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脉冲激励下铁基纳米晶磁芯的Jiles-Atherton模型参数辨识及应用

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强激光与粒子束 2024年第6期36卷 129-137页

作者：江进波李毅曹宇蔡宛辰姚延东徐林三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 湖北省输电线路工程技术研究中心(三峡大学) 湖北宜昌443002 国网巢湖供电公司安徽巢湖238000 国网丹东供电公司辽宁丹东118000

通过理论分析对经典J-A方程进行了修正,增强了其在脉冲条件下的适应性,利用脉冲磁化特性实验平台,测量了铁基纳米晶磁芯在不同磁化速率下的磁滞回线,采用遗传算法进行脉冲激励下的J-A参数辨识,将算法模拟的磁滞回线与实验测试的磁滞回... 详细信息

通过理论分析对经典J-A方程进行了修正,增强了其在脉冲条件下的适应性,利用脉冲磁化特性实验平台,测量了铁基纳米晶磁芯在不同磁化速率下的磁滞回线,采用遗传算法进行脉冲激励下的J-A参数辨识,将算法模拟的磁滞回线与实验测试的磁滞回线数据集进行拟合,验证了修正后的J-A方程的有效性,最后将遗传算法寻优得到的J-A参数应用于脉冲变压器场路耦合模型的磁芯J-A参数定义中,分析脉冲变压器初级电压为1.5 kV时的仿真与实验误差,得到脉冲变压器输出波形的脉冲前沿误差为3.33%,幅值误差为2.91%,相比于J-A参数的常规非线性求解方法精度更高,能更好地应用于脉冲功率系统中含磁性元件的建模仿真。

关键词：铁基纳米晶脉冲磁化特性 Jiles-Atherton模型遗传算法脉冲变压器

1000 kV输电线路耐张塔等电位带电作业电位转移电流计算

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高压电器 2024年第1期60卷 63-70页

作者：龙泉王申华冯平辉黎鹏吴田普子恒方春华三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 湖北省输电线路工程技术研究中心湖北宜昌443002 国网浙江省电力公司武义供电公司浙江金华321200 国网浙江省电力公司湖州供电公司浙江湖州313000

特高压输电线路等电位带电作业过程中会出现电弧放电,产生高幅值、高能量的脉冲电流,因此提出准确的转移电流计算方法对作业人员的安全防护具有重要意义。文中提出了基于电弧模型的电位转移电流计算方法,可对进入等电位的过程进行模拟... 详细信息

特高压输电线路等电位带电作业过程中会出现电弧放电,产生高幅值、高能量的脉冲电流,因此提出准确的转移电流计算方法对作业人员的安全防护具有重要意义。文中提出了基于电弧模型的电位转移电流计算方法,可对进入等电位的过程进行模拟。基于PSCAD平台建立了1000 kV输电线路耐张塔等电位带电作业电位转移电流计算模型,同时分析了进入等电位的方式及速度对转移电流的影响。仿真与实测结果基本一致,表明该计算模型能够有效反映电位转移电流的动态变化特性。采用软梯法获得的转移电流峰值更小,提高进入等电位速度,可有效降低电位转移电流幅值。

关键词： 1000 kV 输电线路等电位带电作业电位转移电流电弧模型

同轴多层筒式空心线圈自感和互感解析计算方法

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电工技术学报 2024年第20期 6270-6281页

作者：陈彬姜鹏飞万妮娜冯昱璋黄力三峡大学电气与新能源学院三峡大学湖北省输电线路工程技术研究中心国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司国网湖北省电力有限公司武汉供电公司

在电磁耦合的无线电能传输系统中，准确获取线圈电感参数是设计和优化无线电能传输系统的重要理论依据。现有的无线电能传输系统研究大多针对平面板结构线圈，同轴多层筒式空心线圈相比于平面板线圈具有更高的传输功率和传输效率。因此... 详细信息

在电磁耦合的无线电能传输系统中，准确获取线圈电感参数是设计和优化无线电能传输系统的重要理论依据。现有的无线电能传输系统研究大多针对平面板结构线圈，同轴多层筒式空心线圈相比于平面板线圈具有更高的传输功率和传输效率。因此，该文针对同轴多层筒式空心线圈，提出了一种考虑高频涡流效应的自感和互感解析计算方法。首先，将单匝线圈截面离散等效为数量众多、形状相同的网格带电圆环单元，采用离散等效求和法推导出单匝线圈的自感和线圈间互感的解析式；然后，基于筒式空心线圈的整体结构以及考虑高频涡流效应，推导出基于第一类、第二类完全椭圆积分和开尔文函数的一、二次线圈自感和总互感计算的理论解析式；最后，以两种不同排布方式的筒式空心线圈为例，对比解析计算、有限元计算和实验测量结果，验证了所提解析法的可行性，同时也为筒式空心线圈的设计提供参考依据。

关键词：无线电能传输电感参数筒式空心线圈离散等效涡流效应解析计算

基于IHHO-HKELM输电线路覆冰预测模型

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电力科学与技术学报 2024年第4期39卷 33-41页

作者：黄力宋爽刘闯王骏骏胡丹何其新鲁偎依三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 国网湖北省电力有限公司随州供电公司湖北随州441300 国网湖北省电力有限公司荆门供电公司湖北荆门448000 国网湖北省电力有限公司十堰供电公司湖北十堰442000 国网湖北省电力有限公司荆州供电公司湖北荆州434000

为了进一步提高输电线路覆冰预测精度,提出一种基于改进哈里斯鹰算法(improved harris hawk optimiza-tion,IHHO)优化混合核极限学习机(hybrid kernel extreme learning machine,HKELM)的输电线路覆冰预测模型。在核极限学习机(KELM)中... 详细信息

为了进一步提高输电线路覆冰预测精度,提出一种基于改进哈里斯鹰算法(improved harris hawk optimiza-tion,IHHO)优化混合核极限学习机(hybrid kernel extreme learning machine,HKELM)的输电线路覆冰预测模型。在核极限学习机(KELM)中引入混合核函数,形成HKELM,利用黄金正弦、非线性递减能量指数和高斯随机游走等策略对IHHO算法进行改进;以IHHO算法的优化性能采用其对HKELM的权值向量和核参数进行优化,建立基于IHHO-HKELM的输电线路覆冰预测模型,并通过计算气象因素与覆冰厚度之间的灰色关联度确定覆冰预测模型的输入量。算例分析结果表明,IHHO-HKELM模型预测结果的均方误差、最大误差和平均相对误差分别为0.285、0.860 mm和2.83%,预测效果好于其他模型,将本文覆冰预测模型应用于其他覆冰线路,可获得良好的应用效果并验证模型的优越性和实用性。

关键词：输电线路覆冰预测核极限学习机混合核函数改进哈里斯鹰算法

封闭容器内部短路燃弧金属烧蚀对热—力效应的影响分析

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高压电器 2024年

作者：黎鹏高野菏刘畅洪倩莹刘启辉吴田国网邯郸供电公司三峡大学湖北省输电线路工程技术研究中心三峡大学电气与新能源学院国网浙江省电力有限公司磐安县供电公司

金属封闭开关设备内部发生短路燃弧故障时，电弧烧蚀金属材料生成的金属蒸气是影响热—力效应的重要因素之一，但目前仍缺乏金属烧蚀量对热—力效应影响的定量研究。基于磁流体动力学（MHD）理论与金属蒸气的质量浓度方程，建立了考虑... 详细信息

金属封闭开关设备内部发生短路燃弧故障时，电弧烧蚀金属材料生成的金属蒸气是影响热—力效应的重要因素之一，但目前仍缺乏金属烧蚀量对热—力效应影响的定量研究。基于磁流体动力学（MHD）理论与金属蒸气的质量浓度方程，建立了考虑金属烧蚀的短路电弧数学模型，并在计算模型内部放置带孔金属板，通过改变金属板孔径大小控制金属烧蚀量，以定量评估金属烧蚀量对封闭容器内部短路燃弧产生的热—力效应的影响。结果表明：铜、铁金属板孔径越小，金属烧蚀量越大，封闭容器内压力升与最高温升越低；相同孔径下，铜金属板蒸发质量高于铁金属板，且安装铜金属板时获得的压力升与最高温升均低于安装铁金属板。

关键词：短路燃弧故障金属蒸气热—力效应磁流体动力学数值模拟

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基于LC串联谐振的高压恒流充电电源设计

强激光与粒子束 2024年第5期36卷 42-49页

作者：江进波徐林罗正杨文唐铭姚延东陈锐三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 三峡大学湖北省输电线路工程技术研究中心湖北宜昌443002 国网恩施供电公司湖北恩施445000

LC串联谐振式高压恒流充电电源能够实现电容器的高效快速充电,且具有较好的抗负载短路能力,在高重频脉冲功率系统中具有广阔的应用前景。充电电源的效率是决定系统重频运行能力的重要因素,提高效率是目前高压电容器充电电源设计的首要... 详细信息

LC串联谐振式高压恒流充电电源能够实现电容器的高效快速充电,且具有较好的抗负载短路能力,在高重频脉冲功率系统中具有广阔的应用前景。充电电源的效率是决定系统重频运行能力的重要因素,提高效率是目前高压电容器充电电源设计的首要目标。根据LC串联谐振电路的工作原理,分析可知电源工作模式、逆变桥的开关频率以及高频变压器的分布参数是影响LC串联谐振电源效率的主要因素。针对功率为10 kW、输出电压为40 kV的直流电源,计算主电路参数并利用Pspice建立了电路模型验证其准确性,采用软开关技术减小开关损耗,设计了分布参数较小的高频变压器进一步提高效率,并在此基础上完成了电源整体结构设计。最后测试了电源的充电特性,结果表明该电源可将0.1μF电容器在37 ms内充电至39.5 kV,其充电效率为87.1%。

关键词：高压直流电源 LC串联谐振恒流充电充电效率高压电容器充电

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班组里每个人都是共同奋斗的伙伴

班组天地 2024年第1期 42-43页

作者：黄南宜昌供电公司变电检修分公司二次直流班

我叫黄南,是国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司变电检修分公司二次直流班班长。我们班共16名成员,他们有不同的年龄段、性别和技术背景,主要从事变电站二次直流相关的工作。我深知员工关系管理在提升工作效率和班组凝聚力中的重要性,... 详细信息

我叫黄南,是国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司变电检修分公司二次直流班班长。我们班共16名成员,他们有不同的年龄段、性别和技术背景,主要从事变电站二次直流相关的工作。我深知员工关系管理在提升工作效率和班组凝聚力中的重要性,在我们班中,每个人不仅是同事,更是共同奋斗的伙伴。

关键词：员工关系管理供电公司变电检修提升工作效率班组凝聚力湖北省伙伴

变温条件下解析Preisach磁滞模型误差修正和特征参数辨识方法

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电工电能新技术 2024年第6期43卷 60-69页

作者：陈彬曾庆麟王斐然万妮娜黄力唐波湖北省输电线路工程技术研究中心(三峡大学) 湖北宜昌443002 三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司湖北宜昌443002

温度升高会影响磁性材料的磁滞特性,从而改变电气设备的性能。目前解析Preisach模型无法对温度进行有效表征,导致损耗计算结果误差较大。为此,本文首先分析了基于Lorentzian函数的解析Preisach模型特征参数对磁滞回线形状参数的影响程度... 详细信息

温度升高会影响磁性材料的磁滞特性,从而改变电气设备的性能。目前解析Preisach模型无法对温度进行有效表征,导致损耗计算结果误差较大。为此,本文首先分析了基于Lorentzian函数的解析Preisach模型特征参数对磁滞回线形状参数的影响程度,如饱和磁通密度、矫顽力、剩磁等,研究了不同温度下模型参数和材料磁特性的变化。根据模型特征参数具有的磁滞回线形状相关性和温度相关性,引进温度系数来修正模型特征参数,构建变温条件下的解析Preisach模型,并给出了计及温度影响的模型参数辨识方法。最终实验测量纳米晶合金在变温条件下的极限磁滞回线,对多组实测值和修正后的解析Preisach模型计算值进行对比后,得出在饱和磁通密度、矫顽力和剩磁处修正模型结果的平均相对误差分别为0.15%、2.21%、5.76%,证明了该修正模型的准确性。

关键词：解析Preisach磁滞模型可逆磁化磁滞回线温度特性参数辨识

纳米晶铁心中频变压器磁-结构场耦合数值模拟

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高压电器 2024年第1期60卷 172-181,204页

作者：陈彬席彬晟李学宝万妮娜唐波湖北省输电线路工程技术研究中心湖北宜昌443002 三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司湖北宜昌443002

中频变压器是高压大容量直流变换器的核心元件,但高频率、高功率密度会导致变压器振动噪声加剧。为了精确模拟中频变压器的铁心振动特性,文中建立了中频变压器三维瞬态磁—结构场耦合分析计算模型,利用有限元法计算空载条件下铁心振动... 详细信息

中频变压器是高压大容量直流变换器的核心元件,但高频率、高功率密度会导致变压器振动噪声加剧。为了精确模拟中频变压器的铁心振动特性,文中建立了中频变压器三维瞬态磁—结构场耦合分析计算模型,利用有限元法计算空载条件下铁心振动加速度和位移。结合纳米晶卷形铁心层合结构的特点,按照横观各向同性对纳米晶铁心的力学材料特性参数进行计算和赋值。搭建了壳式和芯式两种不同铁心拓扑结构的中频变压器仿真模型和实物模型,通过仿真和实验系统性地研究了气隙结构、铁心拓扑结构对中频变压器振动的影响。通过理论计算和实验结果的比较证实:铁心气隙表面处的麦克斯韦力是振动的主要原因,壳式中频变压器的最大麦克斯韦力密度(25257 N/m^(2))大于芯式中频变压器(20936 N/m^(2));壳式铁心的最大加速度(40 m/s^(2))大于芯式铁心(30 m/s^(2))且数值模拟的误差在10%以内。

关键词：中频变压器铁心振动磁致伸缩麦克斯韦力振动加速度