模块化变电站预制舱隔震设计及隔震效果分析

变电站属于生命线工程,某模块化变电站的一次设备预制舱底部设有钢构架,舱内设备单列布置,有必要研究并提升这种带钢构架预制舱结构及设备的抗震性能。首先,采用有限元软件ABAQUS进行地震作用下非隔震结构的非线性时程分析;然后,对该工程进行隔震设计并对比了隔震结构和非隔震结构的地震响应;最后,考虑钢构架刚度和隔震支座位置2个因素,在隔震结构的基础上进行参数化分析。结果表明,相较于非隔震结构,经设计的隔震结构延长了结构基本周期,在地震作用下具有较好的加速度和位移控制效果;针对本文选取的研究对象,钢构架截面采用H140结构会通过钢构架变形耗散地震能量,隔震支座不能充分发挥作用;相比于隔震支座布置于柱顶结构,布置于柱底结构具有更好的设备加速度和舱体位移控制效果,然而隔震支座会出现拉力。因此,建议此类结构隔震设计时,隔震支座的下部钢构架应具备一定刚度(当构架上部舱体重量为25 t时,底部构架刚度建议不小于3615 kN/m),隔震支座位置需综合考虑隔震支座受力和隔震效果。

模块化变电站预制舱竖向静力性能试验与数值模拟研究

为了探究模块化变电站预制舱结构在设计荷载作用下的安全性,以及不同设计参数的影响规律,开展了预制舱结构竖向静力性能研究。对实际工程安徽蚌埠临港220 kV变电站预制舱进行了竖向静力加载试验,利用ABAQUS有限元软件对预制舱进行了竖向推覆数值模拟,分析了预制舱的破坏模式,开展了预制舱竖向受力性能参数分析。结果表明:在设计荷载作用下,预制舱承载力和变形满足标准GB 50017-2017要求。在竖向推覆作用下,门洞处梁柱连接、舱底主次檩条连接先后受损,瓦楞板基本不会受损。设置立柱使预制舱下长梁最大位移减小了32.7%,门洞处建议布置立柱;单侧布置荷载使预制舱最大位移减小了39.9%,设备尽量布置在无门洞一侧;与增大瓦楞板厚度相比,底部铺设封板可有效减小预制舱竖向位移;对于大跨度预制舱,建议采用底梁三等分点吊装;预制舱优先端部开窗洞,加载侧开洞时应限制开洞数量及洞口间距。研究明确了预制舱结构的竖向承载性能,提出了设计建议,可为预制舱在实际工程中的应用提供一定的参考。

低功耗状态下的架空线路短时过负荷能力确认算法

为了提高线路的电力输送能力,确定最优功率调整节点,进而控制短时过负荷,提出了低功耗状态下的架空线路短时短时过负荷能力确认算法。分析各节点功率变化量与线路功率变量的关系,以最低功率调整成本作为目标函数,并将有功调整功率最低作为约束条件,控制架空线路短时过负荷,确认过负荷能力。实验结果表明:架空线路应用JL/G1A-400/35导线可具有更长的短时过负荷时间,有利于短时过负荷的有效控制。该方法可确定最优功率调整节点、并以最低功率调整量实现短时过负荷的控制,且控制成本最低。

围压变化作用下基于水力开度变化的单裂隙渗流特性研究

地下水流动及相应的溶质运移受广泛且复杂分布的地应力的影响,因此对不同围压下渗流的相关研究显得尤为必要。本文以基础的本构方程为出发点,对围压作用下的渗流进行定量的分析。基于水力开度的变化和单个结构面闭合变形法则,建立考虑围压下单裂隙的渗流特性,即渗流压力(P_(s))、水力开度(e_(h))、渗透率(k)和围压(P(c))的关系模型。在岩心夹持器中进行大理岩的单裂隙渗流实验,并对试验数据进行回归分析。结果表明,该模型可有效地预测不同流量下的渗流压力、水力开度和渗透率与围压的非线性关系。在单裂隙中定流量条件下,围压与渗流压力正相关,且呈现为过量渗流压力形式的非线性关系。水力开度和渗透率在12 MPa围压内快速下降,围压大于12 MPa后呈趋于稳定的非线性关系。

基于二维码定位和IMU信息融合的机器人室内定位技术

为了获得更加稳定、精度更高的定位信息,结合机器人惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)自主定位的高精度和二维码定位的稳定性的优点,提出了一种基于二维码定位和IMU信息融合的机器人室内定位技术。针对机器人运动学的数学模型,设计了一种融合二维码定位信息和IMU定位信息的观测器,使定位信息在保持惯性测量单元的高精度的同时,不会产生长时间累计偏差而导致出现漂移现象。为了验证所提方法的有效性,给出了移动机器人室内定位的相应对比实验。实验结果表明,针对移动机器人运动模型设计的融合观测器的定位精度明显优于卡尔曼滤波和单一的IMU自主定位。

不同JRC粗糙单裂隙水力开度3D数值模拟研究

岩石的过水能力主要决定于其中的裂隙,其表面粗糙度的影响不可忽视,单裂隙是一个简单的理论验证装置。为了探究不同结构面粗糙度系数JRC的水力开度e h变化,提出在不同雷诺数条件下e h和JRC的定量关系。研究开展了不同JRC粗糙单裂隙渗流特性3D数值模拟。首先,数值化5条Barton提出的标准轮廓曲线并导入COMSOLMultiphysics软件;然后进行扫掠操作,构建了不同JRC的3D单裂隙模型;进一步,设置不同的边界条件和初始条件,求解3D单裂隙中不可压缩粘性流体Navier-Stokes方程和连续方程;最后,基于立方定律和求解得到的流场参数,定量不同JRC的3D单裂隙e h。研究结果表明,Forchheimer方程线性系数A和非线性系数B对JRC有着明显的依赖关系,也受到平均开度E的影响;E对于粗糙裂隙中的流体流动影响明显,然而在一定范围内的JRC对流体流动的非线性行为起促进作用;在E相近时,JRC值越大的裂隙模型中,低流速的区域越多;粗糙裂隙中的e_(h)和Re是负指数关系,考虑Re的e_(h)与JRC的定量关系为e_(h)=E_(2)JRC^(-2.5)Re^(-0.21)。研究得到不同Re条件下Re和JRC值的定量关系,促进了区域地质相关的工程设计优化,也可以为工程地质灾害提供理论依据。

基于Transformer和注意力机制的角钢塔螺栓缺陷检测模型

螺帽缺失、螺栓缺失是角钢塔建设阶段常见的结构缺陷,但由于特征区分度低现有目标检测算法对螺栓缺陷检出率较低.针对这个问题,首先基于Transformer对卷积特征进行特征编码提出了全局信息提取算子,其次通过通道注意力机制自适应组合候选检测框多尺度缩放后引入的局部背景信息,最后基于图像分割与背景融合对螺栓缺陷样本进行数据扩增.消融实验表明上述策略均能有效提升螺栓缺陷检测效果且相互不排斥,与其他典型算法对比验证了本文算法的先进性.

±500kV龙政线带电线路下方基础工程施工安全预防措施

高压直流输电是为应对国内飞速发展带来的迅速增长的电力负荷需求产生的一种既安全稳定又经济的输电技术,具有远距离、大容量输电等特点。然而,在我国电力行业中,高压带电设备基本处于长期运行状态,当输电线路需要进行改造施工时,分析带电线路下方基础工程施工安全情况并得到相对应的安全措施显得尤为重要。基于此,本文就±500kV龙政线带电线路下方基础工程施工安全预防措施进行分析和探讨。

基于改进ELECTRE法的电网规划投资多准则融合决策方法

电网规划投资决策不仅要考虑项目投入产出效益,而且要考虑地区投资环境和企业管理水平对项目投资的约束。为统筹协调电网规划投资决策中主观经验与客观数据、定性指标与定量指标、项目属性与环境属性,提出一种基于改进消去与选择转换法(elimination et choice translating reality,ELECTRE)的电网规划投资多准则决策方法。首先,提出电网规划投资中效益、效率与效能多准则融合决策理念;其次,构建电网规划投资决策指标体系;再次,运用归档赋值法和偏好策略表对ELECTRE法进行改进,构建基于改进ELECTRE法的电网规划投资决策模型,提出电网规划投资决策流程;最后,通过案例验证方法的可行性。研究结果表明,该方法提升了投资效益、效率与效能,可为有关部门开展电网规划投资决策提供参考。

物联网在智能变电站辅助系统监控中的应用

为了提高智能变电站相关辅助系统的联动性,设计了一种集成到虚拟现实环境中的智能变电站辅助系统物联网原型。利用应用功能和任务均衡分配调度的边缘计算算法,实现了对单个边缘节点的有效控制,提高物联网智能变电站辅助系统的即时性和安全性。通过MQTT协议和CoAP协议传输数据,结合ESP-8266 Wi-Fi模块提高了信息交换速度并降低带宽消耗。利用ACS712电流传感器和HC-SR501运动传感器检测变电站各装置的实时状态,通过虚拟现实技术将监控管理信息展现给用户,实现了变电站内设备的完整监控功能。

输电线路杆塔基础砂岩崩解特性试验研究

选取安徽宣城山区建设的军塘—西二110 kV输电线路工程区域代表性红砂岩为研究对象,开展了干湿循环室内崩解试验,通过分析崩解现象与崩解物颗粒,探讨了砂岩崩解的规律及机理,据此提出了输电线路杆塔基础的施工建议。

浅析输电线路软土地基基础设计

经过长久的淤积,长江中下游形成大面积冲积平原,该地区软土地基上基础的设计是输电线路关注的重点。文章结合软土地基的地质条件及常用的基础型式,对软土地质条件下的基础选型及设计进行了总结,并提出了相关设计建议。

浅析山区输电线路塔位选择及基础选型设计

文章结合塔位选择和基础选型设计,阐述山区基础设计的主要流程,并对山区塔位选取原则、塔基断面测量方法和山区基础选型及设计要点进行了论述。文章还对塔基位置的排水沟、植被恢复及护坡等附属设施的设计进行了介绍。

热轧耐候角钢塔结构设计研究及全寿命周期成本分析

耐候钢杆塔的应用可避免镀锌工艺产生的环境污染,降低后期防腐维护成本。为避免受冷弯角钢生产效率和设备加工能力的制约,积极开展热轧耐候角钢塔的设计研究。基于几何力学理论推导热轧耐候角钢截面特性参数计算公式,总结热轧耐候角钢规格库,研究锈层对其截面特性的影响规律;选用110 kV和220 kV输电线路典型杆塔开展热轧耐候角钢塔结构设计,分析热轧耐候角钢的应用对输电线路杆塔全寿命周期成本的影响。结果表明,热轧耐候角钢可显著减低输电线路运行维护难度和全寿命周期成本,为热轧耐候角钢塔的设计及推广应用提供参考。

基于智能一次设备构架的自动化模块变电站设计研究

随着科学技术与互联网的发展,变电站逐渐趋于智能化和自动化,对传统变电站的升级已是不可逆转的趋势。研究依据国家规定和行业相关要求,基于一次设备对变母线,断路器和主接线等进行规划选型,利用自动化模块技术设计了智能变电站,并对其进行仿真验证。测试结果表明,自动化模块变电站选择的一次设备绝缘性能良好,且断路器具有较强的断弧能力。自动化模块智能变电站平均故障率为1.78%,传统变电站平均故障率为3.98%,自动化模块智能变电站有效地降低变电站的故障率,提高变电站的安全性。在工程造价方面,自动化模块智能变电站比传统变电站动态投资和静态投资分别节约了567和582万元。以上结果说明基于智能一次设备构架自动化模块设计的变电站故障发生概率较低,安全性较高,在建设变电站领域具备较好的实用性和经济性。

基于多机器学习模型的变电站调试检修自动测试方法研究

为了提高变电站调试检修自动测试方法的智能水平,减少人工运维调试工作,提出一种构建LightGBM机器学习模型对变电站调试检修自动测试结果进行智能分析的方法。首先,构建LightGBM机器学习模型并对其进行参数调优和训练;然后采用变电站调试检修自动测试获取的数据对LightGBM机器学习模型进行测试;同时,构建XGBoost机器学习模型作为实验对照组,采用同样的实验方法对其进行训练与测试;最后,对比两种机器学习模型的综合性能。实验结果表明:LightGBM机器学习模型的拟合效果更好;XGBoost机器学习模型对自动检测方法故障类别预测出错数据的分析正确率最高为90.1%;而LightGBM机器学习模型的判断正确率维持在95%以上,最高达到了96.9%。可知在对变电站调试检修自动测试结果进行智能分析时,选择的LightGBM机器学习模型都更加适合,性能更稳定,能够实现提高变电站调试检修自动测试方法智能水平的目的。

基于10/350μs波形下不同压敏电压的限压型浪涌保护器间能量配合研究

浪涌保护器(Surge protective device,SPD)对于保障电气、电子设备免于雷击风险有着至关重要的作用。为实现电气、电子系统过电压保护,必须安装两级或多级合理能量配合SPD。针对SPD间能量配合问题,利用10/350μs波形对Ⅰ类、Ⅱ类SPD并联能量配合问题进行研究,得出以下结论:当SPD间无专门退耦装置时,限压型SPD间的线路特性阻抗对于其间能量配合起到关键作用。当第一级SPD压敏电压高于第二级,且SPD间距离短、冲击浪涌电流较小时,SPD间能量配合失效。当冲击浪涌电流增大或SPD间间距增大时,能够显著提升两者间能量配合效果。