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大功率柔性互联设备的有功互济协调控制方法 被引量：1
1
作者 王洪达 杨曼 +4 位作者 周煜韬 曹常青 李霞林 李志旺 郭力 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期37-44,共8页
针对以常规母联开关互联的交流电网线路变压器容量无法合理利用的问题,提出了依靠由背靠背电压源变流器组成的新型大功率柔性互联装置实现两侧交流电网有功功率互济的协调控制方法。介绍了新型柔性互联装置的拓扑结构与基本的控制原理,... 针对以常规母联开关互联的交流电网线路变压器容量无法合理利用的问题,提出了依靠由背靠背电压源变流器组成的新型大功率柔性互联装置实现两侧交流电网有功功率互济的协调控制方法。介绍了新型柔性互联装置的拓扑结构与基本的控制原理,为实现两侧线路变压器容量合理的目标制定了一种生成有功功率参考的方法,并基于PSCAD/EMTDC搭建了一套仿真算例,对新型柔性互联装置的基本控制与所提出的有功互济的协调控制方法进行了验证。仿真结果表明,在柔性互联装置采用所提方法时能够实现两侧交流线路的有功功率互济,解决了线路变压器容量无法合理分配的问题。 展开更多
关键词 交流电网 柔性互联装置 有功互济 协调控制方法 容量分配
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考虑弹性变形的电磁斥力机构运动特性分析及实验 被引量：19
2
作者 周煜韬 戚连锁 +3 位作者 庄劲武 袁志方 江壮贤 方伟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第S1期206-212,共7页
当前就电磁斥力机构运动特性的分析,研究者们普遍将其各组件假定为刚体进行计算。经研究发现,如果沿用该假定,将会导致数值计算与实验测量的结果相差甚远。为了解决该问题,该文在斥力机构运动特性的数值计算中,考虑到各组件在巨大斥力... 当前就电磁斥力机构运动特性的分析,研究者们普遍将其各组件假定为刚体进行计算。经研究发现,如果沿用该假定,将会导致数值计算与实验测量的结果相差甚远。为了解决该问题,该文在斥力机构运动特性的数值计算中,考虑到各组件在巨大斥力作用下的弹性变形,并将其引入到计算模型当中。基于上述研究思路,采用大型商用软件ANSYS workbench的Explicit Dynamics模块,建立斥力机构运动特性的非线性动力学数值计算模型。为验证上述理论分析的正确与否,制作额定4k V/6k A电磁斥力机构的工程样机,并完成数值计算与实验测量的对比分析,一致性较好。研究发现,增加斥力盘的厚度、增大中间轴的直径,可以有效地减小刚分时间和增大初始运动速度。所得到的数值计算平台及规律性认识,可用于指导电磁斥力机构的工程设计。 展开更多
关键词 电磁斥力机构 运动特性分析 弹性体 非线性动力学 混合型限流断路器
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混合型快速直流开断的短时短间隙电弧现象 被引量：11
3
作者 徐国顺 庄劲武 +5 位作者 周煜韬 袁志方 李枫 陈搏 刘路辉 唐振 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期986-996,共11页
随着轨道交通、船用电力系统等直流电力系统的迅猛发展,混合型快速直流开断成为了当前电气领域的热点问题。混合型快速直流开断过程中的燃弧有着较为鲜明的特点:短时短间隙。虽然这种短时短间隙电弧现象直接影响着混合型快速直流开断的... 随着轨道交通、船用电力系统等直流电力系统的迅猛发展,混合型快速直流开断成为了当前电气领域的热点问题。混合型快速直流开断过程中的燃弧有着较为鲜明的特点:短时短间隙。虽然这种短时短间隙电弧现象直接影响着混合型快速直流开断的成功与否,但是就查阅文献的情况来看,其研究还未成体系。该文就该问题进行总结。首先简要地对混合型直流快速开断的电气特性进行介绍,并通过高速摄像较为直观地呈现了短时短间隙电弧现象,在概要总结了开关空气电弧国内外研究进展的基础上,提出了适合于短时短间隙电弧建模及相关研究工作的技术途径建议,最后陈述了前期就短时短间隙电弧所进行的部分工作进展。 展开更多
关键词 混合型快速直流开断 短时短间隙电弧 直流电力系统
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电弧触发式电磁斥力高速开断混合型直流限流装置设计与试验 被引量：4
4
作者 徐国顺 庄劲武 +5 位作者 周煜韬 袁志方 李枫 陈搏 方伟 肖翼洋 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第S1期250-256,共7页
针对目前商用化最为普遍的电子测控式爆炸辅助混合型限流熔断器存在的两个问题,从更改机理的角度出发,提出一种电弧触发式电磁斥力混合型限流熔断器方法。电子测控式爆炸辅助混合型限流熔断器采用电子测控作为短路检测的手段,可能存在... 针对目前商用化最为普遍的电子测控式爆炸辅助混合型限流熔断器存在的两个问题,从更改机理的角度出发,提出一种电弧触发式电磁斥力混合型限流熔断器方法。电子测控式爆炸辅助混合型限流熔断器采用电子测控作为短路检测的手段,可能存在因电磁干扰带来的误动。新方案采用电弧触发检测作为短路检测的手段,从机理上避免了电磁干扰可能带来的影响。电子测控式爆炸辅助混合型限流熔断器采用爆炸辅助开断作为快速形成断口的手段,炸药的存在带来了安全性较低,高温下易分解的问题。新方案采用电磁斥力辅助开断作为快速形成断口的手段,从机理上避免了使用炸药带来的问题。针对灭弧熔断器,建立了含熔体烧蚀、截面扩展的数值计算模型,经对比,仿真结果与试验结果的一致性较好。研制了电弧触发式电磁斥力高速开断混合型限流熔断器原理样机,进行了2.7A/?s初始短路电流上升率条件下的整机分断试验,短路电流被限制在2.55k A,整个分断过程耗时1.7ms,成功分断的试验结果证明了设计方案的有效性。 展开更多
关键词 电弧触发 电磁斥力开断 灭弧熔断器 混合型限流熔断器
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高速开断器用桥丝式电火工品引燃特性分析 被引量：3
5
作者 周煜韬 庄劲武 +2 位作者 武瑾 李思光 鄢玲 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2021年第4期50-55,共6页
高速开断器用桥丝式电火工品的点火电压由电弧触发器弧压提供,不同短路工况下电弧触发器熔断所产生的弧压差别较大,有必要就较大范围内不同点火电流下火工品的引燃特性进行分析研究。首先,在分析火工品引燃过程的基础上,主要针对桥丝弧... 高速开断器用桥丝式电火工品的点火电压由电弧触发器弧压提供,不同短路工况下电弧触发器熔断所产生的弧压差别较大,有必要就较大范围内不同点火电流下火工品的引燃特性进行分析研究。首先,在分析火工品引燃过程的基础上,主要针对桥丝弧前阶段的火工品电热过程进行了分析,采用COMSOL仿真平台中的Thermoelectric Effect模块建立了火工品的瞬态电热场耦合计算模型,仿真分析了火工品中桥丝的弧前时间-电流特性;然后,通过开展火工品桥丝的弧前时间及引燃特性试验研究,发现火工品的引燃时间主要是受到桥丝弧前时间的影响,可以根据不同点火电流下桥丝的弧前时间来预测火工品的引燃时间;最后,通过对比仿真与试验中桥丝的弧前时间发现,当电流超过5 A时,恒流加载的仿真不再适用,需要在仿真中添加外电路模块以模拟真实的点火回路电容放电过程,优化后的仿真模型计算与试验结果拟合较好,而该模型更适用于桥丝弧前时间的分析。 展开更多
关键词 高速开断器 桥丝式电火工品 引燃特性 瞬态电热场
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火药辅助分断式开断器分析及优化设计 被引量：2
6
作者 周煜韬 庄劲武 +2 位作者 武瑾 张超 张利 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期939-946,共8页
现有熔断器中的高速开断器通常采用炸药爆轰产生的冲击波来进行爆破驱动,炸药在实际应用中存在破坏力强、噪声大、价格昂贵等缺陷,且炸药型开断器结构设计复杂、体积大、质量大。该文针对炸药型开断器存在的问题,设计了采用燃烧做功的... 现有熔断器中的高速开断器通常采用炸药爆轰产生的冲击波来进行爆破驱动,炸药在实际应用中存在破坏力强、噪声大、价格昂贵等缺陷,且炸药型开断器结构设计复杂、体积大、质量大。该文针对炸药型开断器存在的问题,设计了采用燃烧做功的火药辅助分断的新型开断器方案。为得到火药辅助分断式开断器的设计依据和优化原则,通过建立开断器的热电耦合模型和非线性动力学模型,分析了部件结构尺寸对其温升和分断特性的影响,得出关键参数的优化选取原则。最后设计了额定800 V/300 A的装置样机进行温升和分断试验,样机额定通流下的端子温升仅为39 K,功耗3.7 W;开断器刚分时间为144μs,开断平均速度可达18.5 m/s。试验结果与数值计算一致,相关研究结论可用于指导火药辅助分断式开断器的优化设计。 展开更多
关键词 火药辅助分断 开断器 热电耦合 非线性动力学 温升 优化设计
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结构设计对于火药辅助式开断器开断特性的影响 被引量：1
7
作者 周煜韬 庄劲武 +2 位作者 武瑾 袁志方 张超 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期1075-1082,共8页
现有熔断器中的高速开断器通常采用炸药爆轰产生的冲击波来进行爆破驱动,炸药在实际应用中存在破坏力强、噪声大、价格昂贵等缺陷,且炸药型开断器结构设计复杂、体积大、质量重。该文针对炸药型开断器存在的问题,设计采用燃烧做功的火... 现有熔断器中的高速开断器通常采用炸药爆轰产生的冲击波来进行爆破驱动,炸药在实际应用中存在破坏力强、噪声大、价格昂贵等缺陷,且炸药型开断器结构设计复杂、体积大、质量重。该文针对炸药型开断器存在的问题,设计采用燃烧做功的火药辅助分断的新型开断器方案。为了提高新型开断器的开断特性,在建立开断器的热电耦合模型和非线性动力学模型的基础上,优化开断栅片的倒角方式及开断器银片的开孔形式。设计火药辅助分断式混合型限流熔断器试验方案,完成了菱形开孔、三角形开孔这两种银片设计下的整机分断试验,并对比分析试验结果。试验结果表明,所提开断器的仿真模型是正确的,三角形开孔可以有效减小火药辅助式开断器刚分时间及提升开断弧压。 展开更多
关键词 火药辅助分断 开断器 弧压 刚分时间 非线性动力学
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火药辅助分断式开断器设计及其介质恢复特性研究 被引量：1
8
作者 周煜韬 庄劲武 +3 位作者 武瑾 袁志方 张超 鄢玲 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第23期7824-7832,共9页
现有熔断器中的高速开断器通常采用炸药爆轰产生的冲击波来进行爆破驱动,炸药在实际应用中存在破坏力强、噪声大、价格昂贵等缺陷,且炸药型开断器结构设计复杂、体积大、质量重。该文针对炸药型开断器存在的问题,设计采用燃烧做功的火... 现有熔断器中的高速开断器通常采用炸药爆轰产生的冲击波来进行爆破驱动,炸药在实际应用中存在破坏力强、噪声大、价格昂贵等缺陷,且炸药型开断器结构设计复杂、体积大、质量重。该文针对炸药型开断器存在的问题,设计采用燃烧做功的火药辅助分断配合橡胶过盈柔性灭弧室的新型开断器方案。进行新型开断器的火药做功过程的数学建模及求解,开展新型开断器的分断测速试验和介质恢复试验。试验表明,火药辅助分断式开断器刚分时间为144μs,开断平均速度可达18.5m/s,且通过加装橡胶过盈柔性灭弧室,开断器电弧在运动栅片与灭弧室内的橡胶垫片挤压能迅速建立82.4V的弧压,经过10μs完成电流峰值为10kA的换流,经过60μs的介质恢复时间,能够承受1821V过电压。该文所设计的火药辅助分断式开断器相对原炸药式开断器,体积约为其1/10,质量约为其1/40。同时,单发火药的售价约为炸药的1%,开断过程仅产生轻微的声响。该文提出的改进设计实现了结构简单、体积小巧、质量轻、噪声小、经济性好的设计要求。 展开更多
关键词 火药辅助分断 开断器 橡胶过盈柔性灭弧室 介质恢复
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斥力开关绝缘连杆冲击变形分析与设计优化 被引量：1
9
作者 周煜韬 庄劲武 +2 位作者 武瑾 袁志方 洪锋 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2021年第1期41-47,共7页
为解决某型开关中酚醛玻璃纤维丝模塑料绝缘连杆在巨大脉冲斥力作用下存在开裂变形的问题,首先采用ANSYS workbench的Explicit Dynamics模块建立了连杆非线性动力学数值计算模型,分析了绝缘连杆分闸过程中的应力、应变场,得到导致其开... 为解决某型开关中酚醛玻璃纤维丝模塑料绝缘连杆在巨大脉冲斥力作用下存在开裂变形的问题,首先采用ANSYS workbench的Explicit Dynamics模块建立了连杆非线性动力学数值计算模型,分析了绝缘连杆分闸过程中的应力、应变场,得到导致其开裂变形的主要原因是材料抗拉强度不足、外形结构设计不合理及螺栓螺纹过少;然后,选用抗拉强度更优的3640环氧树脂材料,设计了圆柱的外形结构,通过内嵌M22标准螺栓实现电磁斥力机构与触头的连接方法,有效解决了应力集中、应变突变问题;最后,开展了斥力开关5000次的寿命测试试验,并未发现新型绝缘连杆有开裂变形的问题,证实了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 斥力开关 绝缘连杆 非线性动力学 开裂变形
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电磁斥力机构样机效率优化 被引量：10
10
作者 胡鑫凯 庄劲武 +2 位作者 董润鹏 周煜韬 毛启东 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期997-1004,共8页
针对样机分闸时最大动能转换效率较低,仅为1.75%的问题,以900 V/1 000 A电磁斥力机构样机为研究对象,结合工程中的约束条件,对样机效率进行提高。将电磁场、结构力场及机械运动耦合求解,建立仿真模型并试验验证了模型的正确性。利用此模... 针对样机分闸时最大动能转换效率较低,仅为1.75%的问题,以900 V/1 000 A电磁斥力机构样机为研究对象,结合工程中的约束条件,对样机效率进行提高。将电磁场、结构力场及机械运动耦合求解,建立仿真模型并试验验证了模型的正确性。利用此模型,在电容储能不变的基础上,调整电容参数,发现改变电容参数对效率的提高没有帮助;在限定斥力线圈内外径的基础上,调整线圈参数,发现线径的改变对效率的影响很大,但样机的线圈参数已使效率达到最大,线圈参数已不需更改;进一步,在斥力盘所受应力满足Von Mises屈服准则的基础上,设计了一种"铝-钢"复合式斥力盘,发现复合式斥力盘可以提高效率。调整电容参数和线圈参数不能提高样机效率;复合式斥力盘能使样机最大动能转换效率提高至3.46%,提高了1倍。 展开更多
关键词 电磁斥力机构 多物理场分析 工程约束 屈服准则 效率优化
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