变电站火灾监测预警及自动灭火智慧系统设计

为提高消防系统中各设备协作能力和救援行动精细化程度,基于物联网技术、大数据分析和人工智能等方法,提出1种融合型变电站火灾监测预警及自动灭火智慧系统,该系统可利用多任务深度学习的方法进行视频图像的多分类处理,通过传感器获取现场火情情况,采用随机森林算法提取数据融合后的信息特征,实现预警等级和火情等级的分类。研究结果表明:利用融合型变电站火灾监测预警及自动灭火智慧系统对变电站内可能发生的火灾进行早期的预警与火情的监控报警,其分类准确率在97.4%以上,同时可依据位置信息生成对应变电站内具体位置的火情等级分布图,发现火灾隐患与早期起火点,通过系统中的控制决策装置联合自动灭火装置进行火灾风险预警、火情报警及火灾处理的工作。研究结果有助于构建新型的智慧型消防物联网络,提升消防工作的智能化、信息化水平。

模糊综合评价-BP神经网络在电气火灾风险评估中的应用

我国电气火灾发生频繁且损失严重,对电气火灾风险状态进行评估可以有效辅助电气火灾防控决策,预防电气火灾。针对低压线路电气火灾特点,建立了一种基于模糊综合评价-BP神经网络的电气火灾风险评估模型。首先,从电气因素、环境因素、空间因素及人为因素4个方面选取10个定量指标、9个定性指标构建电气火灾风险评估指标体系;然后,采用层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)和熵权法计算指标静态权重并进行动态加权;其次,参照低压线路运行工况选取符合实际工况的指标参数进行模糊综合评价,获得训练数据集;最后,构建BP神经网络模型对数据集进行训练,形成风险评估模型。经训练结果分析和试验验证,采用该方法建立的评估模型可行且预测结果合理、可靠,可为电气线路的实时火灾风险评估提供参考。

面向极端雨季内涝的配电设施涉水抢修触电防护

我国区域极端气候复杂,部分地区的电力设备在雨季内涝时会出现故障甚至漏电风险。为解决内涝条件下电力涉水抢修触电问题,首先,对人体安全电位进行理论分析,得出人体安全电位阈值,阐明人体触电机理;其次,采用有限元分析软件建立电力涉水抢修时的水体散流模型及人体触电模型,计算分析涉水深度对人体电位及心脏电位的影响规律,并对不同防护状态下的防护服内外部电位分布进行仿真计算;最后,通过模拟试验对不同防护状态下的人体电位分布进行验证。研究结果可为电力涉水抢修致人体触电问题的解决提供参考。

高校实验室接地管理探究

实验室接地主要在实验室基础建设和装修改造过程中实施,是高校实验室管理中极易忽视的重要环节。为做好实验室接地精细化管理,文章从接地的重要性出发,讨论了实验室接地种类和独立接地对提升精密仪器信噪比的作用,并分析了接地不当或缺失的风险。文章提出了满足仪器设备使用需求的降低接地电阻解决方案,在实验室运行管理中可通过检查表对实验室接地情况进行检查,确保接地系统持续有效。

RP-3航空煤油油气燃烧特性试验研究

在20 L球形密闭罐内开展RP-3航空煤油油气燃烧试验,测定初始温度400 K、初始压力40~140 kPa、当量比0.7~1.5下RP-3航空煤油油气的火焰传播特性,分析了初始压力及当量比对火焰传播的影响,同时以点火位置为变量研究了火焰发展形态特征。结果表明:RP-3航空煤油的无拉伸层流火焰传播速度、拉伸层流火焰传播速度及层流燃烧速度随当量比增加呈先上升后降低趋势,在当量比为1.1时均达到最大值;随着初始压力的增大,三个速度相关的特征参数呈负相关变化;热扩散不稳定性及浮力不稳定性加剧了火焰面受到的流体动力学不稳定性影响,导致火焰不稳定性增强,在偏离中心点火位置时火焰面上产生了典型的细胞形状结构。

基于GRNN模型改进型对电池容量估计的研究

为了在高效率少量数据统计的情况下更为精准地估算18650电池剩余容量,基于GRNN非线性回归理论径向基神经网络模型,使用网格搜索对模型的核函数参数进行改进,使得其在少数据的情况下依旧能精准估算18650电池剩余容量。对电池进行循环充放电实验,提取循环中的相关参数,使用一节电池的数据进行训练,随后对其中4节进行容量估算,得出结果。研究表明:电池充放电时的参数,电池欧姆内阻与电池容量呈负相关,等压降放电时间与容量呈正相关。得到GRNN模型改进型,核函数参数为5,新模型对于少量数据的情况下的计算更为准确。

基于FDS的管廊电缆火灾动态风险评估研究

为解决管廊或管沟内的电缆敷设密度较大,发生火灾极易形成电力系统的连锁事故等问题,采用FDS仿真软件,综合考虑传感器、喷淋系统、通风系统和防火门等安全屏障不同响应情况构建管廊电缆火灾动态风险评估模型,并应用Arrhenius公式将数值仿真结果指标映射为电缆火灾风险值,进而绘制时变的电缆火灾风险曲线,探究火灾情景下管廊电缆风险动态评估及应急决策优化方案。研究结果表明:喷淋系统是管廊电缆火灾风险的最关键影响因素,喷淋系统的安装位置以及动作状态在很大程度上影响管廊电缆火灾风险。研究结果可为地下管廊电缆线路典型事故的预防、处理和恢复提供应用价值。

10 kV带电作业风险评估模型构建与应用研究

为准确评估带电作业中关于10kV架空线路带电接支接线路引线的风险因素,建立1种基于灰色关联度法和贝叶斯网络模型相结合的风险综合评估模型。首先,通过分析593项带电作业事故案例,利用灰色关联度法计算出人、物、环境、管理4种风险因素关联系数。然后,将带电作业分为验电阶段、确认支接线路阶段、设置绝缘遮蔽—拆除和离开阶段、做支接线路搭接阶段,并针对专家打分结果运用Netica软件计算风险因素后验概率,构建贝叶斯网络安全评估模型。最后,对研究结果进行综合权重计算,建立10 kV带电作业风险评估模型。研究结果表明:贝叶斯后验概率的计算结果更倾向人和设备设施因素,而综合灰度计算之后,提高了环境因素权重,评估结果与以往的历史数据更加吻合。灰度计算结合贝叶斯模型的综合评价方法能够更真实地反映实际电力作业情况。研究结果可为电力作业风险评估提供理论和方法参考。

多层电缆燃烧行为及火焰特性研究

为研究狭长地下空间内桥架电缆的火灾特性,开展不同桥架间距和点火位置的电缆燃烧实验,分析3种桥架间距(0.2 m、0.3 m、0.4 m)与3处点火位置(下层、中层、上层)对电缆燃烧特性的影响。结果表明:在相同点火位置,不同桥架间距的条件下,火焰前锋位置随时间呈现先增加后不变的趋势,其增长速率随桥架间距的增加而减小;随着桥架间距增大,平均电缆火焰蔓延速率逐渐降低;在相同桥架间距,不同点火位置条件下,上层电缆火蔓延速率稍快于下层;桥架电缆中滴落引燃邻层电缆要大于下层引燃上层电缆所需的时间;当中间层电缆被引燃时,电缆质量损失最先进入快速增长阶段,其次分别为上层和下层;当下层电缆被点燃时,对应的热释放速率峰值最大,可达928 kW,而中间及上层引燃后对应的热释放速率依次减小,分别为797 kW和713 kW。

基于组合赋权云模型的陆上风电场运维期风险评价

陆上风电场系统复杂、运维条件变幅大、不可控因素较多。为降低陆上风电场运维期的风险,提出基于系统理论过程分析方法(STPA),建立综合考虑陆上风电场各种失事形式的单目标多层次评价指标体系,并构建基于G1-改进CRITIC-云模型的陆上风电场运维期风险评价模型。该模型通过G1法和改进CRITIC法分别确定评价指标的主客观权重,利用博弈论计算评价指标的组合权重,应用云模型确定风险指标等级,通过MATLAB完成实例的仿真分析,并以湖北某陆上风电场为例进行分析。结果表明:该陆上风电场运维期风险等级在“较低风险”和“一般风险”之间,能够真实反映陆上风电场运维期风险状况,提高运维期风险管理水平,研究结果可为陆上风电场运维管理工作提供参考。

基于改进平均秩次法电机定子绝缘可靠性评估

电机定子绝缘系统作为电机系统关键性部分,其运行的安全性与可靠性十分重要。为有效提高对电机运行过程中定子绝缘可靠性的评估,降低损失,在平均秩次法的基础上提出了基于改进平均秩次法电机定子绝缘可靠性评估,并综合两参数威布尔分布模型与最小二乘估计法进行参数求解。根据所研究电机实际运行情况,利用提出的改进方法对数据进行分析与验证,得出可靠度函数曲线及失效率函数曲线。结果表明,利用改进后的方法进行求解比改进前拟合优度更高,对电机定子绝缘可靠性评估更为精确。

光伏直流配电故障诊断及火灾风险评估技术

长期服役的光伏发电系统直流配电故障概率高、火灾风险及危害大,严重影响光伏电站的运行安全、发电与出力能力,并对电站运维提出故障与火灾精准检测的技术挑战。为此,从生产现场直流配电柜故障分析入手,揭示接触不良、绝缘劣化、故障电弧、电气火灾的演变机理;分析国内外故障电弧诊断与火灾检测技术的理论成果应对在运电站电弧火灾的有效性,提出故障电弧预诊断与火灾检测技术的应用解决方案。研究结果表明,提出的故障电弧诊断与火灾检测技术应用方案,弥补直流继电保护对串联电弧故障无法保护的不足,能够有效诊断故障电弧并检测烟雾和高温,避免火灾及其扩大事故的发生。

组合赋权-云模型的变电站检修风险评价

为解决变电站检修风险评价指标的不确定性和风险等级难以确定的困难,首先,运用工作分解结构-风险分解结构(Work Breakdown Structure-Risk Breakdown Structure,WBS-RBS)法识别出影响变电站检修的主要风险因素,并通过灰色关联度分析优化评价指标,构建了包括5个一级指标、20个二级指标的变电站检修风险评价指标体系;其次,采用博弈论对网络层次分析法(Analytic Network Process,ANP)和改进CRITIC(Criteria Importance Through Intercriteria Correlation)法分别确定的主、客观指标权重进行组合赋权计算,并结合云模型以内蒙古某变电站为例进行风险等级评价,得到该变电站检修风险综合云特征值为(0.4805,0.0337,0.0055),根据MATLAB绘图及风险等级划分可知,该变电站检修处于中等风险等级;最后,将案例中云模型与模糊综合评价法的计算结果进行对比。结果表明,二者的评价结果相近,但组合赋权-云模型方法能够克服模糊综合评价法随机性和模糊性的缺陷,较全面客观地反映变电站检修风险的实际情况。

核电站电力电缆芯温预测与内因火灾预警研究

针对核电站中大量电力电缆集中敷设,电缆内部热量大量积聚,增加火灾风险的问题,提出利用线芯导体的异常温升这一极早期特征作为电缆内因火灾的预警方法。构建三芯电力电缆暂态热路模型,确立外护套表面温度与线芯温度之间的对应关系,开展内因火灾实验,积累研究所需的实验数据,提出基于Levenberg-Marquardt算法的电缆芯温反演计算方法。研究结果表明:将电缆外护套表面温度和电流数据作为输入参数,可实现电缆线芯温度的实时反演计算,能够解决电缆线芯因为包裹在护套内且具有极高的对地电压,导致其温度难以测量而不能以其温升指标作为电缆内因火灾预警依据的问题。研究结果可为预警电缆因电流过热导致的火灾提供参考。

考虑信息物理融合系统的韧性电网风险研究现状及发展趋势可视化分析

为探究韧性电网信息物理融合系统风险研究现状及发展趋势,基于中国知网(CNKI)和Web of Science(WoS)数据库2011—2023年的文献数据,利用CiteSpace对该领域研究的研究热点、前沿及演化趋势进行可视化分析。研究结果表明:国内研究形成以“风险预警与控制”和“电力系统智能化建设”为主题的研究热点,国外研究形成以“信息物理融合”和“连锁故障演化”为主题的研究热点;“智能电网的信息物理耦合”和“信息网络攻击风险分析”是国内研究的前沿方向,“信息物理融合系统安全状态估计”和“风险防控模型”是国外研究的前沿方向;国内研究可分为安全性理论研究期、信息物理攻击风险研究期和故障防御恢复研究期3个时间阶段,国外研究可分为信息物理融合研究期和信息物理安全应用期2个时间阶段;后续研究应加强改进电力信息物理融合系统建模、完善电力信息物理融合系统规划、推进电力信息物理融合系统应用,推进数字化韧性电网稳定运行。研究结果可为韧性电网风险识别和风险预警研究提供一定参考。

浅谈电气设备的防火措施

本文深入探讨了电气设备在日常运行中潜在的火灾风险及相应的防火措施。通过对电气设备的工作原理进行分析,揭示了其长时间运行可能导致的高温问题,强调高温是引发火灾的重要因素之一。同时,对电气设备设计、安装中的隐患进行详细剖析,强调了合理布局、设备选择和定期维护在防火中的关键性作用。在防火措施方面,本文提出了采用高温报警系统、定期检测设备温度、加强设备绝缘等切实可行的方案。通过实际案例的分析,论证了这些防火措施的实际有效性,为电气设备的防火工作提供了可操作性的建议。

区域电网联合反事故演习的实现方案

全国联网和大面积缺电对区域电网联合反事故演习提出了更高的要求。在分析目前反事故演习方式的基础上提出了区域电网联合反事故演习的设计原则、实现方案和关键技术,综合比较了统一电网仿真方案和分散电网仿真方案的优缺点,在联网方式上分析了客户/服务器(C/S)远程工作站方式、Web方式和远程联网等3种方式下的适用范围及实现方法,指出了区域电网联合反事故演习方案中的关键技术及其应用前景。

500kV同塔双回紧凑型线路的带电作业安全距离

针对政平—宜兴 5 0 0 k V同塔双回紧凑型线路计算了带电作业时的过电压 ,结合作业人员在塔上不同位置的操作波放电试验结果 ,计算分析及校核了危险率和安全距离。

电力系统静态电压安全问题的概率评价

电压安全问题严重威胁电力系统的安全运行。根据作用时间和机理的不同 ,电压安全问题分为暂态安全和静态安全两个方面 ,后者包括静态电压稳定和静态电压偏移。文中将静态电压安全与概率充分性分析结合起来 ,研究在不同负荷水平下、考虑发电和输电元件随机故障时的静态电压安全问题 ,模拟有效的控制措施 ,建立量化的概率风险评价指标 ,给出了相应的算法流程 ,并以IEEE RTS为例 ,讨论了负荷模型对静态电压安全的影响以及静态电压安全对概率充分性的影响 。

工业企业电气安全评价方法研究

针对现行电气安全评价方法存在的不足,提出了工业企业电气安全模糊综合评价方法。依据事故理论的综合论观点,建立了多层次电气安全评价因素体系;采用定性与定量相结合的层次分析法(AHP)确定评价因素的权重;采用隶属频率统计法确定单因素隶属度;最后应用多层次模糊综合评判模型合成评价结果,并使用安全等级特征量对模糊综合评价结果进行处理,得出工业企业电气系统的安全等级。结果表明,将模糊综合评价方法引入工业企业电气安全现状评价具有一定的现实意义,克服了现行评价方法不够全面或不够定量的缺点;安全等级模糊特征量是处理模糊综合评价结果更优化的方法;该评价方法紧密结合企业现状,可在一般工业企业的电气安全评价中广泛应用,其配套评价软件更为企业安全管理部门和安全评价机构提供了便捷的应用工具。