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《中国矿业大学》 2010年
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柔性零残流消弧线圈的研究

李晓波  
【摘要】: 目前我国中压配电网中性点大多采用中性点经消弧线圈接地方式。按照消弧线圈对电容电流的补偿程度,消弧线圈有欠补偿、过补偿和全补偿三种工作模式。传统意义上的全补偿方式使感性电流与容性电流大小相等,接地点的残流仅剩下有功电流及谐波电流。而现有的自动跟踪补偿消弧线圈,只能补偿接地故障电流中的基波无功电容电流,对其阻性电流和谐波电流则无能为力,这是目前消弧线圈原理上存在的一个不足。 随着配电网的扩大及配电网中非线性负荷的大量增加、电力电子设备的大量使用,接地故障电流中的有功及谐波分量也随之大幅提高,此时即使基波无功分量被完全补偿,但如此大的有功和谐波分量也足以使电弧维持,引起电弧接地过电压,使人身的接触电压、跨步电压变大,对人身安全及配电网的安全可靠运行造成威胁。因此开展零残流消弧线圈的研究,具有十分重要的理论和实际意义。而电力电子技术的发展使实现接地故障电流中有功分量及谐波分量的完全补偿和消弧线圈的柔性控制成为可能。 论文综述了当前各自动跟踪补偿消弧线圈的优缺点,指出其存在的问题。以煤矿6~10kV电网为应用背景,在现场实测的基础上总结了煤矿电网发生单相接地时残流的大小。阐述了目前常用的消弧线圈调谐原理,在此基础上提出了零残流消弧线圈的调谐原理即改进极值法和相位法相结合的的原理。该调谐原理结合了极值法与相位法的优点,计算精确,响应速度快。 提出了三相五柱双二次绕组的零残流消弧线圈的结构,深入分析了其等效电路、实现原理。通过将逆变器等效成电压控制电流源,改变该受控电流源的控制系数实现了对残流的控制。针对传统三相五柱结构的消弧线圈存在的动态补偿范围小、补偿时会产生谐波等缺点也进行了深入探讨,提出了相应的解决办法,使零残流消弧线圈的动态补偿范围达到100%-0%,流入接地点的谐波电流得到有效控制。仿真分析与实验结果均证明了理论分析与实现方法的正确性和有效性。 随着接地点过渡电阻的增大,零残流消弧线圈的补偿效能下降,同时补偿后的零序电压也会上升。要想兼顾补偿效果及零序电压被放大两个方面,需要对零残流消弧线圈补偿有功分量和谐波分量进行有效的控制。论文随后针对此问题探讨了零残流消弧线圈的柔性调节与柔性控制。提出了消弧线圈柔性调节方法的概念,该调节方法兼有现有两种调节方式即随调式和预调式的优点。在深入分析零残流消弧线圈补偿残流中有功分量的基础上,提出了负阻率的概念,对其进行定义与分析,进一步扩充了消弧线圈接地系统的理论体系。针对单相经高阻接地时残流中谐波及有功分量幅值均下降但下降程度不一样的特点,提出了配电网单相接地时对零残流消弧线圈的柔性控制策略。该控制策略能够根据接地电阻的大小来调节逆变器的输出,即当过渡电阻低于门槛值2时零残流消弧线圈同时补偿残流中的有功和谐波分量,当过渡电阻高于门槛值2而低于门槛值1时零残流消弧线圈仅补偿残流中的有功分量,当过渡电阻高于门槛值1时零残流消弧线圈对残流中的有功和谐波分量均不补偿。这种柔性控制能够同时兼顾残流小和零序电压低。依据对单相经过渡电阻接地暂态过程的分析,提出了一种通过交流采样的瞬时值识别高阻接地故障的新方法,实现了零残流消弧线圈补偿残流中有功和谐波分量的柔性控制。最后针对零残流消弧线圈的柔性调节与柔性控制进行了仿真分析与实验研究。仿真分析与实验研究的结果均证明了理论分析与实现方法的正确性和有效性。
【学位授予单位】:中国矿业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM862;TM475

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【引证文献】
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1 李琦;李晓波;;基于SABER软件的三相五柱式消弧线圈模型的研究[J];电测与仪表;2012年10期
2 胡东林;王青春;;煤矿6kV电网电容电流分析[J];煤炭工程;2011年10期
3 纪宏慧;;论电力谐波的危害及治理[J];江西通信科技;2012年03期
4 贾晨曦;王崇林;杨龙月;;基于动态相量建模的全补偿消弧线圈无源性控制研究[J];中国矿业大学学报;2013年04期
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1 郭浩;配电网消弧柜接地系统运行控制技术研究[D];长沙理工大学;2012年
【参考文献】
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1 李景禄,刘春生,胡毅,吴维宁;配电网自动跟踪补偿消弧装置[J];变压器;2000年10期
2 闫兴中,杨学昌,常思哲,孙新忠,刘玉萍;新型电容式自动调谐消弧线圈的分析与设计[J];变压器;2003年10期
3 赵志丽,杨学昌,常思哲;TSC式消弧线圈及其自动控制系统的改进设计[J];变压器;2004年07期
4 何嘉斌,严杰,何方;自动调谐消弧线圈控制器[J];变压器;2005年08期
5 唐秩,黄显华,陆田;三相五柱式消弧电抗器[J];变压器;1995年04期
6 于文敬;自动跟踪补偿消弧装置的研制与开发[J];变压器;1999年05期
7 李景禄;ZXB系列自动跟踪补偿消弧装置的噪音控制[J];长沙电力学院学报(自然科学版);1999年02期
8 廖承;李朝晖;林玉怀;;基于工业控制计算机的自动跟踪补偿消弧装置[J];电工电能新技术;2007年01期
9 田铭兴,励庆孚,王曙鸿;磁饱和式可控电抗器的等效物理模型及其数学模型[J];电工技术学报;2002年04期
10 田铭兴,励庆孚;磁饱和式可控电抗器的等效电路及仿真分析[J];电工技术学报;2003年06期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 亓学广;基于FFT和小波变换的电力系统谐波检测方法研究[D];山东科技大学;2007年
2 曲轶龙;全补偿消弧线圈及其控制方法的研究[D];华北电力大学(北京);2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 杨经纬;控制系统的柔性设计[D];浙江大学;2004年
2 裴善鹏;电网安全分析及新型消弧控制技术的研究[D];华北电力大学(北京);2006年
3 董一脉;有源全补偿消弧控制的研究[D];华北电力大学(北京);2007年
4 马垚;有源全补偿消弧线圈及接地电流检测算法研究[D];华北电力大学(北京);2008年
5 杨富康;基于FFT的电网谐波检测方法的研究[D];西安科技大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 史承逵;电网电容器组的谐波谐振和谐波放大的研究[J];安徽电力职工大学学报;2001年01期
2 赵庆华,吴琦;无功补偿电容器容量计算及放电器的配置[J];安徽电力职工大学学报;2003年03期
3 李晶;谷彩连;;小电流接地系统单相接地故障选线的算法研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2008年01期
4 宋超;;SVC技术在电弧炉负荷变电站中应用设计[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2010年01期
5 刘凯峰;郑常宝;;一种SVC试验装置的设计[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2007年06期
6 杨孝志;;几种无功补偿技术的分析和比较[J];安徽电力;2006年02期
7 朱宁;;磁阀式与高短路阻抗变压器式消弧线圈的比较和分析[J];安徽电力;2008年04期
8 柯勇;钱峰;;有源电力滤波器谐波电流检测研究及仿真[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年02期
9 张艳红;张兴;林闽;吕绍勤;张崇巍;;与建筑相结合的光伏并网发电示范电站[J];中国建设动态.阳光能源;2005年06期
10 朱连成;王琳;宁春明;刁嫣妲;;基于EXB841的IGBT驱动保护电路的设计[J];辽宁科技大学学报;2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 丁仁杰;曹政;樊淼;;平衡单相负荷的补偿容量优化控制的SVC控制系统研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 任明炜;孙玉坤;饶翔;;无源滤波器优化方法研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 贾民;;煤矿低压电网自动跟踪补偿消弧装置的设计[A];安全高效矿井机电装备及信息化技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C];2011年
4 苑舜;郭峰;;混合有源电力滤波器设计及其在谐波治理中的应用[A];创新沈阳文集(A)[C];2009年
5 陆继志;;220kV元谋变电站工业动态无功补偿新技术STATCOM工程试验项目建设的意义[A];2010年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)[C];2010年
6 游广增;;电力电容器的谐波分析及一种谐波抑制方法[A];2010年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)[C];2010年
7 杨芸;;基于信号注入法的中性点不接地系统电容电流测试方法[A];2010年云南电力技术论坛论文集(优秀论文部分)[C];2010年
8 袁蓉;;电气化铁路负荷对电网的影响[A];2010年云南电力技术论坛论文集(优秀论文部分)[C];2010年
9 马德收;;配电网10kV母线TV熔断器熔断原因分析[A];2011年云南电力技术论坛论文集(入选部分)[C];2011年
10 徐肖伟;马仪;李小健;李秉睿;;35kV超导限流电抗器直流系统动作特性测试[A];2011年云南电力技术论坛论文集(入选部分)[C];2011年
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1 田军;多绕组变压器式可调电抗的研究与应用[D];华中科技大学;2010年
2 高广玲;电子式电流互感器传变特性及适应性保护原理研究[D];山东大学;2010年
3 雷之力;微网谐波振及电压暂降的评估与控制[D];华北电力大学(北京);2011年
4 柯硕灏;配网故障自诊自愈新原理与新方法研究[D];华中科技大学;2011年
5 樊淑娴;信号注入法在有源配电网保护与控制中的综合应用[D];山东大学;2011年
6 谢维;在线圈中心测量磁场垂直分量的频率域电磁测深方法研究[D];中南大学;2011年
7 蒋奇云;广域电磁测深仪关键技术研究[D];中南大学;2010年
8 龙飞;基于WAMS的矿井电网参数关联保护系统的研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
9 张军伟;异步电动机高频斩波串级调速系统模型及特性的研究[D];华北电力大学;2011年
10 梁睿;基于故障类型的单相接地故障综合选线研究[D];中国矿业大学;2010年
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1 张云波;基于DSP的三相四线制有源电力滤波器的研究[D];山东科技大学;2010年
2 徐坤山;三相四线制并联型有源电力滤波器的研究[D];山东科技大学;2010年
3 李宜娟;基于ATMEGA64的磁阀式可控电抗器的控制研究[D];长春理工大学;2010年
4 付邦胜;动态电压恢复器控制研究[D];郑州大学;2010年
5 侯永将;中压配电网中性点接地方式研究[D];郑州大学;2010年
6 吕世家;多模块并联DC/AC电力变换技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 李建军;基于电力系统的电能质量检测与分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 郑品;基于DSP的多功能配电变压器监测终端的设计[D];大连理工大学;2010年
9 许明;并联型三相三线制有源电力滤波器的仿真研究[D];大连理工大学;2010年
10 王江波;并联型三相三线制有源电力滤波器控制系统的研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 张近民;丁印福;王立欣;;一种测量软磁铁氧体磁芯磁导率的方法[J];电测与仪表;2009年06期
2 盛建科,陈乔夫,熊娅俐,张宇,贾正春;基于磁通可控的新型自动调谐消弧线圈[J];电工技术学报;2005年02期
3 陆国庆;张瑞红;刘味果;杨旭;师冬霞;;小扰动法与并联电阻法选线方式的比较分析[J];电力设备;2007年08期
4 薛永端,冯祖仁,徐丙垠,陈羽,李京;基于暂态零序电流比较的小电流接地选线研究[J];电力系统自动化;2003年09期
5 蔡旭,李仕平,杜永忠,陈刚;变阻尼调匝式消弧线圈及接地选线综合控制器[J];电力系统自动化;2004年05期
6 刘和平,江渝,邓力,叶一磷;利用SABER软件包辅助设计一种可连续调节消弧线圈[J];电力系统自动化;2004年20期
7 张帆;潘贞存;张慧芬;徐爱东;宋立坤;;基于零序电流暂态极大值的小电流接地选线新判据[J];电力系统自动化;2006年04期
8 陈菊明;刘锋;梅生伟;;基于无源化方法的三相四线制APF控制器策略[J];电力系统自动化;2006年08期
9 陈国旗;段斌;杨先有;;基于实时通信的风电场接地故障保护方案[J];电力系统自动化;2010年04期
10 桑在中,张慧芬,潘贞存,田质广;用注入法实现小电流接地系统单相接地选线保护[J];电力系统自动化;1996年02期
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1 刘和平;新型快速可调消弧线圈接地系统研究[D];重庆大学;2004年
2 江渝;快速可连续调节消弧线圈谐振接地系统的研究[D];重庆大学;2005年
3 曲轶龙;全补偿消弧线圈及其控制方法的研究[D];华北电力大学(北京);2008年
4 曾繁鹏;多电平有源电力滤波器拓扑结构及控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 贺鹏程;基于磁通可控原理的新型消弧线圈系统的研制[D];华中科技大学;2004年
2 陈星;消弧线圈自动调谐系统及故障选线研究[D];湖南大学;2006年
3 马强;配电网谐振接地系统若干技术问题的研究[D];华北电力大学(河北);2007年
4 孙嘉宁;中压电网系统消弧、消谐、单相接地故障综合保护新方法及智能综合保护装置[D];合肥工业大学;2007年
5 林泽科;高性能变压器式消弧线圈系统的研究[D];重庆大学;2010年
6 吕冬梅;棒材工程无功补偿及谐波吸收系统设计[D];东北大学;2008年
【二级参考文献】
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1 毕向阳;朱凌;;有源滤波器改进控制方法的仿真研究[J];变流技术与电力牵引;2008年04期
2 李景禄,刘春生,胡毅,吴维宁;配电网自动跟踪补偿消弧装置[J];变压器;2000年10期
3 赵志丽,杨学昌,常思哲;TSC式消弧线圈及其自动控制系统的改进设计[J];变压器;2004年07期
4 张虹,陈智,彭小波,徐政勋;树脂绝缘干式接地变压器的几个问题[J];变压器;2005年08期
5 唐秩,黄显华,陆田;三相五柱式消弧电抗器[J];变压器;1995年04期
6 王凤翔,冯桂宏,杨西光,李文海,孙树波,杜维东;一种新型可控并联电抗器的工作原理与基本特性[J];变压器;1998年04期
7 尹忠东,刘虹,陈柏超,陈维贤;磁阀式可控电抗器的研究[J];变压器;1998年07期
8 夏向阳;肖德祥;;有源滤波装置中逆变电路的设计[J];长沙电力学院学报(自然科学版);2006年04期
9 吴维宁,胡毅,李景禄,林玉怀,陈忠仁,刘春生;ZXB 自动跟踪补偿消弧装置的抗干扰措施[J];长沙电力学院学报(自然科学版);1998年03期
10 都延星,申忠如,陈继明,骆一萍;应用高精度FFT算法的MOA泄漏电流测试仪[J];电瓷避雷器;2003年04期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 焦邵华;电网智能保护新技术的研究[D];华北电力大学;2000年
2 李启明;正激直流环节单相和三相软开关静止变流器的研究[D];南京航空航天大学;2002年
3 李鹏;统一电能质量控制器UPQC及其H_∞控制方法的研究[D];华北电力大学(河北);2004年
4 刘和平;新型快速可调消弧线圈接地系统研究[D];重庆大学;2004年
5 齐郑;小电流接地系统单相接地故障选线及定位技术的研究[D];华北电力大学(北京);2005年
6 亓学广;基于FFT和小波变换的电力系统谐波检测方法研究[D];山东科技大学;2007年
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1 肖鹏;基于小波分析的小电流接地系统单相接地故障选线研究[D];华北电力大学;2000年
2 杨秋霞;电力系统铁磁谐振的数字仿真及小波分析[D];华北电力大学;2001年
3 马仁政;基于DSP的电能质量检测的研究[D];福州大学;2002年
4 李璟;基于DSP的电力系统频率检测的研究[D];福州大学;2003年
5 陈为化;小电流接地系统单相接地故障选线软件算法的研究[D];华北电力大学(北京);2003年
6 杨颀;基于瞬时无功功率和小波变换的谐波测量研究[D];湖南大学;2003年
7 黎鹏;基于数字信号处理器的小电流接地选线装置的研究[D];华北电力大学(北京);2004年
8 李文锋;新型主从式消弧线圈的研究[D];华北电力大学(北京);2004年
9 徐万方;基于DSP的新型混合有源滤波器SRTHAF研制[D];中南大学;2004年
10 潘星;多电平逆变器软开关技术的研究及有源滤波控制器的研制[D];武汉大学;2004年
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1 崔恒荣;郭从良;;中性点经消弧线圈和电阻接地系统电感与电阻的取值分析[J];低压电器;2007年17期
2 李健生,汪涛,张忠禾,谭文林,杨长勇;ARN型自动调谐消弧线圈成套装置全功能考核性试验[J];华中电力;1996年02期
3 赵爽喜;ZBX自动跟踪补偿消弧装置在35kV系统中的应用[J];电网技术;2001年05期
4 孙德龙,关求博,吴功翠;消弧线圈运行抽头的选择[J];黑龙江电力;2004年01期
5 付萍;ATS-Ⅱ型自动调谐系统的应用及改进意见[J];华中电力;2000年01期
6 张怡;调匝式消弧线圈的自动调谐[J];华东电力;1997年08期
7 李嗣明;何婧;张熙军;陈飞;王磊;骆云峰;;消弧线圈投入后引起系统电压不平衡原因分析及解决办法[J];电力系统保护与控制;2008年24期
8 黄柳军;李嗣民;;消弧线圈投入后引起系统电压不平衡原因探讨[J];中小企业管理与科技(上旬刊);2009年10期
9 庞则裕,范振雨,阎春雨,郝延平;10kV 城市电网中自动调节消弧线圈的运行[J];河北电力技术;1998年04期
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1 李嗣明;何婧;张熙军;陈飞;骆云峰;王磊;;消弧线圈投入后引起系统电压不平衡原因分析及解决办法[A];2008中国电力系统保护与控制学术研讨会论文集[C];2008年
2 黄杰;刘欣欣;;阻尼电阻在消弧线圈回路中的作用及存在的问题和改进措施[A];冶金地质勘查技术文集[C];2003年
3 贾民;;煤矿低压电网自动跟踪补偿消弧装置的设计[A];安全高效矿井机电装备及信息化技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C];2011年
4 王复兴;颜士华;;消弧线圈自动调节原理的研究[A];第十一届全国煤矿自动化学术年会论文专辑[C];2001年
5 杨金奇;郭世明;;变电所中性点位移电压偏高分析[A];全国电网中性点接地方式与接地技术研讨会论文集[C];2005年
6 邹南城;刘振彬;;ZGTD-C系列调容式自动跟踪接地补偿及选线成套装置的运用[A];福建省科学技术协会第七届学术年会分会场——提高水力发电技术 促进海西经济建设研讨会论文集[C];2007年
7 姬大潜;李嘉;曲轶龙;;有源全补偿消弧线圈的设计研究[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(上册)[C];2008年
8 丁文杰;陈红军;陈乔夫;;基于磁通补偿的新型消弧线圈技术研究[A];2007中国电机工程学会电力系统自动化专委会供用电管理自动化学科组(分专委会)二届三次会议论文集[C];2007年
9 刘林卉;左红艳;;干式偏磁消弧线圈的研制开发[A];中国石油石化工程技术和物装手册(第一分册)[C];2003年
10 姜祥生;;关于消弧线圈在所接变压器上附加电流的探讨[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 边华荣;消弧线圈市场需求旺盛[N];中国证券报;2004年
2 实习记者 秦韵;丹东自主研发电力系产品[N];中国知识产权报;2008年
3 广东证券 魏东;高送派推动中小板冲天[N];证券时报;2005年
4 方正证券研究所 边华荣;思源电气 毛利率同比提高[N];中国证券报;2004年
5 李文;源头活水创新来[N];华东电力报;2003年
6 本报首席记者 任荃 通讯员 姜闪闪;“在正确时机做正确选择”[N];文汇报;2010年
7 记者 江萌 实习生 王慧 何祝君 通讯员 王欣 邹祖虎;武昌方圆几公里面临断电[N];湖北日报;2010年
8 ;寻找行情的中坚力量[N];证券时报;2004年
9 宿洪涛;扎实推进节能型企业建设[N];经理日报;2006年
10 方正证券能源电力研究中心 边华荣;思源电气竞争优势明显[N];中国证券报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李晓波;柔性零残流消弧线圈的研究[D];中国矿业大学;2010年
2 曲轶龙;全补偿消弧线圈及其控制方法的研究[D];华北电力大学(北京);2008年
3 周腊吾;新型特高压可控电抗器的理论及应用[D];湖南大学;2008年
4 潘贞存;消弧线圈自动跟踪补偿与接地选线定位技术的研究[D];山东大学;2006年
5 樊淑娴;信号注入法在有源配电网保护与控制中的综合应用[D];山东大学;2011年
6 郑顾平;配网自动化系统小电流接地故障定位方法[D];华北电力大学;2012年
7 田军;多绕组变压器式可调电抗的研究与应用[D];华中科技大学;2010年
8 王新超;小电流接地系统的状态监测及接地故障研究[D];河北工业大学;2010年
9 梁睿;基于故障类型的单相接地故障综合选线研究[D];中国矿业大学;2010年
10 柯硕灏;配网故障自诊自愈新原理与新方法研究[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵勇;消弧线圈配置优化的研究[D];华北电力大学;2012年
2 刘提;配电网消弧控制策略与故障选线技术的研究[D];华北电力大学(北京);2010年
3 李原;主辅式消弧线圈控制系统的研究与软件开发[D];华北电力大学(北京);2010年
4 贺琳;有源消弧线圈技术的研究[D];西安科技大学;2011年
5 牛卓博;消弧线圈在保定电网的应用研究[D];华北电力大学;2012年
6 田娜;磁阀式可控电抗器在消弧线圈中的应用[D];山东大学;2010年
7 汪进锋;新型混合调节式消弧线圈技术研究[D];华中科技大学;2011年
8 张宗杰;高短路阻抗变压器式消弧线圈谐振接地系统的研究[D];华北电力大学;2011年
9 沈超;基于基波磁通控制的新型消弧线圈研究与改进[D];华中科技大学;2012年
10 林泽科;高性能变压器式消弧线圈系统的研究[D];重庆大学;2010年
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