田宇
- 作品数：11 被引量：74H指数：5
- 供职机构：大连理工大学电气工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家电网公司科技项目更多>>
- 相关领域：电气工程机械工程金属学及工艺更多>>
- 10kV快速分相断路器样机研制被引量：13
- 2015年
- 设计了一种分相式快速真空断路器,主要由混合式快速机构和固封极柱构成,混合式快速机构包括永磁机构和双线圈斥力机构2部分。利用Ansys Maxwell对快速机构进行了建模和有限元分析及其优化;并考虑实际产品中斥力机构的整体结构布局,对斥力部分线圈骨架材料及结构形式、有无斥力外壳支架进行了针对性的仿真优化。在仿真的基础上,研制了10 kV快速真空断路器的实验样机,并通过大量的实验验证了仿真的正确性。针对因快速机构合闸速度快导致的合闸弹跳大的问题,采用了液压缓冲装置及对其合理的结构设计来解决。最终实测其分闸时间为2.1 ms,分闸反弹小于2 mm,合闸时间为9.6 ms,合闸弹跳小于1 ms,满足国标规定和项目要求。样机在中国电科院试验站通过了包括短路关合和开断试验、机械试验、温升试验及动热稳定试验在内的多项型式试验。
- 田宇朱苛娄许家源晁雪薇董恩源邹积岩
- 关键词：有限元分析合闸弹跳型式试验
- 真空断路器动作特性受运动阻尼影响的研究被引量：1
- 2017年
- 电网中开关操作时间的准确性和稳定性是实现开关选相操作的前提,环境温度是影响开关操作准确性的重要因素之一。在对真空断路器动作特性受温度影响的研究中发现每台机构的运动阻尼参数具有独特性,且会随环境温度变化而变化。为探究不同运动阻尼对真空断路器动作特性的影响,对多台同型号真空断路器进行变温实验,得出温度影响下运动阻尼对断路器动作特性影响的普适性规律。通过多组断路器温度实验的对比,得到运动阻尼随温度的变化规律,并结合ANSYS仿真对运动阻尼进行量化分析,运用MATLAB拟合得出各温度下阻尼与行程间的关系公式。研究表明:对于真空断路器,运动阻尼的不同会导致动作特性发生明显变化,且低温环境下阻尼差异的影响比高温环境下大;断路器合闸动作中运动阻尼量化值整体随环境温度升高先减小后小幅增大。
- 晁雪薇张明田宇董恩源
- 关键词：温度ANSYS误差补偿真空断路器
- 直流断路器模拟试验回路的设计与仿真被引量：6
- 2020年
- 目前针对实验室内测试换流式直流断路器的开断性能,多采用工频的合成回路进行试验,其等价性有待商榷。文中提出采用叠加振荡电流源来模拟实际直流短路电流的方案。针对设计参数为额定电流2 kA,短路电流20 kA,最大电流上升率6 kA/ms的直流系统,分别计算了低频、高频电流源回路及电压源回路的相关参数,通过PSCAD搭建了整体的系统模型,分析了各模块间的动作时序,并成功进行了开断试验,对实际直流断路器及其测试平台的设计有一定的参考价值。
- 田阳朱玉田宇田宇董恩源
- 关键词：直流断路器合成试验回路短路电流PSCAD仿真
- 配126kV单断口选相真空断路器长行程磁力机构设计及性能试验被引量：4
- 2020年
- 为真空开关技术向126 kV等高电压等级发展,向智能化方向发展,设计了一种配126 kV单断口选相真空断路器的新型磁力机构。给出了磁力机构的运动机理和数学模型并分析了影响其运动特性的因素,介绍了一种基于模糊算法闭环控制的位移跟踪式选相策略。利用电磁场仿真软件建立了新型磁力机构的二维静态与瞬态有限元模型,依据126 kV单断口真空灭弧室的技术要求,主要对影响磁力机构合闸保持力以及分闸速度2个方面的因素进行了仿真优化分析,得到了影响磁力机构机械特性因素的变化规律,确定了磁力机构的结构与参数,并以此为指导依据加工了试验样机,结果满足126 kV真空灭弧室的技术要求。以新型磁力机构为基础设计了成套的126 kV真空断路器,并根据国家标准GB1984—2014和GB30846—2014在国家高压电器产品质量监督检验中心(河南)完成了型式试验的验证,试验结果符合标准,其中选相关合窗口为±0.5ms。型式试验的通过说明磁力机构具有较高的稳定性和可靠性,可以较好地适配126 kV单断口真空灭弧室以及选相控制。
- 田宇许家源王永兴董恩源田可新
- 关键词：真空断路器型式试验选相单断口
- 永磁机构真空断路器合闸特性受温度影响的研究被引量：5
- 2017年
- 同步关合工作中,环境温度变化会造成开关动作分散性的加大。文中研究环境温度改变时,影响断路器合闸动作特性的主要因素的变化规律及机构合闸特性的变化。拟合实验数据,得到该结构参数下单稳态永磁机构真空断路器合闸时间与影响因素间的经验公式。研究表明:环境温度改变时,断路器运动部件静态受力(包括静态吸合力及阻尼)是影响断路器合闸特性的主要因素;同时,电容等效串联电阻低温下对断路器合闸特性也有着较大影响。经验公式可以很好地表征各变量与合闸时间的关系,对同步关合技术研究有一定帮助。
- 王仁丽晁雪薇田宇曾小平
- 关键词：同步关合等效串联电阻
- 温度对真空断路器机械阻尼的影响分析被引量：1
- 2017年
- 在对真空断路器动作特性受温度影响的研究中遇到了机械阻尼无法量化的问题,针对这一问题,提出了样机实验和ANSYS仿真相结合的方法对机械阻尼进行量化分析研究。通过对真空断路器进行温度实验,分析仿真与样机实验结果间的偏差,得到机械阻尼随温度的变化规律,并运用MATLAB拟合得到各温度下阻尼与行程间的关系公式。研究表明:断路器合闸动作初始位置处阻尼随环境温度升高单调减小,运动最终位置处阻尼随温度升高先减小后小幅增大,拟合所得机械阻尼与行程公式的系数与温度符合高斯分布。研究结果可为考虑温度影响的断路器研制设计提供指导。
- 晁雪薇张鹏田宇董恩源邹积岩
- 关键词：误差补偿真空断路器
- 126kV真空断路器新型磁力操动机构研究与设计被引量：2
- 2017年
- 对比永磁操动机构,磁力机构具有出力大、行程长等优点,可用于中高压等级。在126 kV真空灭弧室研制成功的基础上,文中提出一种适用于126 kV单断口真空断路器的新型长行程磁力操动机构。利用Ansys仿真软件对126 kV磁力机构静态特性进行仿真设计,通过改变辅助永磁体排列方式、端盖封装方式增大了机构合闸保持力,采用增大合闸保持力的方法使机构分闸速度得到提高。分析了充电电容、线圈匝数等电气参数对磁力机构动态特性的影响,并在此基础上进行了参数优化。仿真结果表明,文中设计的126 kV单断口真空断路器磁力操动机构具有良好的动作特性。
- 许家源张鹏晁雪薇田宇华争祥朱苛娄董恩源
- 关键词：分闸速度磁力操动机构
- 混合型相控开关在地面自动过分相中的应用被引量：2
- 2020年
- 现有地面自动过分相方案受传统开关及分相区的限制,在供电臂切换的过程中存在暂态过电压和励磁涌流的现象,供电死区时间长,导致辅助供电系统频繁启停。混合式高压复合开关具有很强的通流能力和较高的分断、过载可靠性,其中由全控型电力电子器件构成的相控单元能够实现在某一选定相位确地开断,克服了传统开关的缺点。结合混合式高压断路器特性和分相区结构,设计新型地面自动过分相系统,针对机车不同的运行方向制定不同的相控分合闸方案,从而抑制过电压和主变压器的励磁涌流,实现机车辅助供电系统不断电过分相。利用变压器饱和特性分析关合时间窗的大小,通过对机械开关关合特性的讨论,修正预击穿影响下的关合时间窗。基于MATLAB/Simulink建立牵引电网和CRH5型机车模型,对所提相控方案进行仿真,对比分析投切方案的不同暂态过程,最后建立选相控制试验平台,验证方案的有效性。
- 王硕邹积岩张立岩田宇董恩源丛宇
- 关键词：励磁涌流自动过分相
- 气流场驱动下栅片中弧压提升特性的数值分析被引量：14
- 2019年
- 建立了以磁流体动力学(MHD)理论为基础的气吹灭弧室电弧被气流吹入栅片过程的三维数值分析模型。与当前空气断路器普遍研究的采用磁场驱动电弧进入铁磁栅片区域并被切割为若干短弧相比,主要研究在灭弧室的进气口处施加气流来驱动电弧运动,并采用绝缘栅片来拉长和冷却空气电弧以提高电弧电压。基于商业软件包ANSYS FLUENT 并对其进行二次开发,对气吹灭弧室中的多物理场耦合进行数值计算,仿真分析了不同材料栅片下电弧的运动和电压变化情况,采用全绝缘栅片可以获得最大的电弧电压;并比较分析了栅片间距和入口气压对电弧电压提升的影响,为开关电器中基于提升弧压应用场合的研究提供一定的指导作用。
- 张明王永兴田宇董恩源丛宇
- 关键词：磁流体动力学气流场电弧电压
- 直流断路器用快速开关多场联合仿真优化方法被引量：21
- 2019年
- 高速机械开关是混合式高压直流断路器中的关键部件,多采用电磁斥力机构,整个运动过程涉及多物理场耦合,现阶段单一电磁场仿真并不能准确的反应开关的分闸反弹和和合闸弹跳等运动特性,开展了电磁场与机械系统动力学联合仿真的研究。首先,设计了一种基于双稳态弹簧保持机构和电磁斥力机构的高速真空机械开关;其次,提出了一种能够全面反应快速开关动态特性的电磁场与机械动力学联合仿真方法;最后,建立了高速机械开关仿真模型,仿真分析了线圈、金属盘、储能电容等参数对快速开关分/合闸运动及碰撞特性的影响并进行了优化设计。优化结果表明,所设计的高速机械开关分闸在2 ms内运动20 mm全行程。该文的优化设计方法为混合式直流断路器快速机械开关优化设计提供理论指导,对于其他快速机械开关设计也有参考价值。
- 田宇王利田阳李志兵董恩源
- 关键词：直流断路器ANSYSADAMS联合仿真
