轻质高绝缘复合芯体制备及其在66 kV复合横担中的应用

随着“双碳”战略的逐步落实,新型复合材料横担正逐步代替铁制横担,在电力线路中的应用日益广泛。文中制备得到密度为1.1 g/cm^(3)的66 kV轻质高绝缘复合绝缘横担,并对其进行吸水率、染料渗透、水扩散泄漏电流、击穿强度、热诱导、机械及电气试验。试验结果表明:填充芯体材料样品的质量吸水率为0.141%,水扩散泄漏电流小于103.3μA,交流击穿强度大于71 kV/cm,各项性能指标均达到DL/T 1580—2016棒形复合绝缘子用芯棒技术规范对于理化性能、电气性能及机械性能的标准要求,样品及横担整体无明显缺陷,横担耐老化性较好。同时,轻质高绝缘复合绝缘横担微观界面结合良好,绝缘性能优于传统实心横担,满足新型电力系统清洁低碳、安全可靠的应用需求。

基于Twin Builder的110kV油浸式变压器3维磁场降阶模型及损耗分析

为解决3维变压器磁场有限元仿真计算效率低的问题,提出基于本征正交分解法的磁场降阶模型与基于二次多项式的损耗响应面模型。以1台110 kV变压器为算例,首先建立了考虑绕组涡流损耗的变压器磁场仿真模型,通过仿真分析了其在额定工况下的磁场及损耗分布;其次,通过仿真试验设计获取了多组工况下的磁场与损耗数据,在Twin Builder中训练得到变压器磁场的各降阶模块;最后,搭建面向数字孪生应用的变压器3维磁场降阶模型,实现了变压器磁场损耗的快速计算与云图分布的可视化。与计算单数据相比,仿真结果考虑了涡流效应的绕组损耗在靠近端部时有明显升高,最大值分别出现在高、低压绕组两端,约为绕组中部损耗的1.3~1.65倍。基于该磁场结果建立的降阶模型在计算效率方面较全阶模型有显著提升,将实际仿真时间缩短至0.76s,可满足数字孪生应用场景下的磁场快速计算需求。

电感耦合等离子体质谱法测定复杂高温合金中微量硅

以混酸低温加热方式溶解合金,采用电感耦合等离子体质谱法测定复杂高温合金中微量硅。通过实验前准备、动能歧视和完全匹配基体消除二次污染、多原子离子干扰和共存元素干扰。采用5 mL盐酸、0.5 mL硝酸和几滴氢氟酸作溶剂,于80℃加热溶解合金样品,以Sc为内标校正仪器波动产生的影响。以硅的信号强度值为纵坐标,其质量分数为横坐标,绘制标准工作曲线,质量分数在0.002%~0.10%范围内线性良好,相关系数为0.999,检出限为0.0003%。样品加标平均回收率为90.0%~110.0%,测定结果的相对标准偏差不大于2.0%(n=6)。该方法操作简便,能够满足日常测试要求。

X射线荧光光谱在国内航空金属材料分析中的应用

该文介绍了X射线荧光光谱分析(XRF)的基本原理及其进行定性分析、半定量分析、定量分析的理论基础。对检测涉及的基体效应、光谱重叠等影响因素及数学校正方法进行了简单说明。总结了航空用金属材料中铝合金、镁合金、钛合金、钢铁、高温合金、陶瓷、金属基复合材料、镀层分析以及手持荧光定性、半定量快速分析近年来在航空金属材料分析中的应用情况,梳理了XRF分析的技术要点并对XRF技术的发展进行了展望。

惰气熔融-红外吸收光谱法测定镧铈稀土钢中氧含量

高品质稀土钢要求进行精确低氧含量控制,而依据现有GB/T 11261—2006标准进行氧含量测定,检测结果具有较大的不准确性。以具有不同镧、铈稀土元素含量的稀土钢为对象,以其氧含量精确测定为目标,基于惰气熔融-红外吸收光谱法,开展了分析功率、助熔剂和称样量对镧铈稀土钢中氧含量分析结果的影响研究。结果表明:对于不同镧、铈元素含量的稀土钢,需要采用不同的分析方法,当稀土钢中的镧、铈含量较低时,通过降低分析功率即可较为精确地测定稀土钢中的氧含量;对于镧、铈含量较高的稀土钢,在调控分析功率(4000~4500 W)的基础上,需同时采用锡作为助熔剂,并将助熔剂与样品比例设定为1∶1(称样量为0.3~0.6 g),即可实现氧含量的精确测定。精密度验证实验结果显示:采用所建立的方法测定氧含量的相对标准偏差(RSD)小于8.0%;采用钢标准样品进行加标回收实验,回收率在97.0%~108%,而加标回收率略有升高的原因在于助熔剂Sn降低了合金熔点,使少量难熔氧化物中的氧得到更充分释放。方法可用来准确测定不同镧、铈元素含量稀土钢中的氧含量。

辉光放电质谱法测定高温合金中的氧氮元素

通过优化放电参数,分析质谱干扰,校正相对灵敏度因子(RSF),对高温合金中的氧和氮元素进行测试,并将结果与氧氮氢分析仪检测结果进行比较。结果显示,使用辉光放电质谱仪和氧氮氢分析仪测定高温合金中氧和氮元素结果的偏差分别为小于10%和小于5.0%,且结果稳定性的相对标准偏差小于5.0%。校正后的RSF值可信,测试结果稳定可靠。

基于电磁型电压互感器传输特性的过电压在线监测方法

过电压的在线监测和实时分析对过电压的防护、治理及数值仿真研究具有重要意义。提出一种基于电磁式电压互感器(voltage transformer,VT)宽频线性黑盒模型的过电压在线监测新方法。该方法利用电站现有的VT和二次电缆获取和传输过电压信号。基于黑盒原理建立了监测系统整体二端口传输参数模型,推导了矢量匹配法结合时域递归卷积的数值反演计算公式。根据测量得到的二次侧过电压信号,仿真计算获得了VT高压侧的过电压波形。应用该方法,在实验室搭建了过电压在线监测系统,计算结果与测量数据的比较验证了该监测方法的可行性和计算方法的有效性。

GIS隔离开关操作对二次设备的影响

简述了 GIS内的电磁兼容问题及隔离开关操作产生 VFTO和 TGPR的机理、一次设备干扰二次设备的几种途径。在此基础上总结了现有的各种 VFTO和 TGPR以及二次电缆内干扰电压计算方法 ,并指出其不足 。

基于图像特征提取与BP神经网络的绝缘子憎水性识别方法

为了方便、快捷、准确地识别运行中绝缘子表面的憎水性等级,提出了基于图像特征提取与BP神经网络的绝缘子憎水性识别方法。首先,利用同态滤波和直方图均衡对憎水性图像进行增强预处理,然后利用改进的Canny算子提取了图像中水珠(或水迹)的边缘,并利用数学形态学对其进行修正得到最终的分割图像;提取图像中与憎水性相关的4个特征量,最后建立了基于BP神经网络的憎水性识别模型,并对测试样本的憎水性等级进行了识别。实验结果表明,该方法克服了人为因素的影响,能够有效识别绝缘子7种典型憎水性等级,总识别率达90%,为在线检测绝缘子憎水性提供一种新的有效方法。

基于相似矩阵盲源分离与卷积神经网络的局部放电超声信号深度学习模式识别方法

电气设备的故障类型与局部放电现象密切相关,有效提取和分析局部放电信号中的特征信息对故障类型判断和运维检修具有重要意义。针对局部放电超声信号的特点,提出了基于相似矩阵的盲源分离方法对原始超声信号进行预处理,有效提取局部放电的特征量。采用光纤传输的局部放电超声检测平台对4种类型的局部放电信号进行采集,并应用上述方法对信号数据预处理,将处理后的数据作为训练样本用于深度学习模式识别,选用卷积神经网络,最终识别准确率达到90%以上,提高了局部放电类型识别的准确性,为新一代电力系统的设备故障诊断提供了一种新方法。

悬式瓷制绝缘子泄漏电流与表面污秽的关系

为研究泄漏电流与相对空气湿度和污秽度的关系,以人工雾室内的大量人工污秽试验为依据,试验研究了瓷制绝缘子表面泄漏电流随相对空气湿度及污秽程度的逐步提升而不断增长的规律。结果表明,泄漏电流同空气相对湿度和污秽度之间存在着非线性关系;随着相对空气湿度和绝缘子表面污秽度的增加,表面放电现象明显加剧,泄漏电流随之增大,泄漏电流中3次谐波占基波比例也随之增加;湿度达到≥55%时,泄漏电流增幅明显。

应用电站设备宽频特性的过电压在线监测装置

过电压的监测和分析对现代电力供电系统有极其重要的意义。通过分析比较国内外现有过电压在线监测装置的特点,提出了一种新型的利用设备宽频传输特性的过电压在线监测方法,其原理是将电压互感器(TV)、二次电缆和分压器等二次设备看作相互级联的二端口网络,通过有理函数逼近建立了其传输参数模型;基于该模型,可由二次设备输出端口的电压信号,应用离散Fourier变换反演计算得到TV高压端口即高压母线上的过电压信号。同时应用该方法设计了在线监测装置的硬件结构电路,开发了软件运行程序,在实验室搭建了该过电压监测装置并建立了该装置的整体计算模型,计算结果与实测数据的比较验证了监测方法和监测装置的可行性和有效性。

基于NICS脉冲信号注入法的变压器绕组变形在线监测装置研究

电力变压器匝间故障将导致绝缘击穿,甚至造成整个电网事故的发生,为此,应用在线频率响应分析法检测变压器绕组变形。通过安装于变压器套管表面的非侵入式电容传感器（NICS）将测试信号通过高压套管注入变压器绕组从而实现了绕组变形的在线监测。开发了基于脉冲信号注入法的变压器绕组变形在线监测系统。着重阐述了测试信号的选择,在线信号的注入,保护电路的设计。分析了信号源和采样频率对频响特性测试结果的影响。对一台型号为35 k VA/10 k V/400 V的配电变压器进行测试,并与安捷伦频谱网络分析仪4395A的测试结果进行对比发现,在0~5 MHz频率范围内,两条频响曲线的相关系数为0.955 3。结果表明,该系统能在在线状态下准确、快速地获取变压器绕组数10 MHz内的频响特性。监测系统具有较高的灵敏度和重复性,能有效检测变压器绕组变形。

气体绝缘变电站内PT的特快速暂态仿真建模

为了计算气体绝缘变电站(简称GIS)内由开关操作等对二次设备产生的传导干扰,必须建立电压互感器(简称PT)、电流互感器(简称CT)的高频模型(10MHz)。为此,提出了建立PT高频电路模型的新方法。首先根据互感器输入、输出端口之间的实测频率响应,用矢量匹配法(Vector Fitting Method)采用有理函数拟合其频域传递函数; 然后根据实际需要,对该传递函数进行降阶处理; 最后,应用一种特定的RLC电路综合方法建立了该PT的电路模型。该方法具有简单、有效和通用的特点,对于任何形式、任何电压等级的互感器均可使用。

地应力测量方法综述

通过回顾地应力测量的起源及发展历程,对地应力测量方法进行了归类分析,明确了各种方法的基本原理、优缺点及应用范围;同时,对地应力测量的最新发展趋势以及目前我国在地应力测量方面面临的问题与挑战进行了剖析.研究成果对于采用较好的地应力测量方法以提高地应力测量精度无疑具有重要的指导意义.

基于改进矢量匹配法的变压器铁芯频变涡流模型

针对变压器建模中铁芯涡流的频变问题,基于改进的矢量匹配法建立了变压器铁芯的频变涡流模型。从铁芯叠片涡流阻抗表达式出发,用改进的矢量匹配法对其进行拟合,拟合带宽为10 Hz^10 MHz,并给出了拟合误差分布。在此基础上用电路综合的方法建立了其6阶电路模型;最后通过与现有实现方式进行误差对比,最大误差从10.48%降低到0.17%,提高了模型的准确性。结果表明,该方法简便、准确,使用该方法可提高变压器宽频建模的准确性,同时为变压器铁磁谐振等相关建模问题提供参考。

气体绝缘变电站内辐射干扰的建模与计算

简要介绍了气体绝缘变电站（GIS）内的电磁兼容问题和一次设备干扰二次设备的两种方式,在此基础上分析讨论了GIS电站内辐射干扰计算模型的组成和建立方法。建立了国内某GIS电站的辐射模型,并应用电磁场数值计算软件（NEC）对该GIS电站内的三维辐射电磁场进行了模拟计算。

一种基于散射参数的电压互感器二端口高频电路模型

为了计算气体绝缘变电站(GIS)内由特快速暂态过电压(VFTO)对二次设备产生的传导干扰,必须建立电压互感器和电流互感器(PT/CT)的高频模型。为此,该文提出了基于散射参数的互感器二端口高频电路模型建立的新方法。该方法首先将测量得到的互感器的散射参数转化为导纳参数并构建互感器的π形等值电路;然后,应用矢量匹配法对π形等值电路的导纳参数进行有理函数逼近获得它们部分分式和形式的频域表达式;最后采用电路综合方法构建出导纳元件的等值电路。时域仿真和实测结果的比较验证了该方法的可行性和有效性。该方法具有简单、有效和通用的特点,克服了以前建模方法的不足,所建立的模型可以使GIS内的传导干扰计算更为准确。

基于欧氏距离分析的电力变压器绕组变形程度与类型的诊断方法

频率响应分析法是检测电力变压器绕组变形的常用诊断方法之一。近年来,频率响应分析法的检测流程趋向标准化,但寻求合适的算法对频响曲线数据进行量化分析仍需深入研究。文中将频响曲线数据的量化分析看作一个概率分类问题,提出了应用欧氏距离分析诊断变压器绕组变形程度和类型的新方法。研究结果表明,欧氏距离分析能够有效地对变压器绕组变形程度进行诊断,且与先前研究提出的数学指数方法相比,该方法对变形程度的诊断结果具有更高的线性度。同时,在检测频段分段后获取子频段的欧氏距离分布的基础上,计算得到了子频段欧氏距离的最大值与最小值的比值,该比值能够有效地对绕组变形类型进行诊断。研究结果对频响曲线数据量化分析具有一定的参考价值。

电压互感器的高频无源电路模型

提出了一种获得微观无源的PT高频模型方法,该方法首先利用矢量拟合获得Foster形式的网络函数稳定的表达式,然后利用起作用集方法求解带约束条件的二次规划获得满足无源的Foster形式的网络函数,最后综合获得微观无源的电路模型。根据无源修正前后网络函数的对比验证了本文所提方法的有效性。