基于不同接地方式与列车工况的负阻变换器牵引供电系统轨道电位与杂散电流

为解决城市轨道交通中轨道电位与杂散电流导致的安全问题,该文提出一种负阻变换器牵引供电系统(NRC-TPS).在传统牵引供电系统(CON-TPS)的基础上,NRC-TPS通过直接安装电力电子设备,为列车电流提供零阻回路,缩短其回流至牵引变电所的路径长度.由于杂散电流的产生源头减少,NRC-TPS能够降低城市轨道交通系统的...     

适用于中压领域的V形钳位多电平变换器

多电平变换器在中高压大功率电能变换领域已得到广泛的应用.该文针对中压电能变换领域,提出V形钳位多电平变换器(VMC)拓扑族.在现有IGBT电压等级的条件下,该拓扑族采用较少数量的器件就可以实现中压大功率电能变换,结构简单;同时该拓扑族无需飞跨电容,降低了系统控制复杂度.首先提出VMC拓扑族的构成,包括拓展方式、一般形式以及演化类型;在此基础上研究VMC工作原理及控制方法,分析直接钳位机制和阻断电压分配问题.考虑目前商业主流功率器件电压等级,针对拓扑结构特点,揭示适宜VMC的电压等级;最后通过仿真和实验结果验证了所提拓扑族及控制方法的可行性,也进一步证明了该文理论分析的正确性.     

铜-石墨烯复合材料的特性及其在烧结NdFeB磁体表面防护中的应用

采用共沉积法于烧结NdFeB磁体表面制备铜-石墨烯复合材料并对其性能进行了表征。结果表明,随着镀液中石墨烯浓度从0增加到0.9 g/L,复合材料表面颗粒细化,形貌更加平整,硬度增高,在极微观视野下,其表面形貌趋向于形成高低起伏状;石墨烯片体以卡槽式堆积于铜基质中,随着复合材料中石墨烯含量的增加,其中氧含量减少,复合材料中铜有从高氧化态向低氧化态或还原态转变的趋势;于0.3 g/L石墨烯的镀液中所制得的复合材料,即其石墨烯原子比例约为10%时,铜结晶性能最好,电化学稳定性最好,对烧结NdFeB表面防护性能最好。     

无刷励磁发电机励磁机电枢的优化改进

励磁机是无刷励磁发电机的重要组成部件,为主机主磁极线圈提供励磁电压和电流。为进一步提高发电机的稳定性和可靠性,对励磁机电枢结构进行了优化改进,通过分析计算和实际运行证明了该改进提高了无刷励磁发电机的可靠性和稳定性。     

综合能源系统能源耦合度及其对运行域的影响

异质能源耦合是综合能源系统区别于配电系统等单一能量系统的显著特征。文中提出综合能源系统能源耦合程度的指标,设计观测方法并揭示了新的规律机理。首先,提出了耦合单元以及整个综合能源系统的能源耦合度指标。其次,建立了综合能源系统的运行域模型,描述了正常运行约束下系统的最大允许运行范围。最后,以典型电-气耦合综合能源系统为例验证了所提耦合度的合理性。总结得到电-气耦合综合能源系统运行域随耦合度的变化规律,发现了2个临界耦合度和3类现象,分析揭示了耦合度对运行域的影响机理。     

双馈异步风力发电机气隙静偏心下电磁转矩特性分析

本文对双馈异步风力发电机气隙静偏心故障下的电磁转矩波动特性进行了综合分析。首先,推导正常和气隙静偏心工况下气隙磁密,然后得到正常和静态气隙偏心条件下电磁转矩的解析表达式,最后,对双馈异步发电机进行有限元计算。有限元计算结果与理论分析基本吻合。结果表明,气隙静偏心故障会使气隙磁密的空间阶次发生改变,但频率成分不会发生变化。此外,电磁转矩各谐波频率成分幅值也增大,其中,485Hz、585Hz和685Hz的高次谐波增幅最为明显。     

基于损耗电流谐波特征分析的XLPE电缆局部尖刺缺陷诊断

实现电缆局部缺陷的在线诊断对电力系统的稳定运行具有重要意义。损耗电流的谐波分量蕴含丰富的绝缘信息且满足现场带电检测的需求,是极具前景的可实现在线监测与诊断的检测手段。该文开展了基于损耗电流谐波特征分析的电缆尖刺缺陷诊断研究,主要分为仿真机理研究和针对典型局部缺陷的实测研究两部分。首先,对XLPE材料在高电场下的电导特性进行了仿真分析,建立了非线性伏安关系的XLPE电导模型,分析了不同尖刺曲率半径和电极间距对损耗电流谐波特征及电导率的波动程度的影响;然后,制作了三种规格的XLPE电缆导体尖刺缺陷模型并开展了实测研究;最后,对比分析了仿真分析和实测结果。研究结果表明：绝缘存在尖刺缺陷的电缆存在高次谐波分量,其主要成分是3次与5次谐波分量;缺陷导致了高电场,由此产生的非线性伏安特性是高次谐波分量出现的主要原因。对比分析结果表明,损耗电流的谐波畸变率和电导率畸变率与尖刺的曲率半径及电极间距成反比,导体尖刺缺陷的严重程度和缺陷形貌的改变,都会使得损耗电流中的谐波成分发生改变;损耗电流总谐波畸变率(THD)和各次谐波贡献率H_n是有效的诊断特征量。     

半潜式多浮体波浪能发电装置的水动力性能分析

为缓解能源危机及环境恶化,加大对可再生能源的开发利用,本文将点吸收式与筏式波浪能转换技术相结合,提出一种半潜式多浮体波浪能发电装置。该装置主要由中央漂浮平台、振荡浮子、液压系统及驱动臂组成,将多个振荡浮子布放于海面上并采集波浪能。为了提高装置的波浪能采集效率,利用AQWA水动力仿真软件对波浪能发电装置进行建模仿真分析,改变模型中浮子的质量、尺寸及结构等参数进行频域计算并分析单个浮子的频域响应;同时对单个浮子及装置整体在波高为1 m,波浪周期分别为5 s和3 s的海况下的时域响应特点进行分析。结果表明：浮子吃水部分的几何形状对于浮子附加质量及波浪激励力影响较大;同时当浮子的直径为2 m且浮子结构为圆柱形时,浮子的垂荡振幅更大,说明在波浪频率较低时更有利于最大限度地捕获波浪能,提升装置整体效率;而对于波浪频率较高海域,应当适当增加浮子直径,减轻浮子重量,采用圆锥形浮子,从而更有利于浮子捕获波浪能。采用最优浮子结构后,装置的波浪能捕获宽度比提升约95%,说明选用合适的浮子结构能够有效地提升装置的波浪能采集效率。     

基于宽频等值电路的变压器局部放电电气定位研究

当变压器中发生局部放电时,脉冲电流信号会沿着绕组传播,检测绕组两端脉冲电流信号即可实现对变压器局部放电的检测。为此,建立变压器宽频等值电路模型,在可能发生局部放电的高压绕组处,于不同线饼与地之间施加局部放电脉冲,模拟高压绕组不同位置对地放电,在高压套管末屏及中性点处采集脉冲电流信号,研究不同位置局部放电脉冲电流信号在变压器绕组中的传播规律。通过计算可知,脉冲电流信号在两个不同频段能量占比的比值与脉冲电流传播的距离比呈线性关系,最大误差为9.80个线饼。该方法实现了变压器局部放电的电气定位,现场实验结果验证了该定位方法的有效性。