摘要：采用干燥空气取代SF_(6)绝缘的中压充气柜,符合绿色环保发展方向,但空气的对流散热能力弱于SF_(6),这对充气柜的散热结构提出了更高要求。文中提出了一种采用纵向直线布置主回路的40.5 k V 2 500 A干燥空气绝缘充气柜总体结构,其具有主导电回路短、发热功率较低的特点。对该充气柜进行发热与散热分析、仿真和试验研究,发现采用常规结构气箱时,其内部空气温升达60 K左右,气箱内热量无法散到气箱外部是整体温升超标的主要因素。从增强对流散热和辐射散热方面对散热结构进行优化,重点设计了柜体侧板外表面的散热通道,优化后的方案通过了1.1×2 500 A温升试验,验证了设计和优化思路的可行性。

摘要：采用直流进行能量汇集和传输的全直流海上风电场代表了未来海上风电场的一种发展趋势。直流断路器是构建全直流风电场的核心设备。文中通过对全直流海上风电场的调研和分析,提出一种多端海上直流风电场系统拓扑,并结合海上风电场的主流参数要求对其电压等级和容量等级等参数进行配置;基于该风电场搭建仿真模型,进行稳态和故障仿真分析,提取出适用于该系统的直流断路器参数;基于该参数开展直流断路器各个部件的设计及仿真,并开展适用于海上平台应用条件的结构设计,设计出40 k V级适合海上风电场环境的直流断路器,可在3 ms内开断9 kA的故障电流,并具有重量轻、抗腐蚀、抗振动等特点。

摘要：126 kV GIS设备作为城市电网建设中的重要设备,需要更加小型化来降低变电站的土地使用面积,而温升是制约设备小型化的关键因素之一。文中建立126 kV GIS三相共箱型隔离开关及母线电磁⁃热⁃流耦合三维模型,通过对开关设备总体发热和散热研究,分析了三相共箱型结构不同布置方式产生的不同功率损耗,并基于温度场仿真研究得到了各零件的温升分布。该隔离开关及母线按照国标要求通过了温升型式试验。将温升仿真结果与试验结果进行对比,仿真误差小于10%,验证了仿真的准确性,为三相共箱型GIS开关设备的小型化设计提供有效的理论和技术支撑。

摘要：针对部分台区配电网供电可靠性差的问题,提出了一种车舱可分离的移动式锂离子电池应急储能系统。完成了该应急储能系统的设计,包括应急储能系统的电池成组方式、结构部分和电气部分的设计,并给出了系统的控制方法研究。在搭建锂离子电池应急储能系统的测试平台的基础上,完成了充放电模式下有功功率调节能力测试。测试结果表明,该锂离子电池应急储能系统的有功功率调节能力符合国标要求,其功率控制准确度和响应时间基本满足电网调峰调频要求。

摘要：通过触头结构设计实现真空电弧有效调控是提高真空开关开断性能的重要措施之一。为提高真空灭弧室触头开断性能,该文采用SolidWorks建立了一种新型带铁心真空灭弧室3D模型,并利用三维有限元法,对触头片的开槽长度、开槽角度、工艺孔直径以及铁心个数四个参数进行单因素及正交仿真实验,选取上述四个因素作为优化对象,将电流峰值时纵向磁感应强度最大、滞后时间最小和导体电阻最低作为优化目标,得到触头参数与磁场特性的回归方程。通过对电流峰值时触头间隙中心平面纵向磁感应强度、电流过零时磁场滞后时间以及导体电阻进行多目标优化分析,得到了最优的磁场特性。结果表明,当开槽长度为25mm、开槽角度为25°、工艺孔直径为15mm、铁心个数为14时,触头的磁场特性最好。

摘要：气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)是一种可以克服输电走廊复杂环境限制、实现城市中心大容量输电的高电压电力传输设备。GIL主要包括三支柱绝缘子、微粒捕捉器、壳体及导体等。三支柱绝缘子作为GIL的关键零部件之一,其电气性能及机械强度直接影响着GIL的运行稳定性。从GIL整体结构设计入手,详细论述了550 kV GIL三支柱绝缘子的优化设计过程,并以电磁场理论为基础对三支柱电场进行仿真解析。通过引入“电场面积”的概念,对比不同尺寸下三支柱沿面电场强度阶梯下的面积大小,得出最优结构。该设计解决了三支柱绝缘子沿面放电的问题,为GIL的开发及应用提供参考。

摘要：随着“碳达峰、碳中和”的提出,环保型高压设备的研制迫在眉睫。C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体作为极具潜力的环保替代气体,目前已经初步应用于高压母线,其通流温升特性作为重要设计指标,尚待深入研究。该文针对1100 kV环保混合气体特高压母线,构建磁-流-热多物理场耦合数值计算模型,并建立C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体物性参数数据库;搭建通流温升测量试验平台,理论与试验相结合,对比分析负荷电流、充气压力、混合比、结构尺寸等不同因素对母线温升的影响,提出合理的设计方案。研究结果表明:C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的换热能力不及SF_(6),增大充气压力和C_(4)F_(7)N的混合比,可有效提高母线通流能力,但依然达不到SF_(6)的水平,在C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体母线设计时应注意此问题;影响母线温升最主要的结构尺寸为导体外径,在导体外径与壳体内径间绝缘距离不变的条件下,导体外径增大11.5%,通流能力与原SF_(6)母线基本一致,该结论可应用于后续的母线设计。

摘要：罗氏线圈在进行断路器零区电流测量时,由于线圈结构参数的相互制约,在提高灵敏度的同时会造成测量带宽的下降,因此同时满足高灵敏度和宽频带的要求存在较大困难。为此文中提出基于高频电磁仿真的零区电流传感器设计方法。基于解析方法分析,确定了满足传感器灵敏度要求的系列结构参量,基于Ansys-Q3D Extractor仿真,确定各组结构参量的高频电磁参数,并通过Ansys-Circuit电路仿真所确定对应的频率特性,从而实现了对频率特性优化设计,频率特性测试结果验证了上述幅频和相频特性仿真结果的正确性。最终,在零区电流测量实验中,文中传感器与KEMA-CZM型零区系统的测量结果相一致。

摘要：开展了500 kWh集装箱式锂电池储能系统集成设计及研制。研究了储能系统静态下电池单体、电池模块、电池簇的电压和内阻一致性,以及储能系统额定功率充放电过程中电压、电流和温度特性。静态下储能系统单体电压极差8 mV,电池模块电压极差93 mV,内阻极差0.41 mΩ,电池簇电压极差150 mV,内阻极差17.63 mΩ;充放电过程中储能系统簇间电流极差6.8 A,电压极差3.0 V,电池最大温升15.0℃,最大温差5.0℃。研究结果可以为大容量集装箱式锂电池储能系统电池组性能评价提供参考。

摘要：以816 kV直流旁路开关为研究对象,通过有限元仿真分析,对816 kV直流旁路开关进行静力学分析,得到支柱复合套管应力及变形分布情况,其最大等效负荷值为15.96 MPa,满足强度要求,最大变形值为107.06 mm,与拉力试验偏移量基本一致。其次对816 kV直流旁路开关进行抗震性能仿真分析,得到支柱复合套管最大计算负荷为67.6 MPa,满足电力设施抗震设计规范要求,然后进行抗震性能试验,获得了其应变响应及位移响应曲线,由测量点数据计算的支柱复合套管最小安全系数为1.72,且抗震试验后产品外观良好。因此,816 kV直流旁路开关通过了0.4 g工况下的抗震性能试验,并通过了绝缘及密封试验检验,验证了整机结构设计的合理性,为内部导电结构的优化及外部接线端子空间布局设计奠定基础。