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直流电压下油纸复合绝缘积聚电荷极性特性

中国电机工程学报 2022年第23期42卷 8791-8802页

作者：庄羽王永红魏新劳哈尔滨理工大学电气与电子工程学院黑龙江省哈尔滨市150080

为了研究油纸复合绝缘积聚电荷极性特性,该文设计2种平板电极试验模型,搭建直流高压油纸复合绝缘电流测试平台,通过对电流的积分获得吸收电荷,在不同外施电压和不同老化时间下对油纸复合绝缘积聚电荷特性进行了试验研究,并利用吸收电荷... 详细信息

为了研究油纸复合绝缘积聚电荷极性特性,该文设计2种平板电极试验模型,搭建直流高压油纸复合绝缘电流测试平台,通过对电流的积分获得吸收电荷,在不同外施电压和不同老化时间下对油纸复合绝缘积聚电荷特性进行了试验研究,并利用吸收电荷表征了积聚电荷极性特性。研究结果表明:随着直流电压幅值增加,正极性与负极性吸收电荷均逐渐增加,相同电压下,负极性吸收电荷比正极性吸收电荷积聚的更多;随着绝缘纸板老化时间增加,负极性吸收电荷逐渐减少,正极性吸收电荷基本保持不变。稳态电荷量与外施电压呈线性关系变化,油浸纸板静态电容大于位移极化电容,积聚负极性电荷时静态电容大于积聚正极性电荷时静态电容。随老化时间增加,负极性稳态电荷量呈线性比例关系减少,正极性稳态电荷量基本相同,油浸纸板静态电容与稳态电荷量变化规律一致。

关键词：直流电压油纸复合绝缘积聚电荷极性特性

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新型高压脉冲电场灭菌电源的研制

电机与控制学报 2022年第9期26卷 69-76页

作者：朱博房志寒吴国延魏新劳哈尔滨理工大学工程电介质及其应用教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150080 国网山东省电力公司微山县供电公司山东济宁272000

为了满足高压脉冲电场灭菌的要求,提出一种采用固态开关与半桥式Marx发生器结合的新型高压脉冲电场灭菌电源。此电源通过对经典Marx电路结构进行改进,解决了经典Marx电路直流充电电源与高压端的隔离问题,而且具有良好的电压钳位功能和... 详细信息

为了满足高压脉冲电场灭菌的要求,提出一种采用固态开关与半桥式Marx发生器结合的新型高压脉冲电场灭菌电源。此电源通过对经典Marx电路结构进行改进,解决了经典Marx电路直流充电电源与高压端的隔离问题,而且具有良好的电压钳位功能和负载适应能力。分析了半桥式Marx电路在阻性、容性、感性负载下的工作过程以及放电过程中固态开关未正常工作时电压钳位效果,此电源由可调直流电源、5级半桥式Marx发生器和控制保护电路三部分组成,使用现场可编程门阵列(FPGA)作为控制器产生控制信号,使用光纤隔离的方式为主回路提供控制信号。电源可输出电压幅值10 kV,每秒最大脉冲数1 000,脉冲上升时间300 ns,最大脉宽20μs的高压方波脉冲,并且重复电压幅值、频率,脉宽可调,能够满足高压脉冲灭菌实验的需求。

关键词：高压脉冲电源脉冲电场 Marx发生器全固态现场可编程逻辑门阵列液体杀菌

基于阻性电流和护层电流的交叉互联电缆绝缘监测及诊断

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电机与控制学报 2023年第2期27卷 79-88页

作者：朱博于晓洋田立刚魏新劳哈尔滨理工大学工程电介质及其应用教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150080

长距离高压电缆采用三相金属护层交叉互联的接地方式减小金属护层中的感应电压,这种交叉互联方式给电缆绝缘在线监测及诊断带来了困惑。因此,提出一种基于阻性电流和护层电流分析的电缆绝缘在线监测及诊断方法,给出泄漏电流与护层电流... 详细信息

长距离高压电缆采用三相金属护层交叉互联的接地方式减小金属护层中的感应电压,这种交叉互联方式给电缆绝缘在线监测及诊断带来了困惑。因此,提出一种基于阻性电流和护层电流分析的电缆绝缘在线监测及诊断方法,给出泄漏电流与护层电流分离的公式推导,并得到从泄漏电流中分离出阻性电流的计算公式。运用MATLAB/Simulink平台建立三相电缆的等效模型,对方法进行了仿真验证,同时搭建三相电缆实验模型,分别对交叉互联电缆绝缘劣化、护层回路开路、中间接头护层击穿这3类典型故障进行实验研究。结果表明:实现了对交叉互联后每一段电缆绝缘状况的在线监测及诊断;配合安装在同轴电缆上的电流传感器的测量电流,能够实现对金属护层开路、中间接头击穿故障的诊断;实现了对不同类型电缆故障的诊断及故障位置的确定,同时也验证了方法的正确性和可行性。

关键词：长距离电力电缆交叉互联泄漏电流阻性电流护层电流故障诊断

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液体食品灭菌用双极性方波脉冲电源的研制

电工技术学报 2023年

作者：朱博马成勇吴国延苏贺魏新劳哈尔滨理工大学工程电介质及其应用教育部重点实验室华能灌云清洁能源发电有限责任公司

为了满足高压脉冲电场（PEF）液体食品灭菌对脉冲电源的特殊要求，该文首先基于传统Marx电路提出了新的拓扑结构，以减少半导体开关的使用数量，设计了用于多样性负载残余电荷的放电回路，通过对双极性脉冲电路中半导体开关导通时序的... 详细信息

为了满足高压脉冲电场（PEF）液体食品灭菌对脉冲电源的特殊要求，该文首先基于传统Marx电路提出了新的拓扑结构，以减少半导体开关的使用数量，设计了用于多样性负载残余电荷的放电回路，通过对双极性脉冲电路中半导体开关导通时序的控制，实现对双极性脉冲波形的陡化，并基于此设计搭建出可供液体食品灭菌实验用的双极性方波脉冲电源；然后，利用OrCAD仿真软件对电路进行可行性分析，验证了电源在阻容性负载下输出波形依然是方波，以及电路的钳位功能；最后，设计并搭建了3级双极性方波脉冲电源的实验样机。测试结果表明，双极性脉冲电源实现了±6 kV、50～500 Hz的高压脉冲输出，输出脉冲宽度达2～20 μs，正、负极性脉冲上升沿与下降沿在300 ns内。通过设计回路对负载及时放电，显著陡化了脉冲拖尾，具有良好的负载适应性。利用搭建的双极性方波脉冲电源灭菌实验平台对生鸡蛋清进行灭菌实验，结果表明，提高双极性方波脉冲输出的电压幅值、频率和宽度均可以增强对液体食品的灭菌效果，且脉冲电压幅值的提高对灭菌效果的提升更加显著，但脉冲电压幅值、频率和脉冲宽度的提高均会使液体食品温度升高从而导致异常放电，因此需要合理地调控三个参数来控制液体食品的温升以获得更好的灭菌效果。该文可为双极性方波脉冲液体灭菌技术提供理论和技术支持。

关键词：高压脉冲电场脉冲灭菌双极性方波 Marx电路

低温次大气压不均匀电场空气流注放电特性研究

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中国电机工程学报 2023年第10期43卷 4034-4045页

作者：赵志航魏新劳姚远航朱博聂洪岩李毅恒工程电介质及其应用教育部重点实验室(哈尔滨理工大学) 黑龙江省哈尔滨市150080 武汉大学电气与自动化学院湖北省武汉市430072

搭建空气放电实验平台,并构建仿真模型,通过实验和仿真对低温次大气压不均匀电场空气流注放电特性展开研究。结果表明:当约化场强E/N相同时,海拔高度与流注分叉数目、流注传播速度、电流峰值以及电流衰减时间均呈负相关,与流注半径呈正... 详细信息

搭建空气放电实验平台,并构建仿真模型,通过实验和仿真对低温次大气压不均匀电场空气流注放电特性展开研究。结果表明:当约化场强E/N相同时,海拔高度与流注分叉数目、流注传播速度、电流峰值以及电流衰减时间均呈负相关,与流注半径呈正相关,但仿真得到的流注传播速度和电流与实际相比略有不同;预电离区域的存在导致针-板和针-针电极结构下的放电形态不同;随着方波电压频率的增大,二次放电通道对于一次放电通道的依赖性逐渐增大。随着方波电压占空比的增大,二次放电通道仅在一次放电通道尾部有所体现。

关键词：低温次大气压不均匀电场放电通道方波电压频率和占空比

基于电压过零点电流幅值分析的MOA阻性电流提取方法

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中国电机工程学报 2012年第16期32卷 165-172页

作者：朱宝森宋璠魏新劳哈尔滨理工大学电气与电子工程学院黑龙江省哈尔滨市150080

金属氧化物避雷器(metal oxide arrester,MOA)是电力系统过电压保护的主要装置,对MOA进行在线监测是保证电力系统安全运行的重要手段。监测MOA的运行状况主要是监测其阻性泄漏电流。针对目前几种MOA阻性电流提取方法存在的问题,根据A、B... 详细信息

金属氧化物避雷器(metal oxide arrester,MOA)是电力系统过电压保护的主要装置,对MOA进行在线监测是保证电力系统安全运行的重要手段。监测MOA的运行状况主要是监测其阻性泄漏电流。针对目前几种MOA阻性电流提取方法存在的问题,根据A、B、C三相电压过零时流过避雷器的全电流与构成它的阻性和容性电流之间的相互关系,提出了一种新的阻性电流提取方法,并推导出了该方法的数学公式。最后分别建立了在系统电压正常和有谐波状态下的仿真模型,对该方法进行验证。结果证实了该方法能有效地滤除电网电压3次谐波和相间耦合电容产生的干扰,为MOA性能的判断提供了可靠的依据。

关键词：金属氧化物避雷器阻性电流提取方法电压过零点谐波电压相间耦合电容

以中相电压过零点为时间基点的氧化锌避雷器阻性电流提取方法

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电工技术学报 2016年第20期31卷 209-218页

作者：魏新劳郑文雷哈尔滨理工大学电气与电子工程学院哈尔滨150080

氧化锌避雷器是电力系统限制过电压的重要保护设备,通常采用在线监测阻性泄漏电流的方法对其运行状况进行判断。结合目前各阻性泄漏电流提取方法的优点,以B相电压过零点为时间参考点的泄漏电流谐波分析法为基础,提出了一种新型阻性泄漏... 详细信息

氧化锌避雷器是电力系统限制过电压的重要保护设备,通常采用在线监测阻性泄漏电流的方法对其运行状况进行判断。结合目前各阻性泄漏电流提取方法的优点,以B相电压过零点为时间参考点的泄漏电流谐波分析法为基础,提出了一种新型阻性泄漏电流的提取方法,并给出了该方法的数学模型。通过仿真计算证明,该方法不仅能够有效地消除电网谐波电压与相间耦合电容的干扰,避免因某相避雷器故障、三相避雷器差异以及电网电压波动等因素给监测带来的影响,还可以准确地提取阻性泄漏电流。

关键词：电压过零点阻性泄漏电流氧化锌避雷器提取方法

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应用核独立分量分析的电力用户负荷曲线估计

中国电机工程学报 2008年第16期28卷 103-107页

作者：韦琦魏新劳哈尔滨理工大学电气与电子工程学院黑龙江省哈尔滨市150040

提出了核独立分量分析算法,即白化的核主分量分析加上独立分量分析算法。该算法在电网信息不足时,利用电网部分支路的潮流作为观测值,就可以完成对用户负荷曲线的估计。经过IEEE9节点系统的仿真验证,结果表明,观测值在经过白化的核主分... 详细信息

提出了核独立分量分析算法,即白化的核主分量分析加上独立分量分析算法。该算法在电网信息不足时,利用电网部分支路的潮流作为观测值,就可以完成对用户负荷曲线的估计。经过IEEE9节点系统的仿真验证,结果表明,观测值在经过白化的核主分量分析算法处理后,非高斯性增强。应用独立分量分析算法对处理后的观测值进行盲源分离后,所得用户负荷需求曲线的估计值逼近实际值。与仅用独立分量分析方法的仿真结果相比,估计误差降低,相关系数增加。

关键词：盲源分离核独立分量分析负荷曲线估计核主分量分析独立分量分析

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基于盲源分离技术的电力用户负荷曲线估计

电工技术学报 2009年第10期24卷 160-164,169页

作者：刘瑜韦琦魏新劳哈尔滨理工大学电气学院哈尔滨150040

盲源分离技术可以在不知道网络参数或拓扑结构的情况下,仅用部分支路有功潮流估计出各节点负荷。本文采用了核独立分量分析算法进行负荷曲线估计,使用再生核希尔伯特空间上的典型相关性分析作为目标函数。实验基于IEEE-14母线系统,估计... 详细信息

盲源分离技术可以在不知道网络参数或拓扑结构的情况下,仅用部分支路有功潮流估计出各节点负荷。本文采用了核独立分量分析算法进行负荷曲线估计,使用再生核希尔伯特空间上的典型相关性分析作为目标函数。实验基于IEEE-14母线系统,估计出了8个负荷节点的有功功率。结果表明,同独立分量分析方法得到的仿真结果相比,核独立分量分析算法估计的结果误差更小,相关系数更大。

关键词：盲源分离独立分量分析核独立分量分析负荷估计有功功率