电工电能新技术

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闫荣格，张晓杰

电工电能新技术. 2020, 39(7): 1-8. https://doi.org/10.12067/ATEEE1909048

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在磁控电抗器气隙填充负超磁致伸缩材料能够减振。但是超磁致伸缩材料的杨氏模量E在磁场中会发生变化，即具有ΔE效应。本文针对这一特点，基于有限元法建立了考虑垫块ΔE效应的磁控电抗器电磁-机械耦合模型，对磁控电抗器的振动特性进行了分析，最后对定制的磁控电抗器样机的振动加速度进行了实验测量，仿真和实验结果验证了所建立数学模型的正确性，为电工装备减振降噪提供了理论依据。

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直流偏磁下变压器铁心搭迭区域电磁振动的分析

李维铮，祝丽花，石永恒，王前超

电工电能新技术. 2020, 39(7): 9-15. https://doi.org/10.12067/ATEEE1906023

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取向硅钢片的磁致伸缩特性是引起变压器铁心振动的主要原因，同时叠片铁心拐角搭迭区域的电磁力也会影响铁心振动，另外，直流偏磁会加剧铁心的振动。本文考虑直流偏磁工作状态的影响，针对铁心搭迭区域的电磁振动进行了分析。以定制的方圈铁心为研究对象，建立了包含搭迭缝隙的三维仿真模型，通过仿真计算得到了直流偏磁条件下不同时刻的应力和位移分布，进而分析了直流偏磁条件下由磁致伸缩力和电磁力引起的铁心振动。最后对实验室中的方圈铁心展开了直流偏磁下的振动实验，实验结果证明了仿真结果的正确性。研究结果表明，在直流偏磁条件下，对搭迭区域进行振动分析需要建立包含搭迭缝隙的三维仿真模型，同时也应该考虑电磁力对铁心振动的影响，此外，直流偏磁会使励磁电流发生畸变，铁心磁场周期分布不对称，变压器铁心搭迭区域振动增强，振动的高次谐波和奇次谐波含量增加。

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200 kV磁控谐振变压器试验系统研究

陆春玉，王言，潘志城，陈柏超，田翠华，陈博，吴煜文

电工电能新技术. 2020, 39(7): 16-23. https://doi.org/10.12067/ATEEE1910022

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针对目前交流工频耐压试验装备存在补偿电抗器容量不可调的不足，研制出200 kV，100 kV·A磁控谐振试验变压器。该试验系统集升压、被试品电容平滑无级补偿于一体，结构紧凑、精准补偿。本文给出了该系统的结构组成与基本原理，建立了仿真模型，研究了200 kV磁控谐振试验系统运行特性，并验证了该试验系统的升压和自动调谐能力。当被试品电容范围小于16 000 pF时有较好的调谐效果。通过200 kV样机试验，验证了该试验系统的可行性。

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0~3.5 T直流背景磁场下第二代高温超导带材临界电流各向异性测试与分析

张妍，诸嘉慧，陈盼盼，王海洋，秦汉阳，戴银明，王晖，刘辉，方进

电工电能新技术. 2020, 39(7): 24-29. https://doi.org/10.12067/ATEEE1908023

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为掌握第二代（2G）高温超导（HTS）带材在0~3.5 T直流背景磁场下的临界电流（Ic）和n值变化趋势，构造和应用了一种新型分裂背场磁体系统，通过测试分析获得了背景磁场对Ic和n值的影响规律。采用4.2 K运行温度、两个同轴分裂的NbTi线圈构成的超导磁体和样品保持器来改变背景磁场的大小和角度（0～3.5 T、0～90°），2G HTS带材置于液氮环境（77 K），设置电流源上升速率为1 A/s，基于四引线法原理与直流失超判据（1 μV/cm）获得2G HTS带材在高直流背景磁场下的Ic和n值，实验结果表明，2G HTS带材的Ic和n值变化趋势一致，均随外界磁场强度B和带材表面与磁场夹角θ的增大而退化，在背景磁场为1.4 T时，2G HTS带材在垂直场下的临界电流衰减了84.6%，是平行场下临界电流衰减程度的1.47倍。

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输送风电的特高压直流频率调制和无功控制策略研究

孔祥平，雷霄，刘琳，孙栩，李新年，周亦夫，林少伯

电工电能新技术. 2020, 39(7): 30-36. https://doi.org/10.12067/ATEEE1907067

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对于输送大规模风电的特高压直流，目前实际运行中主要通过调度部门对直流输送功率进行干预和调整，且一定时间内大范围调整直流功率会引起交流滤波器频繁投切，大大降低设备使用寿命。本文提出了通过直流系统的频率控制器利用换流站本地信息对直流功率进行自动调制，并提出了频率控制器关键参数的选取原则和方法；研究了直流系统无功控制设置为定交流电压的U控模式并提出了电压死区和电压参考值选取方法，能够在直流针对风电功率波动的调制过程中大大减少交流滤波器投切次数，同时避免交流电压大范围波动。通过与实际工程极控系统一致的仿真模型进行验证，仿真结果表明：所提出的适应性控制策略可行、有效，能在直流系统跟随风电功率波动自动调制直流功率的同时，完成对系统频率和电压的控制。

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基于分数Zener模型的植物油纸绝缘状态评估

张涛，张陈，王铄，任乔林，肖洒

电工电能新技术. 2020, 39(7): 37-44. https://doi.org/10.12067/ATEEE1907047

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介电响应理论的频域介电谱法可以有效地判断变压器的绝缘状况，因此为了量化研究植物油纸绝缘老化与频域介电谱的关系，本文引入分数元和分数微积分概念，提出了采用分数Zener模型提取植物油纸绝缘频域介电谱特征量的辨识方法。该方法能直接反映出油纸绝缘频域介电谱携带的信息，利用实验获取的复介电常数值求取分数Zener模型参数，即采用最小二乘法建立优化目标函数，并运用遗传算法求解模型参数，同时利用粒子群算法对其进行验证，得到特征量：形状参数β、参数εb、松弛时间τ，最后对计算结果重构。研究结果表明仿真结果与测量数据具有一致性，且低频段拟合度更高，建立的模型是可行的；得到的形状参数β、松弛时间τ与油中酸值呈指数函数关系，参数εb与油中酸值呈线性关系，因此，为评估植物油纸绝缘系统绝缘状态提供了一种新思路。

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高温超导直流感应加热技术研究综述

张东，肖立业，林良真

电工电能新技术. 2020, 39(7): 45-53. https://doi.org/10.12067/ATEEE2004023

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高温超导直流感应加热技术相对于常规的交流感应加热技术，能够显著提升有色金属材料的透热处理加热效率，还具有工件加热速度快、工件加热均匀、工件加热过程重复性好等优势，在金属冶炼和压延成型加工行业具有广阔的应用前景。本文详细论述了国内外对于高温超导直流感应加热原理和主磁体新结构探索的研究现状，综述了高温超导直流感应加热示范样机的研制情况，对比分析了两种感应加热技术，总结出高温超导直流感应加热的优势及形成机理。探讨了高温超导直流感应加热技术发展趋势、关键技术及科学问题，本文相关分析结果将对高温超导直流感应加热技术的研究提供参考。

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旋转物体上电子设备无线供电技术研究

张明皓，陈希有，牟宪民，吴茂鹏

电工电能新技术. 2020, 39(7): 54-61. https://doi.org/10.12067/ATEEE1910052

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为了给安装在旋转物体上的电子设备进行无线供电，本文以鼓风机设备为例，提出了一种感应耦合式无线电能传输系统，将接收线圈和传感器固定在鼓风机叶片上，随着叶片一起旋转，发射线圈安装在鼓风机静止部分。接收线圈和叶片的旋转会导致互感变化，从而影响传输能量的平稳性。针对这一问题，本文发射端采用LCC补偿，以实现发射线圈恒流特性。为了使接收侧在旋转的任何位置都能接收到足够的功率，本文采用了两个发射线圈和两个接收线圈的结构。分析了两个接收线圈的两种连接方式对系统传输功率和传输效率的影响。搭建了仿真和实验平台，对比研究了两接收线圈串联和两接收线圈并联两种方式。结果表明，在获得最大功率和提高传输效率方面，并联方式都优于串联方式。

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多支路同时断开潮流转移输电断面快速搜索

程若发，付鑫

电工电能新技术. 2020, 39(7): 62-71. https://doi.org/10.12067/ATEEE1906011

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针对多支路断开后引起的有功潮流转移问题，定义并提出一种基于虚拟支路模型与潮流越限风险指数的多支路同时开断输电断面搜索新方法。建立了双支路断开的潮流转移虚拟模型：在双支路断开时，将其等效为一条虚拟支路，并结合有功潮流的虚拟折返过程推导出等效支路的虚拟开断分布系数；多支路同时断开时，在双支路断开的基础上，将虚拟支路与第三条支路组成虚拟双支路模型，推导出下一代虚拟支路的开断分布系数。结合虚拟开断分布系数定义得到各线路的潮流越限风险指数，通过线路的潮流越限风险指数对潮流转移区域中的线路进行筛选，得到组成输电断面的所有支路。通过IEEE39节点系统进行仿真计算，结果表明，本文所提方法在保证结果准确性的前提下，较其他方法更加具有时效性。

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一种配电网基于模型诊断的专属最小碰集算法

陈婷，朱文强，林梅芬，王秋杰

电工电能新技术. 2020, 39(7): 72-80. https://doi.org/10.12067/ATEEE1906008

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现有配电网故障诊断的最小碰集算法由于没有考虑配电网的拓扑结构特点，导致其求解速度和准确率不高，对此，提出了一种仅适用于配电网故障的改进最小碰集算法。该算法首先分析了现有各适应度函数的特点，通过加权融合的方式构建出一种新适应度函数。其次，通过分析配电网的拓扑结构，得出配电网故障的最小冲突集之间没有交集的特点，并利用该特点，提出了最小碰集判据。最后，算例分析结果表明，所提最小碰集算法在求解速度上都有较大提高，在求解准确率上略微上升，且更加适合配电网故障的基于模型诊断。

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中英文目录（2020年第07期）

电工电能新技术. 2020, 39(7): 81-82.

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2020年, 第39卷, 第7期　刊出日期：2020-07-23

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