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送端交流系统故障引起换相失败的影响因素及抑制方案

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电网技术 2024年

作者：黄凡郝亮亮朱海陈争光和敬涵北京交通大学电气工程学院国家电网建湖供电公司国家电网有限公司

为降低高压直流输电系统送端交流故障引起受端发生换相失败的风险，首先对此类换相失败的影响因素进行分析，重点研究了故障时受端电压相位前移对关断裕度及触发偏差的影响，并考虑故障恢复期间逆变侧所处的控制模式，分析了直流电流突... 详细信息

为降低高压直流输电系统送端交流故障引起受端发生换相失败的风险，首先对此类换相失败的影响因素进行分析，重点研究了故障时受端电压相位前移对关断裕度及触发偏差的影响，并考虑故障恢复期间逆变侧所处的控制模式，分析了直流电流突增对换相失败的影响。然后，针对上述影响因素及机理，构建了包括多重抑制策略及参数选取在内的整套抑制方案。该方案对受端换流母线相位前移量进行预测，基于预测量确定触发指令临界值，并对相位前移带来的触发偏差进行修正实现逆变器触发指令的动态调整。同时在整流侧增加电流改进控制策略，以解决恢复期间因控制策略响应速度不同导致的直流电流突增，使系统快速平稳地恢复至额定运行，进一步降低换相失败风险。最后，基于CIGRE标准测试系统进行仿真对比验证，结果表明提出的抑制方案能够有效抑制送端交流故障引起的换相失败。

关键词：送端交流系统故障换相失败相位前移突增的直流电流抑制方案

微电网并网逆变器频率自适应前馈双模重复-比例控制

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电工技术学报 2024年第15期39卷 4843-4855页

作者：赵强松陈昊王启帆王燕谢文文中原工学院电子信息学院郑州451191 国家电网郑州供电公司郑州450001

重复控制因其能有效抑制谐波信号而被广泛应用于逆变器控制中,但其动态性能较差,且在电网频率波动时谐波抑制性能下降严重。为此,该文提出一种频率自适应前馈双模重复-比例控制。在双模重复控制的内模中加入前馈环节改善系统的动态性能... 详细信息

重复控制因其能有效抑制谐波信号而被广泛应用于逆变器控制中,但其动态性能较差,且在电网频率波动时谐波抑制性能下降严重。为此,该文提出一种频率自适应前馈双模重复-比例控制。在双模重复控制的内模中加入前馈环节改善系统的动态性能,并使用无限脉冲响应滤波器实现对电网频率波动导致的分数延迟精确近似。该文给出频率自适应前馈双模重复-比例控制的原理、稳定性分析和参数优化设计过程。实验结果证明了所提出的控制方法在电网频率波动时能抑制并网电流谐波,且具有较好的动态性能。

关键词：微电网重复控制并网逆变器频率自适应无限脉冲响应滤波器

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随机振动下电连接器性能退化及磨屑迁移

哈尔滨工业大学学报 2024年第9期56卷 38-47页

作者：骆燕燕祁侨绅王永鹏武雄伟马旋电工产品可靠性技术省部共建协同创新中心(河北工业大学) 天津300401 国家电网山东省电力公司邹平供电公司山东邹平256200 国家电网河北省电力公司邯郸新区供电公司河北邯郸056000 国家电网冀北电力公司张家口供电公司河北张家口075000

为探究电连接器在运行过程中随机振动导致其接触件发生微动磨损,产生磨屑造成接触性能降低的问题,分别进行步进应力及恒定应力随机振动试验。采用电容层析技术对微动磨损过程中电连接器接触件间磨屑进行检测,研究振动周期、振动方向、... 详细信息

为探究电连接器在运行过程中随机振动导致其接触件发生微动磨损,产生磨屑造成接触性能降低的问题,分别进行步进应力及恒定应力随机振动试验。采用电容层析技术对微动磨损过程中电连接器接触件间磨屑进行检测,研究振动周期、振动方向、振动量级和负载电流对磨屑堆积与分布的影响;对试验后的试品进行表面形貌及能谱分析,并引用分形维数研究磨屑分布均匀度,量化接触件表面的磨损程度。试验结果表明:振动周期、振动方向、振动量级对接触件间磨屑的产生与堆积具有正向累积效应;负载电流因发热与应力松弛的耦合作用,延缓了性能退化过程;轴向振动磨损最为严重;插针根部为严重磨损区域;电连接器在步进应力随机振动下的性能退化规律与恒定应力下相似,且步进应力下的磨屑特征值呈现出一定的阶跃变化特征;电连接器在微动磨损过程中接触表面形貌会发生显著变化;表面形貌及能谱分析结果与磨屑特征值及接触电阻变化规律相吻合。

关键词：电连接器电容层析技术磨屑微动磨损分形维数

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变电站电池组的电压监测与维护

电池 2024年第1期54卷 I0011-I0012页

作者：吴志勇国家电网宁夏吴忠供电公司宁夏吴忠751100

随着经济社会的发展,电力行业已步入全国联网、大机组、微电网、数字化时代,逐步向环保、经济、高效、安全的方向迈进。变电站直流系统是变电站的关键部分,主要为断路器控制、继电保护装置提供直流电源,与继电保护、故障切除存在直接联... 详细信息

随着经济社会的发展,电力行业已步入全国联网、大机组、微电网、数字化时代,逐步向环保、经济、高效、安全的方向迈进。变电站直流系统是变电站的关键部分,主要为断路器控制、继电保护装置提供直流电源,与继电保护、故障切除存在直接联系,是维护电网安全运行的重要保障,可以降低发生事故时的经济损失。电池组作为变电站直流系统的一部分,主要在变电站突然断电期间及时为相关设备供电,避免造成难以预估的损失。当前多数变电站不需要专人值班,主站(调度中心)主要通过远程监测通信获取子站的实时数据和运行状况。现有变电站直流系统监测设备多数只能实时获取子站充电机故障、电池电压故障、熔丝故障、交流电源故障等问题,难以及时将内阻、电池温度等信息上传到调度中心,可能扩大事故影响。随着电力产业的发展,变电站分布范围越来越广、数量越来越庞大。为及时准确掌握变电站电池组电压运行状况,需要高度重视变电站电池组电压检测和维护,以提升变电站日常运行的稳定性、可靠性。

关键词：调度中心电池温度全国联网继电保护充电机断路器控制熔丝电压检测

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12/14无轴承开关磁阻电机双系统性能统一优化策略

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中国电机工程学报 2024年

作者：袁野叶腾杨帆丁世宏徐波孙玉坤国家电网镇江供电公司江苏大学电气信息工程学院

12/14无轴承开关磁阻电机(Bearingless Switched Reluctance Motor， BSRM)结构参数对转矩系统关键性能和悬浮系统关键性能表征出不同的影响规律，导致转矩系统与悬浮系统关键性能难以统一优化。针对上述问题，本文提出了12/14 BSRM转矩... 详细信息

12/14无轴承开关磁阻电机(Bearingless Switched Reluctance Motor， BSRM)结构参数对转矩系统关键性能和悬浮系统关键性能表征出不同的影响规律，导致转矩系统与悬浮系统关键性能难以统一优化。针对上述问题，本文提出了12/14 BSRM转矩/悬浮双系统关键性能统一优化策略。所提优化策略，在探明12/14 BSRM结构参数对转矩系统关键性能和悬浮系统关键性能影响规律的基础上，分类定义了非灵敏变量、单系统灵敏变量与双系统灵敏变量。进一步，着重针对单系统灵敏变量和双系统灵敏变量分别开展了递进式单系统粗优化和交互式双系统协同优化，依次得到单转矩系统灵敏变量最优值、单悬浮系统灵敏变量最优值和双系灵敏变量最优值。最后，对比分析了优化前后的12/14 BSRM转矩系统和悬浮系统关键性能，并搭建实验平台对优化后的样机进行性能测试，仿真和实验结果验证了双系统关键性能统一优化方法的高效性和可行性。

关键词：无轴承开关磁阻电机转矩系统悬浮系统灵敏变量优化策略

模块化多电平换流器谐波阻抗建模与振荡分析(英文)

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系统仿真学报 2024年

作者：王渝红陈文晟高仕林廖建权程杨帆四川大学电气工程学院国家电网嘉兴供电公司

为了快速分析基于模块化多电平换流器的高压直流输电（MMC-HVDC）系统的振荡稳定机理，简化MMC阻抗特性获取过程中的仿真流程，首先利用谐波状态空间方法建立了考虑不同控制方式的MMC闭环阻抗数学简化仿真模型，包含交流侧阻抗模型和直... 详细信息

为了快速分析基于模块化多电平换流器的高压直流输电（MMC-HVDC）系统的振荡稳定机理，简化MMC阻抗特性获取过程中的仿真流程，首先利用谐波状态空间方法建立了考虑不同控制方式的MMC闭环阻抗数学简化仿真模型，包含交流侧阻抗模型和直流侧阻抗模型。其次，根据基于奈奎斯特判据的阻抗分析法研究了MMC交、直流侧的稳定机理。最后，提出了一种基于数据驱动的振荡稳定性分析方法，即基于快速模型的结果利用全局灵敏度算法分析影响MMC振荡稳定的关键参数，并根据灵敏度分析结果，提出振荡抑制的参数调整策略。在Matlab/Simulink中建立的MMC详细仿真模型验证了所提方法的有效性。

关键词：模块化多电平换流器阻抗建模谐波状态空间全局灵敏度阻抗分析法

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镀锌线夹大气腐蚀温升特性及表征特征量研究

电工技术学报 2024年

作者：廖乙蒋兴良赵嘉诚张志劲黄武鸿国家电网河南省许昌供电公司国家电网湖南超高压变电公司重庆大学雪峰山能源装备安全国家野外科学观测研究站

大气化合物会腐蚀输电线路镀锌线夹，造成不可逆损伤，严重威胁电网安全。及时且准确地评估其腐蚀状态对线路运维具有重要意义。带电条件下，不同状态的线夹温升各异，可利用该特性进行腐蚀程度判断和定级。该文以镀锌并沟线夹为研究对... 详细信息

大气化合物会腐蚀输电线路镀锌线夹，造成不可逆损伤，严重威胁电网安全。及时且准确地评估其腐蚀状态对线路运维具有重要意义。带电条件下，不同状态的线夹温升各异，可利用该特性进行腐蚀程度判断和定级。该文以镀锌并沟线夹为研究对象，采用实验室加速腐蚀试验与热循环试验相结合的方法，研究线夹在不同电流下被不同酸碱度、浓度腐蚀液腐蚀时，其外表面的腐蚀过程及温升特性。基于试验结果，定义表征腐蚀程度的特征量k，给出k值提取方法。结果表明，酸性和碱性环境腐蚀过程类似，但酸性产物会加重腐蚀，碱性产物对铝层有保护作用，盐雾腐蚀性最低，线夹在酸、碱和盐性环境中温升也逐渐降低；同一腐蚀环境中，溶液电导率和电流与线夹表面温升呈正相关。提取的k值可客观量化镀锌线夹腐蚀程度，基于此提出了腐蚀定级方法和便于工程应用的拟合方程。该文可为镀锌线夹实际腐蚀检测提供理论依据。

关键词：导电镀锌线夹加速腐蚀试验温升红外热成像腐蚀识别

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基于新型环保气体的断路器温升特性

工程科学与技术 2024年第5期56卷 86-97页

作者：赵莉华邬志云闫志强黄小龙宁文军贾申利四川大学电气工程学院四川成都610065 国家电网成都供电公司四川成都610000

由于SF_(6)断路器具有严重的温室效应,基于新型环保气体断路器的研究受到了广泛关注。现有关于新型环保气体C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的研究大多集中在灭弧、绝缘性能等方面,对其温升特性的研究不够深入,但是绝缘气体的温升特性对断... 详细信息

由于SF_(6)断路器具有严重的温室效应,基于新型环保气体断路器的研究受到了广泛关注。现有关于新型环保气体C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的研究大多集中在灭弧、绝缘性能等方面,对其温升特性的研究不够深入,但是绝缘气体的温升特性对断路器的载流能力设计和运行状态监测具有重要意义。为探究新型环保气体断路器的温升特性,本文基于40.5kV瓷柱式断路器样机搭建了温升实验平台,并建立了电磁-热-流多物理场耦合的仿真模型,对断路器温升特性开展研究。结果表明:断路器灭弧室内温升呈左右对称、上高下低的阶梯状分布,热量主要集中在导体和内部绝缘气体顶部;灭弧室内流场分布较为稳定,导体附近的气体由于受热产生了自然对流现象,气体流速随着温度的升高逐渐增大,最大流速出现在喷口位置;在一定条件下,瓷柱式断路器的导体回路、瓷套管外壳和喷口等典型测点处的温升均随着负荷电流的增大而增加,且喷口和导体处的温度上升速率远高于瓷套管外壳;基于不同气体的瓷柱式断路器温升场具有相似的分布规律,其中C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体表现出良好的散热能力,且随着混合气体中C_(4)F_(7)N气体比例的增加,导体温升逐渐减小;各种气体环境下灭弧室内的流场分布也大致相似,气流速度与灭弧室温度和气体黏度密切相关。研究结果可为新型环保气体C_(4)F_(7)N在瓷柱式断路器中的应用提供理论依据,对新型环保绝缘气体在高压断路器温升方面替代SF_(6)具有重要意义。

关键词：温升特性 C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体高压断路器有限元仿真

频域反射法阻抗匹配技术及其在电缆衰减补偿与相速度计算中的应用

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电网技术 2024年第4期48卷 1762-1769页

作者：谢敏李烨俞骏钱磊杨东兴孙庆明周凯国家电网无锡供电公司江苏省无锡市214000 四川大学电气工程学院四川省成都市610065

频域反射法(frequency domain reflectometry,FDR)是诊断电缆绝缘状态的有效方法。针对现场FDR测试中存在的首端阻抗不匹配问题,该文提出了一种有效的FDR首端阻抗匹配技术。该文通过引入可变串联阻抗模型,结合估计得到的电缆特性阻抗,... 详细信息

频域反射法(frequency domain reflectometry,FDR)是诊断电缆绝缘状态的有效方法。针对现场FDR测试中存在的首端阻抗不匹配问题,该文提出了一种有效的FDR首端阻抗匹配技术。该文通过引入可变串联阻抗模型,结合估计得到的电缆特性阻抗,有效解决了FDR现场测试中分叉引线对测试结果的影响。首先,通过搭建电缆模型,结合行波的多次折反射原理推导了电缆首端的反射系数,阐述了信号在电缆内部的传输过程。然后,给出了电缆首端存在分叉引线时的首端阻抗匹配技术。最后,在同轴电缆及10 kV电力电缆上开展了电缆首端阻抗匹配试验,验证了该方法的有效性和准确性。结果表明:该方法可有效解决现场测试中存在的电缆首端阻抗不匹配问题,并且利用首端阻抗匹配处理后得到的数据,亦可实现电缆衰减的有效补偿及电缆相速度的准确计算。

关键词：电缆频域反射法阻抗匹配衰减补偿相速度计算