一种ICPT系统松耦合线圈尺寸匹配的设计方法

传统ICPT系统中,松耦合变压器的发射线圈（Tx）尺寸与接收线圈（Rx）尺寸的最优匹配参数的求取,一般通过系统建模来推出Tx和Rx间的互感,并辅以大量实验来获得,既缺少理论依据又浪费人力物力。针对这一问题,提出了一种通过仿真观察Rx中电流密度变化规律来获得Tx和Rx尺寸最优匹配参数的设计方法。首先求取单管逆变ICPT系统之原边并联副边并联（PP）结构下的系统去耦等效电路模型,据此推导出Rx上的电流密度与互感、系统传输功率及效率的关系;据此利用有限元仿真软件对Rx线圈电流密度随Tx线圈内外半径变化的规律进行了仿真,对Rx线圈电流密度及磁耦合线圈互感值随Tx线圈内外径半径变化的规律进行了仿真,并对Rx电流密度与互感变化对应的规律进行了对比。综合仿真结果确定了松耦合线圈最优尺寸下,Tx与Rx外径比值,该参数与企业通过实验总结出的经验值相吻合。     

基于等效电路法的高频继电器建模与研究

通过经典传输线理论及部分元等效电路(partial element equivalent circuit,PEEC)方法,对高频继电器常闭型信号传输路径的分布电容、电感、电阻等参数进行提取,建立信号传输路径的等效电路模型。对其进行仿真分析得到继电器射频(radio frequency,RF)性能曲线,并讨论了影响继电器插入损耗、电压驻波比及隔离度的主要因素。高频继电器RF性能的实验测试结果与等效电路模型仿真结果符合较好,表明了所建立等效电路模型的正确性。