变压器绝缘缺陷放电发展特性及检测方法研究现状及展望

变压器爆燃事故的发生大多源于其内部绝缘缺陷的局部放电,并逐渐发展至火花放电和电弧放电,造成巨大的经济损失。研究内部放电信号特征及其快速检测方法对保障电力变压器安全可靠运行具有重要意义。国内外学者围绕变压器内部绝缘缺陷放电特性及检测方法开展了大量研究工作。为此从局部放电、火花放电和电弧放电3个阶段综述了相关研究成果,对不同放电发展阶段的脉冲电流、电磁波、声、光以及化学产物等理化特性进行了总结分析,同时概述了基于不同信号的检测方法和对检测设备的要求,并对比了不同检测方法的优缺点,最后提出了对于变压器绝缘缺陷放电发展检测的研究展望。该文对进一步深入研究油中放电信号特征提取、快速检测以及变压器主动保护技术具有指导意义。

锂离子电池健康状态估计及寿命预测研究进展综述

随着锂离子电池的应用越来越广泛,锂电池健康状态的精确估计和剩余寿命的实时预测对于锂电池系统的安全运行和降低运维成本具有重要意义。锂电池内部复杂的物理化学反应和外部复杂工作条件,使得实现精准的健康状态估计和寿命预测具有挑战性。该文综述近年来锂电池健康状态估计和剩余使用寿命预测方法的研究现状,分析基于物理/数学模型、数据驱动、模型法和数据驱动融合,以及多种数据驱动融合的锂电池健康状态估计方法的优缺点及适用条件,并对比分析不同数据驱动类型的锂电池寿命预测方法。指出锂电池健康状态估计及寿命预测尚存在的问题,并对未来研究方向进行展望,对完善锂电池健康状态估计和寿命预测算法理论体系、指导实际应用技术具有重要意义。

变压器油中工频电弧特性及变压器防爆研究综述

变压器内部短路电弧故障是变压器最严重的故障之一,极有可能引发变压器油箱的变形、变压器油的泄露,进而导致火灾,造成恶劣影响。研究变压器防爆技术对于保障电力系统的运行安全和人员生命财产安全具有重要意义。该文总结现有的油中工频电弧试验技术,包括电容电感谐振法、变压器(发电机)短路法和其他等效方法;归纳已获得的油中工频电弧的电压、电流、气泡温度、产气、压力、光谱等特性;总结目前建立的电弧故障下的油箱压力仿真模型,分析各类模型的优缺点;讨论现有的变压器防爆原理及防爆技术。在此基础上,进一步探讨目前迫切需要研究的重点,对进一步深入研究油中工频电弧特性、压力仿真模型、变压器燃爆机理和防爆技术具有重要的参考价值。

变压器内部电弧故障快速检测方法研究与对比

变压器内部短路电弧故障是变压器最危险、最严重的故障,极有可能造成变压器油箱的形变和破裂,乃至变压器油的燃烧与爆炸,对人员生命安全、变电站财产安全、电网运行安全都造成了严重威胁。实现变压器内部短路电弧故障的快速检测有利于及时发出断路器分闸信号,从而缩短电弧燃弧时间,减小电弧能量,降低燃爆可能性。为寻找适用于电弧故障快速检测的信号及特征,首先搭建了基于电容电感串联谐振的油中工频大电流电弧实验平台,并实现了油中工频电弧的电压、电流、压力波、光、电磁脉冲、气泡形态等关键电弧特性的测量;发现压力波存在前期快速振荡-后期持续上升两阶段,光信号存在间隔约10 ms的脉冲,电弧电流过零点时必定会产生电磁脉冲,上述压力波、光和电磁脉冲3种信号及其特性有望应用于变压器内部短路电弧故障的快速检测;最后对比了这3种故障检测方法的优缺点,并指出这些方法在工程实际应用前急需进一步解决的问题。

纳秒脉冲下SF_(6)中的气固界面流注特性

在电磁脉冲模拟装置中,绝缘子的沿面闪络问题制约着装置的安全运行。为此通过将放电过程中正负离子和电子的连续性方程和泊松方程耦合,建立了脉冲电压下气-固界面流注放电的仿真模型,对不同电压极性、不同气压下的沿面放电流注的机理和特性进行了研究,并通过与实验结果进行对比,分析了电压极性及气压对沿面流注放电发展与介质表面电荷的影响。结果表明,正负流注在发展过程中存在差异,正流注头部电离剧烈,以步进方式向前发展,而负流注更容易产生阴极导向的正流注。负极性流注介质表面电荷积累要大于正极性表面,介质表面电荷累积造成的局部电场是负极性流注产生阴极导向正流注的主要原因。同时,随着外界气压的上升,流注发展半径减小,表面电荷累积量增加。

铁基软磁材料电抗器噪声特性

铁基软磁复合材料具有高磁导率、高磁感应强度、低铁损的特性,研究该材料为铁心的电抗器的振动噪声特性对电抗器减振降噪设计具有重要意义。文中基于有限元仿真模型,通过磁场-结构-声学多物理场耦合,对正常运行条件下电抗器的振动与噪声分布进行计算分析,并搭建电抗器噪声测量系统,分别测量硅钢铁心、混合铁心和铁基软磁铁心电抗器的噪声信号,进行试验验证。结果表明:混合铁心和铁基软磁铁心电抗器噪声明显低于硅钢铁心电抗器,混合铁心电抗器受电流变化影响最小。仿真数据显示,硅钢铁心电抗器磁致伸缩与麦克斯韦力噪声比值为1.15,磁致伸缩占比最大。铁基软磁铁心电抗器噪声小的主要原因是磁致伸缩效应小至可以忽略。

脉冲电压下油中流注演变规律及放电脉冲特性仿真研究

随着新型电力系统快速发展,油纸绝缘承受的电应力环境更加复杂,其中暂态脉冲下的油纸绝缘放电行为备受关注。为弥补实验研究洞察微观机理能力的不足,基于全电流理论构建油中流注场路耦合模型,研究了脉冲电压下流注演变规律及其影响因素,揭示了放电脉冲波形特性及其与流注演变过程的内在联系。研究表明:暂态脉冲作用下的油中流注可分为球状发展、定向发展、流注消散3个阶段;流注头部场强在球状发展阶段减弱,定向发展阶段维持不变,流注头部净电荷密度始终减弱;起始放电电压的增加、直流分量占比的减小、脉冲陡度的增加均会使流注传播速度与最大半径增加;忽略回路电感作用时,流注将诱发单极性双峰放电脉冲,其中球状发展阶段对应脉冲首峰前沿,定向发展阶段对应首峰下降沿,纸板充电过程对应次峰前沿,电荷消散过程对应次峰下降沿;回路电感将引起放电脉冲的首峰振荡,振荡频率、脉冲幅值均与回路电感近似线性负相关。该研究结果为揭示暂态电应力下油纸绝缘放电机理奠定了理论基础,对统一放电脉冲波形特性具有重要意义。

基于CNN-Bi LSTM的铁氧体磁芯损耗精确模型和小样本迁移学习预测方法

传统的经验公式和损耗分离公式难以准确计算宽频宽磁密、宽温度范围以及复杂波形激励下铁氧体磁芯的损耗。考虑到磁芯损耗与磁通密度波形的局部和长期特征均相关,基于普林斯顿大学研究者构建的MagNet数据集,采用CNN-BiLSTM建立大样本磁芯损耗预训练模型,损耗预测的平均误差均小于3%,95%误差均小于10%;以3C90和N87铁氧体为例,构建小样本数据集并采用迁移学习方法训练模型,选取最优迁移学习策略,提出最优源域模型选取方法,对比迁移学习和直接训练所需的训练步数,分析小样本数量和初始学习率对迁移学习效果的影响。以样本数量达到1000为例,与直接训练相比,采用迁移学习方法后模型所需训练步数由500降为50,3C90和N87铁氧体损耗预测的平均误差分别由4.49%和6.6%降为2.66%和2.35%,95%误差分别由11.97%和17.12%降为7.22%和6.21%,模型的收敛速度和预测精度都大大提高。在实际工程中,仅需利用少量样本对源域模型参数进行微调,即可实现模型快速求解和损耗精确预测。

SF_6放电分解组分分析及其应用的研究现状与发展

SF6绝缘类电力设备具有体积小、安全性高、维修周期长等众多优点,随着其在电力系统中得到越来越广泛的应用,SF6气体放电分解组分分析及其应用成为近年来的一个重要研究课题。从SF6气体分解过程及机制、分解产物检测方法、不同条件下的分解特性及影响因素以及电力设备绝缘缺陷诊断应用等几个方面对其进行了归纳。SF6在放电条件下会发生分解,生成多种类型的气体产物,其分解组分的种类和含量受到电流、电极材料、微水微氧含量、气压、吸附剂等多种因素的影响。同时SF6的分解过程与放电类型及放电能量密切相关,因此可以将SF6放电分解组分分析技术应用于电力设备的状态监测之中。最后,提出了今后研究中有待进一步解决的问题和可能的发展方向。

变压器铁心及绕组状况的振动测试系统

介绍了振动法监测电力变压器铁心及绕组状况的原理。根据对测量对象等的分析 ,在合理选择了传感器、电荷放大器及采取了一系列的抗干扰措施后 ,设计并组成了一套完整的测试系统。利用该系统提取了试验用小型变压器在空载情况下的振动信号。从提取的振动信号频谱图可看出 ,该测试系统可正确测取变压器在空载条件下铁心的振动信号。试验表明 。

小波包分析在振动法监测变压器铁芯及绕组状况中的应用

通过分析小波包的特性 ,提出了一种基于小波包分析得到变压器器身振动的能量特征矢量的方法 ,该特征矢量可作为变压器铁芯故障诊断的判据。在实验室中 ,进行了空载条件下变压器铁芯振动的测试。从时域的信号来看 ,故障后的振动加速度信号幅值比正常状况下有了一些变化 ,但难以形成确定的判据来衡量电力变压器发生故障程度的大小。对振动信号进行小波包分解 ,得到基于小波包分析的能量特征矢量 ,从实验结果可以看出这种方法可有效地判断铁芯是否存在故障。

用振动信号分析法监测变压器绕组状况

振动法是诊断变压器运行中潜伏故障的一种有效手段 ,能检测出故障绕组及铁心的状况。为此 ,论述了绕组正常状态及异常时变压器绕组的振动信号特征 。

GIS局部放电检测用特高频天线研究现状及发展

因抗干扰能力强、灵敏度高等优点,目前特高频法检测GIS局部放电在电力系统中获得广泛应用,其中天线是特高频检测系统中的关键组件之一。笔者在介绍特高频接收天线基本工作原理的基础上,分别综述了多种不同类型的内置及外置特高频天线的性能及结构特点,分析了用于GIS局部放电检测中各种天线的优缺点,并讨论了其发展的趋势。论文对天线的性能优化及新型天线的研制有重要指导意义,并可为GIS局部放电特高频检测系统中天线的选择提供依据。

振动法用于在线监测电力变压器绕组及铁心状况的可行性研究

本文提出利用在线测量器身振动监测电力变压器铁心及绕组状况的方法 ;分析讨论了如何从器身振动信号中提取铁心及绕组的振动信号。根据参考文献以及实测得到的变压器器身振动信号频谱图 ,研究了铁心及绕组振动信号的基本特征 ;

空载变压器油箱表面振动信号的初步研究

利用变压器振动测量系统测取了空载变压器油箱表面的振动信号 ,根据对铁心振动信号特征、不同位置处振动信号的差异的研究提出了运用振动信号分析法在线监测变压器铁心时 ,同时分析三相振动信号及与各自的历史振动数据相比较的方法。

油浸式电力变压器绕组与铁心振动特性研究

利用变压器振动测试系统,对在变压器油箱表面测得的铁心及绕组的振动信号进行研究.在理论研究影响铁心及绕组振动各因素的基础上,实验验证了在空载状态下油箱表面测得的,铁心振动信号的基频幅值与施加电压的平方以及绕组振动信号的基频幅值与流过绕组的负载电流平方都呈较好的线性关系.指出了铁心振动信号中含有高次谐波含量,且与施加电压的平方不存在线性关系,而绕组振动信号主要集中在100Hz处.提出了电网电压波动较大时必须考虑空载电压大小对铁心振动的影响,评价绕组的振动水平时必须考虑负载电流的大小.研究内容对于振动信号分析法的推广应用具有重要意义.

电力变压器空载状况下的振动特性研究

利用振动测试系统测试电力变压器空载状况下各相振动情况 ,以此研究空载时变压器器身的振动特性。该法与电力系统没有直接的电气连接 ,故效果良好 ,研究表明变压器器身振动基频为 10 0 Hz,10 0 0 Hz后谐波衰减至

负载电流法在基于振动信号分析法监测变压器铁心状况中的应用

振动法是诊断变压器运行中潜伏故障的一种有效手段,不仅能够检测出故障绕组,还能检测铁心的状况,对其进行充分的研究有良好的应用前景。文中提出了一种不空载运行变压器取得变压器铁心振动信号基频成分的负载电流法。模拟变压器实际运行时的情况,测量了不同负载电流及空载情况下变压器本体的振动加速度信号。通过拟合的负载电流与振动加速度信号基频成分的关系曲线,得到了负载电流为零时变压器振动信号基频成分的幅值,这个值与空载情况测得的振动信号基频成分相当,说明了利用这种方法可以提取出变压器铁心振动信号的基频成分。文中最后利用负载电流法对于铁心故障进行了监测,并与小波包分析法进行比较,结果证明了这种方法可初步判定铁心的状况。

换流站中电容器装置噪声水平计算方法的研究

滤波、并联电容器装置的噪声是换流站中噪音来源的主要因素之一,有必要对其计算方法进行研究。文中介绍了电容器振动及噪声产生的机理,即:电极间的电场力将使电容器的外壳振动并最终变为噪声辐射出去;根据电容器在机械力激励作用下其表面的振动响应,计算得到了电容器外壳振动的频响函数以及在电容器流过特定电流时其外壳的振动响应;提出了电容器表面振动速度与其产生的噪声之间的关系,并由此计算了单台电容器在流过含有高次谐波分量的电流时的噪声水平;对一滤波电容器装置的噪声水平进行了计算,结果表明利用文中提出的方法可以有效、方便地计算电容器及电容器装置的噪声水平,为换流站的建设提供参考;文中最后对灵宝换流站中滤波电容器装置的噪声水平进行了测量,并与计算值进行了比较,分析了二者产生差异的原因,验证了文中所提出方法的正确性。

换流站用交流滤波电容器的噪声试验与仿真

交流滤波电容器装置噪声是换流站噪声来源的主要因素之一,开展其噪声特性的试验及仿真分析,对于电容器噪声水平的抑制具有重要意义。在理论分析电容器噪声产生机理的基础上,建立了位于半消声室内的电容器振动与噪声测量系统,并对单台电容器表面振动及辐射噪声进行了测量,理论分析并试验验证了电容器底面是其噪声的主要来源。采用边界元理论建立了单台电容器的噪声模型,以实测的振动数据作为边界条件进行了单台电容器噪声的仿真计算,与实测噪声数据的相比误差在±2dB范围内,从而验证了所建噪声模型的正确性,在此基础上对电容器不同表面单元的噪声贡献量进行了分析,提出了底面振动是电容器噪声产生的主要原因。该研究结果为单台电容器可听噪声控制措施的研究提供了依据。