交流GIS/GIL绝缘子介电功能梯度化设计与金属微粒驱离方法研究

气体绝缘金属封闭开关(GIS)设备内部的金属微粒污染物会引起严重的电场畸变,进而诱发绝缘子沿面放电。针对此问题,本文提出一种介电功能梯度绝缘子的金属微粒驱离方法,仿真研究盆式绝缘子周围电场分布以及金属微粒运动特性。结果表明:GIS外壳表面释放的金属微粒受到轴向电场力作用,有朝着绝缘子运动的趋势。叠层式功能梯度(ε_(L)-FGM)绝缘子的介电常数沿径向递减,可在均匀沿面电场分布的同时,使金属微粒所受的电场力方向随轴向电场反转,让金属微粒远离绝缘子运动。然而,ε_(L)-FGM绝缘子GIS使外壳表面电场增强,使金属微粒运动高度较均匀绝缘子上增大约2.7倍。与ε_(L)-FGM绝缘子相比,基于拓扑优化算法设计的具有空间介电常数梯度的ε_(T)-FGM绝缘子减小了金属微粒跳跃高度,具有更佳的电场调控与微粒抑制效果。

江西220kV同塔双回不换位线路不平衡度研究

针对江西省浔湖Ⅰ-Ⅱ双回线路存在严重的三相电流不平衡问题,提出采用电容器补偿措施减小三相电流不平衡度。由于对称分量法对不换位的输电线路误差较大,利用模分量法推导出三相不平衡度表达式;并根据GB/T 15543—2008《电能质量三相电压不平衡》中电网正常运行时负序不平衡度不超过2%的要求,理论计算补偿电容的大小。以江西220 k V浔湖双回线路为例,利用电磁暂态程序ATP/EMTP建立电容器补偿的同塔双回输电线路模型。理论与仿真结果表明:采取合理配置补偿电容可以减小线路三相不平衡度。

江西电网2015-2016年过渡期滚动校核分析研究

为分析电网现状和电网规划项目的合理性,通过短路电流、潮流、稳定三大仿真计算分析,诊断江西2015-2016年江西电网短路水平、潮流特征及安全稳定性。对符合《电力系统安全稳定导则》要求,但故障减供负荷达到电力安全事故等级的供电区,从运行方式、故障类型、减供负荷、事故等级等方面入手,基于提高断面稳定极限方法,提出了加强电网结构和保障电网安全稳定运行的建议及措施。

江西省配网故障抢修状况的分析与建议

本文以2014年江西省配网故障抢修统计数据为基础,运用聚类分析、关联分析和趋势分析等分析方法,从月度趋势、故障类型、故障原因等角度对配网故障抢修状况进行分析阐述,并给出相关建议。

江西电网220kV系统短路电流限制措施技术研究

依托江西电网现有网架和过渡期网架,详细分析了江西电网220 kV电网短路水平现状,深入研究了近年来应用最广泛的短路电流限制技术措施,分析了江西电网短路电流增加的原因和趋势,提出了解决江西电网短路电流超标问题的措施和方法。

特高压接入对江西电网的影响研究特高压接入对江西电网的影响研究

为了应对我国经济、环境方面的严峻挑战,需要加快能源转型,特高压输电成为必然的选择。本文开展了特高压交流接入对江西电网的影响研究。利用电力系统全数字实时仿真系统ADPSS,建立特高压接入江西电网的大电网实时仿真系统模型,研究了特高压输变电工程接入江西电网后的低频振荡问题;研究了特高压接入江西电网后,特高压输电线路故障对江西系统稳定性的影响,最后分析了特高压输变电工程的接入对江西电网短路电流水平的影响。

电力多渠道缴费价值评估模型研究

本文主要对电力缴费渠道的价值进行评估，从经济价值和服务价值两个角度出发构建了电力缴费渠道价值评估指标体系，并运用层次分析法赋予指标权重，运用功效系数法进行价值评估。

含新能源和电动汽车充电站并网的主动配电网无功优化模型

针对新能源和电动汽车充电站规模化并网引起的无功优化问题,首先建立以主动配电网运行成本和电压偏差最小,系统稳定性最优的多目标无功优化模型。其次,基于PV曲线上、下半支解的接近程度,提出一种新的静态电压稳定性指标,以改善系统电压稳定性。最后,采用具有交叉反馈机制的混合优化算法对模型进行求解,并提出一种基于Tent混沌映射和自适应变异算子的改进飞蛾扑火算法提高求解效率。仿真结果表明,所提模型在降低系统运行成本,减少电压波动的同时,还能提高系统稳定性,且该混合优化算法能够快速、准确地求解混合整数的非凸、非线性优化模型。

220kV线路悬式绝缘子串异物临近放电机制研究

为研究玻璃绝缘子串在鸟粪和鸟巢材料(异物)下落时的放电机制,用铁丝模拟异物进行了试验研究,首先开展了异物临近时间隙放电试验,基于对不同铁丝长度和空间布置时放电电压的测量和放电路径的观察,分析了放电机制。研究表明:当足够长的铁丝临近绝缘子串时,放电过程仅是铁丝上下两端空气间隙的击穿过程;当较短的铁丝临近时,放电过程为空气间隙击穿和绝缘子沿面放电的混合。然后开展了铁丝与金具电极间隙放电试验,基于对不同间隙长度下放电电压的测量,分析了间隙放电特性,研究表明铁丝–金具间隙与典型的棒–棒间隙击穿特性相似,理论计算中取平均击穿电压梯度为4.0 kV/cm。最后建立了实际线路和试验布置的三维有限元模型,研究异物临近对绝缘子串周围电位和电场分布的影响,将仿真计算得到的放电电压与实际试验电压进行对比,验证了试验结果的准确性。放电机制、试验和仿真结果可为输电线路杆塔涉鸟故障风险区域划定提供参考依据。

输电线路山火故障风险评估模型及评估方法研究

输电线路山火故障与输电线路运行时的气象条件、人为因素等密切相关,近年来输电线路山火故障逐年增加。建立了输电线路山火故障跳闸风险评估模型,该模型包括输电线路走廊山火发生概率模型和山火条件下输电线路故障模型两部分。应用该模型,可以根据宏观气象条件预测山火引起的输电线路故障概率。可以在山火发生后,根据山火的蔓延模型预测输电线路山火故障风险随时间的变化情况。可以根据输电走廊及其附近的植被情况,计算火源点与输电线路山火故障风险之间的关系,并制定输电线路山火故障等级分布图。研究成果可用于制定输电线路山火故障预案和防灾减灾措施。

双分裂导线连接金具异常发热原因分析与研究

针对一起双分裂导线连接金具异常发热的缺陷进行了深入分析,发现耐张引流线夹接触不良是导致连接金具发热的主要原因。通过进一步的建模与仿真计算发现,随着双分裂导线某子导线耐张引流线夹接触电阻的逐步增大,该线夹处的发热功率呈现逐步增大的趋势,当接触电阻增大到一定程度后,由于子导线的分流作用,该线夹处的发热现象会逐步转移至连接金具,而接触电阻的拐点电阻的大小与连接金具本身的电阻值密切相关。通过这一特征规律的研究,为红外有效检测输电线路连接金具和耐张引流线夹的发热缺陷提供了参考依据。

开关型消弧激发PT过流的试验与仿真研究

随着开关型消弧装置在10 kV配网的推广使用,传统配置下PT(电压互感器)在该装置消弧过程中的过流现象时有发生。为了研究PT过流机理及抑制措施,笔者首先从原理上阐述了开关型消弧中人为单相接地消失过程激发铁磁谐振、低频振荡的机理;其次搭建了10 kV中性点不接地试验平台,在不同的系统电容电流下对4类典型PT进行了单相接地与消失的试验;最后将试验结果与传统仿真结果比较,提出了一种考虑深度饱和下铁心励磁特性情况的计算思路。研究结果表明:即使远离Peterson谐振区域,开关型消弧仍会激发分频谐振或低频振荡,产生的半波脉冲电流幅值很高,容易导致PT熔断器熔断;采用励磁特性好的PT或4PT能有效抑制谐振;最后文中采用的考虑深度饱和下铁心励磁特性的仿真结果较传统仿真有更高的准确度,与实际测量数据相吻合。

基于失活商业脱硝催化剂制备的再生SCR催化剂性能研究

为了解决燃煤电厂废弃商业SCR催化剂的处理以及充分利用锰基SCR催化剂的低温活性,提出了失活商业SCR催化剂再生的新方法:将失活的商业SCR催化剂作为载体,利用多步浸渍法,将锰氧化物(MnO_x)负载于载体上,制备成新的脱硝催化剂。利用XRF,XRD,SEM,XPS和N_2等温吸附等测试技术对新鲜催化剂、失活催化剂以及再生催化剂进行表征,以探究再生方法制备的催化剂相比失活催化剂带来的变化。结果发现,针对采用的原始失活催化剂来说,MnO_2负载质量分数为4.67%时,催化剂的综合理化性能和催化剂的脱硝活性最优。另外,再生的催化剂在250℃条件下仍然可以保持较高的脱硝活性,说明再生的催化剂具有更宽的活性温度窗口。再生催化剂中起到催化作用的是未中毒的V_2O_5以及负载的MnO_x。MnO_x可能为催化剂带来了低温活性。同时,催化剂在高空速下依然可以保持较高的催化活性。该再生方法不仅可以实现废弃的SCR催化剂的再生,还可以提升催化剂的催化性能。

纳米MgO/环氧树脂复合电介质的介电性能研究

将纳米Mg O颗粒与环氧树脂混合后制得不同掺杂量的纳米Mg O/EP复合电介质,采用SEM观察纳米Mg O在环氧树脂中的分散情况,采用DSC测试环氧复合电介质的玻璃化转变温度,并研究了纳米Mg O对环氧树脂介电性能的影响。结果表明:纳米Mg O颗粒在环氧基体中分散均匀,掺杂Mg O可以提高环氧树脂的玻璃化转变温度。随着纳米Mg O掺杂量的增加,介电常数先下降后上升,在掺杂量为1%时介电常数实部达到最小值,掺杂纳米Mg O使环氧树脂的中低频损耗明显降低;复合电介质的电导活化能和体积电阻率均随着纳米掺杂量的增加呈先上升后下降的趋势,在掺杂量为0.1%时电导活化能和体积电阻率达到最大;复合电介质的电气强度随着掺杂量的增加呈先上升后下降的趋势,当掺杂量为1%时电气强度达到最大值,相比纯环氧树脂提高了11.2%。

催化剂协同脉冲放电等离子体处理甲硫醚气体的实验研究

为了探讨催化剂与脉冲放电等离子体共同作用来处理恶臭气体的效果,采用V2O5/γ-Al2O3催化剂与脉冲放电等离子体共同作用来处理了恶臭气体甲硫醚,并探讨了反应中催化剂与脉冲放电等离子体的协同性及工艺参数对降解反应的影响。实验结果表明:电晕放电具有改变催化剂气-固相吸附平衡、减少吸附容量的作用,处理恶臭气体时可通过添加催化剂吸附-气体浓缩环节来提高降解反应的能量利用率;催化剂与脉冲放电等离子体共同作用比单一脉冲放电等离子具有更高的甲硫醚去除率,同时催化剂的填充通过改变介电性及电场强度使反应获得更大的能量,催化剂颗粒表面发生的强烈放电促进了降解反应的进行;在一定电压范围内,通过提高峰值电压、增加气体停留时间可有效提高甲硫醚去除率;当峰值电压为22 k V、甲硫醚体积分数为315×10-6、体积流量为550 m L/min时,甲硫醚去除率可达84.12%。催化剂协同脉冲放电等离子体能够有效处理恶臭气体甲硫醚。

磷酸铁锂电池循环过程中电化学交流阻抗研究

研究了商品化磷酸铁锂电池不同倍率循环过程中的电化学交流阻抗谱,分析了电池体系中各部分阻抗随循环次数的变化规律,并对不同循环次数的正负极片表面形貌进行了表征分析。实验表明在较高倍率下电池容量衰减较快,其影响因素主要是石墨负极结构的破坏,与之相对应的是在交流阻抗谱上中低频区新出现的一段圆弧,说明交流阻抗谱的变化与电池性能劣化状态具有相关性。结果表明可以通过电化学交流阻抗谱的特征变化来判断电池的容量劣化状态,为电池的分级筛选和建立梯次利用电池快速评价系统提供了理论依据和技术支持。

电化学储能技术的研究进展

储能技术是一项可能对未来能源系统发展及运行带来革命性变化的技术。在众多储能技术中,技术进步最快的是电化学储能技术。以锂离子电池、钠硫电池、液流电池为主导的电化学储能技术在安全性、能量转换效率和经济性等方面均取得了重大突破,极具产业化应用前景。介绍了铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池以及液流电池的电化学反应原理、体系特点和各材料的发展现状。

GIS用环氧浇注材料的介电松弛特性研究

为研究GIS用环氧浇注绝缘件试样在不同温度下的介电松弛特性,采用差示扫描量热(DSC)、宽频介电谱(BDS)以及热刺激电流(TSC)分别测试了试样的玻璃化转变温度(Tg)、介电松弛和陷阱分布。结果表明:升温速率为20℃/min时,环氧试样的玻璃化转变温度为118.08℃;环氧试样在不同的温度区间存在3个松弛过程,分别对应着环氧材料本征β松驰、α松弛及载流子在高温下的脱陷过程;TSC高温区域陷阱的活化能为1.5eV,与介电谱图中150℃出现的损耗峰活化能1.28eV接近,为载流子入陷与脱陷所致。介电温谱的试验结果反映了介电常数和介质损耗随温度的变化关系,与宽频介电谱试验和TSC试验结果相对应。通过研究环氧浇注件松弛极化过程及陷阱分布,为提高传统环氧树脂复合材料的电气性能提供技术支持。

电流直流分量对低压电流互感器计量特性影响的试验研究

电网中的电流直流分量会对低压电流互感器的计量特性产生影响,通过模拟含直流分量的正弦半波电流波形,对被试样品进行试验,分别研究半波电流峰值和直流分量大小对低压电流互感器计量特性的影响。试验表明:电流互感器一次侧电流中含有的直流分量会使二次侧电流发生畸变,其畸变程度既和一次侧电流中所含的直流分量大小有关,也和一次侧电流的峰值有关。

双酚A型酚醛树脂改性双氰胺固化环氧树脂行为的研究

目的得到一种低温快速固化的潜伏性双氰胺固化剂。方法利用红外光谱对合成的新型双酚A型酚醛树脂改性双氰胺潜伏性固化剂的结构进行表征,研究双氰胺和酚醛不同配比对固化漆膜性能的影响,采用示差扫描量热(DSC)分析研究改性后固化剂的活性、用量及固化温度。结果双氰胺和酚醛较好的摩尔比为0.6∶1,改性固化剂的最佳用量为30%(相对环氧树脂的质量分数),改性后的恒温固化温度为127℃。结论该配方合成的双酚A型酚醛树脂改性双氰胺固化剂具有最好的综合性能。