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一级能效电工钢片比总损耗的精确测量与仿真分析

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电工电能新技术 2024年第5期43卷 95-103页

作者：宋文乐韩学王磊张俊杰杨阔甘浩李慧奇国网河北省电力有限公司沧州供电分公司河北沧州061001 保定天威保变电气股份有限公司河北保定071056 河北省输变电设备安全防御重点实验室(华北电力大学) 河北保定071003

针对国标爱泼斯坦方圈法测量新一级能效硅钢片比总损耗结果的不确定性问题,本文提出了一种工频下基于双爱泼斯坦方圈的新一级能效硅钢片比总损耗测量方法。通过双爱泼斯坦方圈法测量硅钢片的比总损耗,分析并修正了测量方法中的误差,实... 详细信息

针对国标爱泼斯坦方圈法测量新一级能效硅钢片比总损耗结果的不确定性问题,本文提出了一种工频下基于双爱泼斯坦方圈的新一级能效硅钢片比总损耗测量方法。通过双爱泼斯坦方圈法测量硅钢片的比总损耗,分析并修正了测量方法中的误差,实现了对爱泼斯坦方圈测量时接缝区和均匀区的损耗分离,并分析了接缝区比总损耗对爱泼斯坦方圈测量结果的影响机理。建立了爱泼斯坦方圈有限元模型,对其接缝区和均匀区的损耗进行研究,仿真结果与双方圈法测量结果吻合,验证了本文提出的新一级能效超低损耗薄硅钢片的比总损耗时测量方法的有效性和准确性。测量和仿真结果表明,基于双方圈法测量薄硅钢片比总损耗的结果比单方圈法测量的结果更精确。本文提出的测量和修正方法可用于一级能效薄硅钢片损耗特性的精确测量。

关键词：一级能效电工钢片比总损耗接缝有限元仿真

新型Fe_(72.7)Si_(17)B_(6.8)Nb_(2.6)Cu_(0.9)纳米晶铁芯的磁场热处理工艺与软磁性能

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金属热处理 2022年第7期47卷 81-86页

作者：孙浩宋文乐王磊薛志勇詹花茂华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 国网河北省电力有限公司沧州供电分公司河北沧州061001 华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

为满足高频变压器对铁芯低损耗的需求,研究了新型Fe_(72.7)Si_(17)B_(6.8)Nb_(2.6)Cu_(0.9)纳米晶铁芯的热处理工艺,探讨了铁芯动态、静态软磁性能随无磁场退火保温时间与施加不同磁场强度的横磁磁场退火时的变化规律。结果表明,不加磁... 详细信息

为满足高频变压器对铁芯低损耗的需求,研究了新型Fe_(72.7)Si_(17)B_(6.8)Nb_(2.6)Cu_(0.9)纳米晶铁芯的热处理工艺,探讨了铁芯动态、静态软磁性能随无磁场退火保温时间与施加不同磁场强度的横磁磁场退火时的变化规律。结果表明,不加磁场时,保温时间为60 min时铁芯的损耗最低,为P_(20 kHz/0.5 T)=11.82 W/kg,而其静态软磁性能在保温30 min处于最优状态,H_(c30 min)=1.86 A/m。施加横向磁场后,其直流磁性能剩磁和矫顽力显著降低,H_(c40 mT)=0.64 A/m,而其损耗在磁场强度为50 mT达到最低,为P_(20 kHz/0.5 T)=10.53 W/kg。高频范围内涡流损耗在铁芯损耗中起主导作用,新型纳米晶铁芯经横向磁场热处理后高频损耗大幅降低,同时磁导率表现优异。

关键词：纳米晶铁芯热处理铁损软磁性能

考虑磁滞效应的非晶合金-取向硅钢组合铁心双非线性励磁特性研究

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中国电机工程学报 2023年

作者：陈昊李琳宋文乐王磊刘洋杨富尧国网河北省电力有限公司沧州供电分公司新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 先进输电技术国家重点实验室(国网智能电网研究院有限公司)

非晶合金-取向硅钢组合铁心可以综合传统纯非晶合金和纯取向硅钢铁心的优势，在配电变压器领域具有广阔的应用前景。对含有两种非线性软磁材料的组合铁心励磁特性进行分析是实现其结构优化设计的前提。本文首先建立组合铁心在开路励磁... 详细信息

非晶合金-取向硅钢组合铁心可以综合传统纯非晶合金和纯取向硅钢铁心的优势，在配电变压器领域具有广阔的应用前景。对含有两种非线性软磁材料的组合铁心励磁特性进行分析是实现其结构优化设计的前提。本文首先建立组合铁心在开路励磁条件下的等效电路模型，并根据基尔霍夫第二定律列写其回路电压方程；其次，根据组合铁心的结构特点建立其等效双非线性磁路模型，并基于安培环路定律和磁通连续性原理列写其磁路方程；再次，根据导数变换将磁路方程耦合至回路电压方程中的磁动势项，并采用Jiles-Atherton磁滞模型表征非晶合金和取向硅钢的非线性磁化特性，从而建立考虑磁滞效应的组合铁心双非线性电路-磁路耦合模型；最后，基于该耦合模型，求解了组合铁心的励磁电流、磁通密度分布和空载损耗，通过与实测结果进行对比，验证了所提方法的准确性。

关键词：非晶合金-取向硅钢组合铁心励磁特性双非线性电路-磁路耦合模型磁滞效应 Jiles-Atherton磁滞模型

纵磁退火处理和张应力对1K101非晶合金薄带磁化特性及损耗的影响

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金属热处理 2022年第3期47卷 39-43页

作者：高洁何承绪宋文乐杨富尧刘洋先进输电技术国家重点实验室全球能源互联网研究院有限公司电工新材料研究所北京102211 国网河北省电力有限公司沧州供电分公司河北沧州061001

研究了纵磁退火处理和张应力对1K101非晶合金薄带磁化特性以及损耗的影响,并采用Kerr方法观测了合金的磁畴形貌。结果表明,张应力驱动淬火态1K101合金感生出宏观单轴各向异性,使带材沿应力方向趋向于易磁化,且铁损下降,这与经纵磁退火... 详细信息

研究了纵磁退火处理和张应力对1K101非晶合金薄带磁化特性以及损耗的影响,并采用Kerr方法观测了合金的磁畴形貌。结果表明,张应力驱动淬火态1K101合金感生出宏观单轴各向异性,使带材沿应力方向趋向于易磁化,且铁损下降,这与经纵磁退火处理后的带材磁化特征高度相似。通过磁畴观测发现,在张应力作用下,淬火态非晶合金中迷宫样窄小畴的磁畴壁沿应力方向呈Z字形排列,说明沿应力方向磁化时需消耗的外磁场能减少,这对带材软磁性能的优化起到了关键作用。

关键词： 1K101非晶合金张应力磁化特性铁损磁畴各向异性

低密度聚乙烯/氧化锌复合材料制备及其隔声性能研究

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塑料科技 2022年第1期50卷 18-21页

作者：宋文乐韩学王磊侯东国网沧州供电公司河北沧州061000 全球能源互联网研究院有限公司北京102201

采用钛酸酯偶联剂对氧化锌(ZnO)进行表面改性,改性ZnO与低密度聚乙烯(LDPE)制备LDPE/ZnO复合材料。分析ZnO形貌及添加量对复合材料力学性能、阻尼性能、隔声性能及热稳定性的影响。结果表明:改性ZnO与LDPE具有良好的界面相容性,ZnO可以... 详细信息

采用钛酸酯偶联剂对氧化锌(ZnO)进行表面改性,改性ZnO与低密度聚乙烯(LDPE)制备LDPE/ZnO复合材料。分析ZnO形貌及添加量对复合材料力学性能、阻尼性能、隔声性能及热稳定性的影响。结果表明:改性ZnO与LDPE具有良好的界面相容性,ZnO可以提升LDPE/ZnO复合材料的抗拉强度、隔声性能及热稳定性,四针状氧化锌(T-ZnO)添加量为5%时,复合材料的力学性能最好,综合性能最优。

关键词：氧化锌低密度聚乙烯力学性能隔声性能界面相容性

考虑磁致伸缩效应的非晶合金立体卷铁心振动仿真与实验研究

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电工电能新技术 2022年第3期41卷 15-22页

作者：冯月磊刘洋李琳杨富尧宋文乐新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206 全球能源互联网研究院有限公司北京102211 国网河北省电力有限公司沧州供电分公司河北沧州061001

由于非晶合金优异的节能特性,在变压器中的应用越来越广泛。相比于三相五柱式非晶合金变压器铁心,立体卷结构的铁心具有完全对称的磁路,抗短路能力更强。但由于非晶合金材料磁致伸缩效应比传统硅钢大,铁心的振动噪声问题突出。本文对一... 详细信息

由于非晶合金优异的节能特性,在变压器中的应用越来越广泛。相比于三相五柱式非晶合金变压器铁心,立体卷结构的铁心具有完全对称的磁路,抗短路能力更强。但由于非晶合金材料磁致伸缩效应比传统硅钢大,铁心的振动噪声问题突出。本文对一台设计容量为200 kV·A的立体卷非晶合金铁心进行有限元建模,考虑非晶合金的磁致伸缩效应,基于磁-机械耦合理论,计算不同工况下铁心表面振动位移分布,并结合铁心振动实验结果,验证模型的准确性,分析了非晶合金立体卷铁心振动规律,为立体卷铁心减振降噪设计提供基础。

关键词：非晶合金立体卷铁心有限元计算振动

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电力系统智能协同方式计算系统的设计

电力系统智能协同方式计算系统的设计

作者：宋文乐北京交通大学

学位级别：硕士

随着电网的快速发展,电网的运行更加智能化、高效化,传统的电力系统仿真分析工具存在消息传递缓慢、数据无法共享等缺点,无法满足现代电力系统仿真计算的要求。为了满足电力系统仿真分析新的需求,本文开发了电力系统智能协同方式计算系... 详细信息

随着电网的快速发展,电网的运行更加智能化、高效化,传统的电力系统仿真分析工具存在消息传递缓慢、数据无法共享等缺点,无法满足现代电力系统仿真计算的要求。为了满足电力系统仿真分析新的需求,本文开发了电力系统智能协同方式计算系统。首先对系统进行了总体设计,分别从设计原则、系统结构、软硬件方案以及关键技术方面进行了阐述;然后从数据整合技术、数据挖掘技术等几个方面进行了研究和论述,这些技术为统一数据库的建立提供了数据基础;接着对智能协同计算部分进行了设计,分别设计了协同方式模块和并行计算模块,该设计能实现多人、异地、并行电网方式计算,实现省地多级调度协同工作、数据共享、流程自动、智能交互的工作方式;最后设计了WebGIS展示界面部分,通过采用国内领先的SuperMap iServer平台作为基础GIS平台,对WebGIS展示界面部分的数据层、服务层、表现层三层分别设计,并将数据库中的信息在地图上呈现给用户,给用户提供一个可获取操作的对象,使得表现更加直观,维护更加方便。所描述系统能做到省地或网省等多级调度数据和仿真计算的一体化,适合多人异地联合计算。系统主要技术目标是建设具有电网数据管理、仿真计算和系统管理功能的智能数据管理及协同计算平台。该系统的研发适应了当前电网互联现状,能全面提高系统方式计算和事故分析的工作效率和智能化水平,在各级调度中心、规划部门中有广泛的应用前景,在多地已投入运行,运行效果良好。

关键词：统一数据库协同系统数据挖掘数据整合 WebGIS

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一种高性能铁基纳米晶合金的软磁性能研究

华南师范大学学报（自然科学版） 2022年第1期54卷 1-6页

作者：孔钦可詹花茂程养春王磊宋文乐李雪松薛志勇华北电力大学先进材料研究院北京102206 国网河北省电力有限公司沧州供电分公司沧州061001

在Finemet合金FeSiNbBCu系列的基础上,设计了Fe_(75.9)Cu_(1)Si_(13)B_(8)Nb_(1.5)Mo_(0.5)Dy_(0.1)合金铁芯,用于研究铁芯的软磁性能。结果表明:Fe_(75.9)Cu_(1)Si_(13)B_(8)Nb_(1.5)Mo_(0.5)Dy_(0.1)的工业化非晶合金带材在铸态下为完全的非晶态结构,真空退火后在非晶基体上析出了α-Fe纳米晶相。Fe_(75.9)Cu_(1)Si_(13)B_(8)Nb_(1.5)Mo_(0.5)Dy_(0.1)合金的ΔT_(x)很大(192 K),具有良好的热稳定性,可以更好地调控纳米晶组织。对材料施加横向磁场热处理,可以大幅度提高材料的有效磁导率(μe)、降低磁性损耗(P_(s)),这一变化对于薄的条带更为显著。Fe_(75.9)Cu_(1)Si_(13)B_(8)Nb_(1.5)Mo_(0.5)Dy_(0.1)合金的最佳热处理工艺:施加0.10 T的横向磁场,在833 K下保温30 min,最佳饱和磁感应强度(B_(s))为1.39 T,矫顽力(H_(c))为4.6 A/m,μ_(e)=2.5×10^(4)(1 kHz)、1.52×10^(4)(100 kHz)。随着电子元器件的高频化和小型化发展,该材料具有潜在的应用价值。

关键词： Finemet合金真空退火横向磁场热处理有效磁导率

不同铁磁材料变压器铁芯磁致伸缩及振动噪声特性分析

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大电机技术 2023年第1期 68-73页

作者：韩学宋文乐刘杨刘俊程少宇国网河北省电力有限公司沧州供电分公司河北沧州061000 华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

实际运行工况下,非晶合金变压器的振动噪声要明显高于传统取向硅钢铁芯变压器,其原因主要是相同磁化条件下非晶合金的磁致伸缩现象通常高于冷轧取向电工钢片。因此,深入掌握不同铁磁材料的磁致伸缩特性是有效解决变压器铁芯减振降噪问... 详细信息

实际运行工况下,非晶合金变压器的振动噪声要明显高于传统取向硅钢铁芯变压器,其原因主要是相同磁化条件下非晶合金的磁致伸缩现象通常高于冷轧取向电工钢片。因此,深入掌握不同铁磁材料的磁致伸缩特性是有效解决变压器铁芯减振降噪问题的前提和基础。本文首先测试了非晶合金带材在交变磁化下的磁致伸缩特性,得到了不同磁化强度下磁致伸缩回环曲线,以及磁致伸缩峰峰值与磁化强度的关系曲线,并与取向电工钢片的磁致伸缩特性进行了对比分析。在此基础上,仿真计算了一台非晶合金变压器铁芯三维主磁场分布,并结合上述磁致伸缩特性曲线,建立了铁芯振动位移数值仿真模型和声场仿真模型,完成了铁芯结构力场和声场的多物理场耦合计算,得到了磁致伸缩效应引起的非晶变压器铁芯振动位移与噪声分布。最后,对比分析了不同铁磁材料变压器铁芯的振动和噪声。研究结果表明,在同样磁化条件下,非晶合金带材的磁致伸缩应变是取向硅钢片的50倍左右,由此引起的非晶变压器铁芯噪声高于传统硅钢变压器铁芯20dB左右。

关键词：非晶合金磁致伸缩变压器振动位移声场