监督下降的直流电阻率法二维反演

为了解决拟线性反演中先验信息利用不充分及大批量数据计算效率低的问题,本文将监督下降法(Supervised Descent Method,SDM)应用到直流电阻率法二维反演中.SDM包括离线训练和在线预测两个阶段.训练集由根据先验信息生成的模型和正演模拟数据组成.在训练过程中,学习从初始模型到训练模型的下降方向.在预测过程中,同时考虑了训练过程中获取的下降方向和计算出的数据残差.通过合成数据算例,讨论了SDM的反演精度、收敛速度、抗噪能力与泛化能力.在线预测结果显示,块状体和分层结构的混合模型,反演数据误差为0.0037,表明块状模型与层状模型的模块化训练集能有效增强SDM的泛化能力.在对实测数据反演中,通过实测数据视电阻率结果构建训练集,可以优化训练集的模型数据质量及完整性.通过与高斯牛顿法对比,讨论了SDM针对批量实测数据的反演精度及效率.结果表明,针对单一数据,SDM反演耗时(训练时长与预测时长总和)较高斯牛顿法长,但当训练阶段完成后,预测阶段耗时不超过0.5 s,针对同类型、同维度、大批量数据,SDM具有进行批量处理的能力,反演效率更高.

直流电阻率法三维各向异性多尺度有限元数值模拟

在使用传统数值方法模拟大规模各向异性复杂地质模型三维直流电场分布时,需要进行大范围精细网格剖分,导致计算量巨大.为了提高计算效率,本文开发了直流电阻率法三维各向异性多尺度有限元正演模拟算法.通过在多尺度网格上并行求解局部偏微分方程的边值问题,构造多尺度基函数,将小尺度电性信息反映到大尺度上.然后,通过在大尺度粗网格上求解原电流传导问题,实现大规模复杂介质模型快速正演.针对由于网格大小与非均质目标尺寸相近引起的共振效应,本文采用过采样技术,压制共振误差,提高多尺度有限元法的计算精度.为了检验本文算法的准确性,我们首先建立了各向异性层状介质模型,通过与解析解进行对比,验证了本文算法的精度.在此基础上,建立了具有复杂结构的三维各向异性电阻率模型.通过与精细网格上传统有限元正演结果进行对比,我们发现本文算法在保证计算精度的同时具有更高的计算效率.最后,进一步分析了过采样技术以及多尺度网格粗细比对多尺度有限元算法的数值精度和计算效率的影响,进而为多尺度有限元最佳参数的设定提供指导.

数字式直流电阻箱校准结果的测量不确定度评定

针对直流低值电阻表的溯源问题,我单位研制了一款高精度的数字式直流电阻箱。本文以数字式直流电阻箱为研究对象,介绍了数字式直流电阻箱的实现原理,搭建了数字式直流电阻箱的校准系统对其进行校准,并开展了测量不确定度评定。由测量不确定度评定结果可知,数字式直流电阻箱校准结果的测量不确定度最高可达1.4×10^(-6)。

智能电力变压器直流电阻不确定度自动化监测研究

为智能电力变压器检测提供有效手段,提出智能电力变压器直流电阻不确定度自动化监测算法。基于电阻测量的试验原理,建立直流电阻数据模型,以该模型输出的直流电阻数据为基础,通过测量不确定度的直流电阻测试仪误差产生、绕组温度与测量温度值、直流电阻测试仪重复性测量等影响因素,建立智能电力变压器直流电阻不确定度综合监测公式,以此实现直流电阻不确定度自动化监测。实验结果表明,该系统监测智能电力变压器直流电阻不确定度灵敏系数较高,可有效监测来源不同的变压器直流电阻不确定度。

变压器直流电阻测试仪校准装置的研制

分析了目前单、三相变压器直流电阻测试仪校准过程中的不足,设计了变压器直流电阻测试仪校准装置。该装置采用模拟电阻方法实现对变压器直流电阻测试仪的校准。介绍了校准装置的电路结构及工作原理,重点阐述了通过控制PWM信号占空比值来调整模拟电阻的机理。

电线电缆产品的导体直流电阻检测方法研究

在电线电缆产品生产和应用的过程中,精确测定导体的直流电阻是至关重要的。导体材料的直流电阻是评价该材质电性的几个核心参数之一,这直接关联到电线和电缆产品的总体性能和其安全性,其受到多种变量因素,如导体材质、环境条件或者所采用的测量方法的影响等,这些因素导致电阻测量的结果可能会有一定水平的偏差。因此,本文对导体直流电阻的检测手段进行全面的研究和解析,探索其中可能的变因,进而制定出相应的改进措施。

直流电阻测试技术在电力系统故障诊断中的应用

直流电阻测试技术是电力系统维护和故障诊断中一种重要的技术。该技术通过测量电力设备中的电阻值,帮助技术人员识别和解决故障,确保电力系统的可靠运行。详细讨论直流电阻测试技术的原理和操作方法,阐述其在电力系统故障诊断中的具体应用,包括变压器故障诊断、电缆故障检测、开关设备健康评估以及继电保护系统的检验,并通过应用测试展示直流电阻测试技术在实际电力系统故障诊断中的有效性和应用价值。

一种铝箔直流电阻的测定方法和不确定度评定分析

直流电阻是电子、电力电容器用铝箔产品质量检测中的重要检测项目,是铝箔电性能的重要指标。本文根据直流电流-电压降直接法原理,使用高精度数字式直流电阻测试仪和四端测量夹具,对铝箔直流电阻进行了测定,并建立数学模型,分析各影响因素,对铝箔直流电阻测量不确定度进行了评定,对于铝箔直流电阻测定结果的判定具有重要意义。

电线电缆导体直流电阻测量影响因素分析

电线电缆是我国重点工业产品之一,电线电缆导体直流电阻是电线电缆重要的电气参数之一,是评价电线电缆电性能的重要指标。本文结合陕西省2023年度电线电缆导体直流电阻能力验证项目测试数据,分析了仪器误差因素、检测方法因素、环境误差因素、人为误差影响因素对电线电缆导体直流电阻测量结果的影响,为验证电线电缆材料可靠性和预防安全事故发生,准确测量电线电缆的导体直流电阻提供参考。

三维直流电阻率自然单元-无限元耦合数值模拟

直流电阻率数值模拟对于实测电阻率数据反演、解释地下真实电阻率结构具有重要意义.为解决复杂地电模型剖分以及处理截断边界时面临的困难,本文提出一种新的三维自然单元-无限元耦合法.该算法在自然单元区域灵活布设自然节点以填充复杂模型,并引入无限单元替代截断边界条件以促使刚度矩阵与电源位置无关.首先推导了稳定电流场基本方程;然后介绍了二、三维自然单元法及其形函数的构建过程;再引入三维多向映射无限单元并实现自然单元-无限元的有效耦合;最后通过4个数值模型,结合传统有限单元法、有限元-无限元耦合法以及COMSOL Multiphysics软件的计算结果,验证了算法的正确性及有效性.数值结果表明,本文所提算法满足精度要求,能有效减小计算区域,无需二次更新刚度矩阵,对复杂模型适应性强.

基于模糊C均值聚类的二维直流电阻率与射频大地电磁联合反演

为结合直流电阻率(direct current resistivity, DCR)与射频大地电磁(radio-magnetotelluric, RMT)法反演优势,开展了二维DCR与RMT数据联合反演研究。在经典最小结构模型正则化的基础上,采用平衡算子调节两个数据间的权重,引入模糊C均值(fuzzy C-means, FCM)聚类对电阻率模型进行约束,根据数据均方根误差自动调整FCM聚类项的权重,提高了联合反演效果。通过单独反演与联合反演结果的对比,分析了两种方法的反演能力,总结了联合反演的优势。模型试算表明,DCR与RMT数据联合反演得到的电阻率模型较单独反演更接近实际模型,FCM聚类约束的应用可进一步提高联合反演的效果。

基于无单元局部弱式法的2.5维直流电阻率正演

传统的数值模拟方法依赖于节点连接信息的单元,基于全局弱式的无单元Galerkin法虽然无需节点连接信息的单元剖分,但仍依赖于全局域内剖分的背景积分单元。文中基于无单元Galerkin法,利用单位分解积分法将全局域积分转化为节点局部域积分,从而不再需要全局域内剖分的背景积分单元,进一步减小了对单元的依赖,实现了更灵活和更高精度的2.5维直流电阻率无单元局部弱式法正演模拟。分别应用该算法、无单元Galerkin法及有限单元法对不同地电模型进行数值模拟及效果对比,证明了所提算法对直流电阻率正演模拟的正确性和有效性。相比于无单元Galerkin法和有限单元法,文中算法具有更强的灵活性和适应性、更高的精度。为了提高该算法对地形起伏模型的模拟精度,对地形起伏区域进行节点加密,并对地形以外的高斯点不做计算,可获得与无单元Galerkin法和有限单元法(FEM)基本一致的效果。

基于人工神经网络的矿井直流电阻率法超前预测方法

矿井直流电阻率法具有施工效率高、成本低的特点,广泛应用于煤矿掘进工作面水害超前探测。随着应用的不断深入,对矿井直流电阻率法超前探测信号处理方法提出了更高的要求。基于有限元方法和数据重构所得响应信息库,采用Levenberg-Marquardt人工神经网络方法实现了矿井直流电阻率法超前预测。首先采用非结构网格剖分和BiCGSTAB迭代有限元法建立了直流电阻率法超前探测模型,基于EMD方法实现数值计算响应与实测响应匹配,并提出了基于异常体超前距离与其异常率的预测机制,得到3000组23维重构响应;然后,采用L-M算法构建了人工神经网络模型;最后,基于训练好的网络对数值计算响应和实测数据进行预测分析。研究表明:针对数值模拟响应,基于L-M人工神经网络的矿井直流电阻率法超前预测方法可有效预测100 m范围内的水害异常,预测网络均方误差为0.00247,测试样本显示最大距离误差小于0.6 m;针对实测数据发现,该神经网络在全区段预测准确率为67%,当预测异常位置在15~80 m时预测准确率超过85%,基于L-M算法的人工神经网络可应用于直流电阻率法超前预测。研究成果对煤矿井下掘进工作面直流电阻率法超前探测方法的完善与推广应用有重要意义。

基于FCM聚类约束的直流电阻率法与地震走时成像法二维联合反演

通过引入模糊均值聚类(FCM)模型约束函数对电阻率与速度进行约束,开展二维直流电阻率法与地震初至波走时成像法联合反演研究.在地下浅层结构勘探中,通常低电阻率的地质体具有低速特征,较高电阻率的地质体表现为较高的地震波速度.直流电阻率法因为低电阻率区域吸引电流而对其敏感,地震走时成像法因为射线集中在高波速区而对高速体敏感,因此,两者联合成像能够大幅度提高反演效果.合成数据反演表明,直流电阻率法和地震初至波走时联合反演对于两类地质体的分辨能力均有提升,能够优势互补.尤其是引入FCM模型约束进行联合反演,根据已知物性进行监督学习,进一步提高了反演质量,改善了成像模型的分辨率.

绕组温度对变压器直流电阻测试的影响研究

在保证三台变压器整个测试过程绕组温度相同情况下,文中通过给处于同一温度场中,结构相同的三台变压器同时通流测试。同时通过测试变压器直流电阻反推变压器绕组平均温度的方法,解决了现场测试过程中变压器油温表无法准确反映绕组平均温度的难题。通过变压器油充分循环法验证了同场、同构、同温、同流测试法的可靠性。与常规测试方法相比,新测试方法准确、可靠,提升了变压器直流电阻测试效率和准确度。

一起变压器直流电阻不平衡故障的分析处理

变压器的安全可靠运行对电网的安全性和稳定性具有重要的作用。绕组直流电阻试验是发现变压器绕组内部接触不良、短路开路等缺陷的有效手段。本文通过描述一起变压器直流电阻不平衡故障的发现和处理过程,从不同相间横比、历史数据纵比、档间差分析等多维度对试验数据进行分析,从而对可能的故障部位进行判断,为大型变压器电气回路接触不良故障分析提供一个新的方法和思路。

大型变压器低压侧绕组直流电阻不平衡率超标原因分析

在开展某大型水电厂主变压器电气预防性试验时,发现B相变压器低压侧绕组直流电阻不平衡率超标,经不同的试验方法检测及对比历年试验数据分析原因,在此基础上,结合笔者的工作经验,给出该类异常情况的原因排查方法和防范措施。

对轴向双分裂变压器进行低压直流电阻试验的方法

针对轴向双分裂变压器的两个低压绕组的直流电阻试验,结合双分裂变压器的低压特殊结构特点,通过分析影响直流电阻试验时间长短的因素,提出了一个全新的试验方法。该试验方法不采用增大电流及助磁等复杂接线,而是通过改变试验接线,使两个低压线圈内部电流的流向相反,相应的两个低压线圈的磁路相互抵消,将试验用时由常规的4~5 min降低到10 s,解决了低压线圈测量直流电阻时间长的问题。

基于Python的直流电阻箱自动检定系统的开发

本文依据国家相关检定规程,设计一套可用于大部分直流电阻箱和高阻箱的自动检定系统。该系统采用编程语言Python搭建人性化软件平台界面,使用福禄克8508A数字万用表和TY9801B数字高阻检定仪为电阻测量仪器,自动化采集数据,并将界面数据保存于SQLite3数据库,最终生成电子记录与电子证书。

二维直流电阻率与射频大地电磁双参数聚类联合反演

考虑到射频大地电磁(RMT)法反演介电常数具有可行性,但目前RMT与直流电阻率(DC)联合反演研究中均只进行了电阻率参数的反演,本文基于模糊C均值(FCM)聚类算法,开展了RMT与DC的电阻率与介电常数联合反演.首先,检验了介电常数对RMT观测的影响,并通过DC与RMT法的电阻率参数反演,分析了联合反演相较于单一方法反演的优势;基于双数据集反演电阻率的优势,辅以FCM聚类的双参数联合约束,进一步实现最佳介电常数模型反演.理论试算表明,DC与RMT法的电阻率联合反演,可补足RMT浅部高阻分辨率不理想的缺点,同时改善DC法深部反演能力的不足;此外,通过FCM聚类的联合约束以及真实物性的引导,相较于单一RMT方法,DC与RMT的联合反演可恢复更准确的地下介电常数分布.