输电线路断股修复机器人自动上/下线飞行跟踪控制

电力系统中的输电线路具有分布广和跨越大等特点,确保其安全和稳定运行尤为重要。现有的输电线路断股修复任务通过人工或爬线机器人完成,存在作业风险高、机器人上线难度大等问题。针对此文章提出一种可以通过飞行挂线完成输电线路断股修复任务的飞行机器人,设计自适应模糊自抗扰(adaptive fuzzy active disturbance rejection control, AFADRC)控制器,确保机器人能够实现自动飞行上/下线。仿真结果表明,该机器人在提高输电线路断股修复效率和降低人工成本方面表现出色,同时也提高了作业的安全性。

空气源热泵芒果干燥系统变结构智能控制技术

目的:提高空气源热泵干燥系统干燥芒果的能效。方法:对空气源热泵干燥系统干燥芒果的工艺进行细分,采用变结构控制实现干燥室温湿度的智能化动态调节以提高能效,即将每个干燥工艺阶段细分为三部分:远离转换点、接近转换点和临近转换点,对前两部分采用受限的带外部输入的非线性自回归神经网络(NARX)对干燥室温度和湿度设定值进行智能调整来节约电能,而对第三部分则采用PI控制器对干燥工艺转换点除湿量进行精准控制,保证芒果干燥品质。结果:与常规的分段恒温恒湿干燥方法相比,研究提出的细分段变结构控制方法能保证芒果干燥品质,并能节约8.63%的电能。结论:研究提出的细分段变结构控制方法能明显提高热泵干燥系统能效,并获得与常规分段恒温恒湿方法接近的干燥品质。

高压断路器操动机构机械特性实验研究

断路器是电力系统中的安全卫士,在系统中起着控制和保护双重作用。在电力电子器件高速和不断发展的今天,以高电压、大电流为工作背景的高压断路器作为最后的有触点开关电器到目前为止仍然是不可替代的并且是至关重要的。高压断路器是当前电力系统中技术含量和性能参数最高的硬件之一。作为高压开关的主导产品,高压断路器在一定程度上代表了一个国家电力工业的发展水平,其健康状况、工作性能同电力系统的安全稳定运行和经济社会效益密切相关。实际运行和事故统计数据表明,机械故障占高压断路器整体故障的绝大部分,因此加强断路器机械特性的监测显得十分必要。该文以配双稳态永磁操动机构的高压真空断路器为研究对象,针对该断路器永磁操动机构的特点和分合闸出力特性需求,首先研究设计并完成了分、合闸线圈和操动机构电源控制器,为实现了断路器的分、合闸操作试验提供了条件。通过采用高压开关动特性测试仪对其分合闸过程开展测试,以便获取不同分合闸储能电压值下断路器操动机构的分、合闸的行程、开距、平均分(合)闸速度等机械参数,以便掌握操作系统参数与断路器分合闸性能的对应关系,并重点分析断路器的平均分合闸速度、超行程、弹跳等现象的影响因素及解决措施,为实现断路器的可靠分合闸操作,提供了良好的实验参考依据。

变压器非电量保护智能感知方法研究

当前研究方法存在数据采集效率低、无法满足实际数据使用需求等问题,设计一种新的变压器非电量保护智能感知方法。通过四象限图法实施非电量保护数据采集优先等级的判别,以便针对不同数据采取不同的采集策略,对采集的非电量保护数据样本实施特征提取,搭建变压器非电量保护智能感知模型,在模型中输入提取变压器非电量保护数据特征,实现变压器非电量保护智能感知的目的,在现场实施设计方法的性能应用与案例分析,以测试该方法的性能。测试结果为该方法可以实现气体健康置信度与变压器故障率的准确、智能化感知,可以满足设计需求与实际使用需求。

面向电力设备风险与隐患的知识库构建方法

电力行业设备风险管控与隐患治理领域的数据层次复杂,管控设备及隐患问题类型种类繁多。为了满足对于该领域信息的精确定位需求,提升电力设备管理的效率、准确性,降低电力设备隐患风险,将自然语言处理技术、知识图谱技术引入了该领域相关数据的处理与知识的建模,构建了基于知识图谱的设备风险管控与隐患治理知识库,并通过存储知识及知识库的智能检索,从而实现对于设备风险管控与隐患治理知识的有效信息提取与智能检索应用。

基于变压器绕组传感器的智能通信传输模型研究

本文公开了基于变压器绕组传感器的智能通信传输模型,提供了基于变压器绕组传感器的智能通信传输模型,包括四相相移键控(QPSK)通信模型的建立、传统的正交幅度调制(QAM)通信模型、通信模型的对比。随着测试时间的变长,传感器本身会发热导致表面及其周边环境温度升高,传统的通信模型没有考虑这些影响因素,导致数据传输不稳定,通过对比研究本论文方法抗干扰能力强,能够通过传感器来稳定监测变压器绕组的性能,可及时处理变压器运行过程中有可能会产生的放电和过热故障。

广西多气候环境金属材料大气腐蚀等级分布图绘制与预测分析

通过在广西地区开展碳钢、锌等常用金属的实地挂片以及测量大气中硫酸盐沉积速率、氯离子沉积速率,并结合工业腐蚀源和运行经验,绘制了广西地区大气腐蚀等级分布图。同时结合硫酸盐沉积速率分布图、氯离子沉积速率分布图以及气象数据,开展各地区腐蚀预测与分析,为今后指导广西电网新建变电站和输电线路选材和选址、防腐蚀设计、运行维护提供关键基础数据。

基于杆塔点云数据的数字化输电线路防雷性能评估技术

针对气象条件、线路长度等因素对防雷性能产生影响,导致防雷性能评估准确度下降的问题,提出基于杆塔点云数据的数字化输电线路防雷性能评估技术。利用机载三维激光扫描技术获取杆塔点云数据,实施去噪和精简处理,提取杆塔特征参数和地形地貌特征参数,结合其他特征构成雷击风险评估指标体系。计算雷击跳闸概率值,明确雷击跳闸风险;计算输电线路的防雷程度值,确定对应的防雷等级。实验结果表明,所提方法的防雷性能评估结果与历史数据初步判定的防雷性能结果一致,该技术可以显著提高输电线路防雷性能评估的精度。

基于内驱进化预测模型和载荷能力动态评估的变压器周前重过载预警方法

精准预判变压器重过载事件对于消除安全隐患、提高供电可靠性至关重要。现有的变压器重过载预警方法无法应对负荷数据的时序分布漂移(temporal covariate shift,TCS)现象,并且尚未考虑变压器载荷能力动态变化的特点,导致现有预警方法存在适应性差、预警精度不稳定等问题。针对上述问题,该文提出基于内驱进化预测模型和载荷能力动态评估的变压器周前重过载预警方法。首先,基于Informer方法建立周前负荷预测模型,利用该模型的泛化误差特征,构建基于领域自适应理论的预测修正模型,缩小历史负荷数据与未来数据的分布差异;其次,针对重过载负荷的数据分布特征随时间动态变化的特点,该文充分考虑“近大远小”的预测原则,基于样本权重矩阵建立预测模型的内驱进化更新模型,持续提高预测模型在未来负荷数据上的适应性,有效应对时序分布漂移现象。此外,构建考虑变压器冷却方式的热点温度计算模型,基于热点温度等因素建立变压器动态载荷能力评估方法。最后,提出考虑变压器动态载荷能力的重过载预警方法,并采用我国西部某供电局多台变压器实测数据进行验证分析,结果表明,该文方法的负荷预测精度最高提升32.55%,有效提高变压器周前重过载预警精度,具有较强的普适性。

SF_(6)分解组分的气体传感器检测方法综述

填充六氟化硫(SF_(6))的电气设备内部存在绝缘缺陷时可能发生过热或放电,迫使SF_(6)分解产生一些特定的气体副产物。通过检测这些副产物的种类和浓度,可以判断电气设备中是否存在绝缘缺陷以及缺陷的类型和严重程度。气体传感器作为气体检测的重要工具,在绝缘缺陷的气体检测法中受到了越来越多的关注。本文重点回顾了使用气体传感器检测SF_(6)分解产物的方法,介绍了SF_(6)解离过程和特征气体的生成路径,详细阐述了用于SF_(6)分解特征气体检测的传感器气敏原理和优缺点;重点讨论了利用特征气体信息诊断绝缘缺陷的算法,并展望了通过传感器检测气体分解组分方法诊断绝缘缺陷的发展方向。

快速暂态过电压老化对环氧树脂电气强度的影响

为了探究快速暂态过电压(VFTO)对环氧树脂击穿性能的影响,本文制得环氧树脂试样,并在20 kV与40 kV下对试样进行1 000次VFTO老化试验,通过红外光谱、扫描电子显微镜、介电谱及击穿试验,研究了VFTO老化对环氧树脂化学结构、微观形貌、介电参数与击穿性能的影响。结果表明:经VFTO老化后,环氧树脂表面C-O-C键和C=O含量减少,试样内部缺陷增多,松弛极化行为增强,电气强度下降。在20 kV和40 kV VFTO老化作用后,环氧树脂的电气强度分别降低了14.89%和25.67%。通过分析发现,VFTO老化作用后,环氧树脂内部大分子链断裂导致缺陷增多,这是其电气强度下降的主要原因。

基于木质素-有机黏土复合水凝胶的固相萃取-SERS联用技术用于变压器油中微量1,2,3-苯并三氮唑的现场分析

该文以脱碱木质素(DAL)和硅藻土(DE)为原料,通过加入2.5%丙烯酸(AA)、0.75%过硫酸铵(APS)和0.25%N’N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA),基于自由基聚合法制备了DAL/DE水凝胶。利用高效液相色谱法考察了水凝胶对变压器油中1,2,3-苯并三氮唑(BTA)的吸附性能,随后使用表面增强拉曼散射(SERS)辅以固相萃取技术现场检测了变压器油中的BTA。研究结果表明,在0.6 g DAL/DE水凝胶为固相萃取填料,水为活化剂,BTA变压器油样稀释1倍,洗脱剂为1 mL乙酸的条件下,BTA在776 cm^(-1)处的峰强于1~500 mg/kg范围内与其含量呈良好的线性关系,检出限低至0.28 mg/kg。

能源行业标准《电能质量监测装置在线比对技术规范》解读

针对固定安装在变电站、已投运多年的电能质量监测装置准确度难以开展周期性检测等难题,对能源行业标准《电能质量监测装置在线比对技术规范》进行解读,该标准明确了具体的适用范围,设计电能质量比对测量装置的通用架构,给出了电能质量比对测量装置各组成模块的基本要求,提出了适用电能质量在线监测装置的现场周期性检测方法,制定了在线检测流程,并给出具体的检测数据处理要求及方法。

基于改进YOLOv7-tiny的多种类绝缘子检测算法

针对现有绝缘子检测算法识别种类单一、定位精度差、鲁棒性差等问题,提出了一种改进YOLOv7-tiny的多种类绝缘子检测算法。首先,使用K-means++算法对先验框进行重聚类,获得更适用于多种类绝缘子数据集的先验框尺寸;其次,采用了基于动态非单调的聚焦机制设计的WIoUv3损失函数,解决训练过程中正负样本不均衡问题。在网络结构上,首先在骨干网络使用跨阶段特征融合模块(CFFCB)捕获更多的上下文信息,对一些受到遮挡的绝缘子实现精准检测;同时,在颈部网络,提出了空间金字塔池化模块SPPCSPF替换了原有的SPPCSP,有效提高绝缘子与背景接近时的检测成功率,有效改善漏检情况。经过实验测试,与YOLOv7-tiny相比,改进后的网络模型的mAP提高了2.1%,达到了97.6%,有效提高了多种类绝缘子的检测精度。最后,利用改进后算法的检测结果在UR5机械臂上进行了抓取实验,实际抓取的成功率在90%左右,验证了算法的可行性。

基于改进EKF_LOAM的电缆沟巡检机器人精准定位策略

精确定位和准确构建地图(SLAM)是电缆沟巡检机器人顺利完成巡检任务的基础。传统激光SLAM算法在电缆沟环境中容易产生“长廊效应”,且容易在z轴方向上产生漂移。针对上述问题,提出了一种基于多传感器融合的改进扩展卡尔曼滤波激光雷达测距与制图(EKF_LOAM)算法。通过扩展卡尔曼滤波器(EKF)将车轮里程计和惯性里程计融入LeGO_LOAM算法框架中来抑制“长廊效应”,在EKF_LOAM算法的基础上引入IMU的z轴线速度测量值,并设计基于特征点数量的自适应协方差计算方程,约束由面特征点严重缺失引起的z轴漂移。分别在虚拟和真实电缆沟环境中开展实验,结果显示所提算法的最终行进误差比LeGO_LOAM算法的行进误差减小了超过40%,比Cartographer算法的行进误差减小4.57%,z轴方向误差比EKF_LOAM算法减小49%,证明了所提算法在电缆沟环境中优于传统的LeGO_LOAM、Cartographer和EKF_LOAM算法,更适用于电缆沟巡检任务。

考虑微地形的配电系统雨涝淹没停电风险区划分方法

受气候变化影响,暴雨内涝近年来呈增多增强趋势。供电半径小、选址灵活性不足的配电系统易受雨涝淹没影响引发大面积故障停电。分析指出由于内涝水位缺乏详实记录,使得配电系统规划建设在内涝防护上存在基准缺失的问题。为此,参照电力系统冰灾等灾害防护方法,在二维水动力模型暴雨淹没分析基础上,研究提出考虑微地形影响的配电系统雨涝淹没停电风险区划分与差异化规划方法。首先,根据极值分布模型推算不同重现期的极值降雨,再结合地理信息进行二维水动力仿真,得到50年一遇极值降雨的淹没范围及深度图;然后,结合配电变压器和开闭所等配电终端的建设标准,设定不同淹没深度对应的停电风险,进而绘制配电系统雨涝淹没停电风险等级图,为不同风险区配电终端差异化设定基础高度,以提升雨洪灾害抗灾能力;最后,基于南宁地区数据的仿真分析验证所提方法的有效性。

镀锌钢耐腐蚀性能在线快速检测装置及其应用

[目的]传统的镀锌钢耐蚀性检测方法(如人工盐雾腐蚀试验或实际环境暴露试验)存在试验周期长的问题。开发一种能够快速检测镀锌钢耐腐蚀性能的设备和方法对于提高检测效率具有重要意义。[方法]自行设计了用于连续在线快速检测镀锌钢耐蚀性的装置。该装置由加液装置、腐蚀反应系统和测试系统构成,检测过程主要包括腐蚀反应、自动进样、连续采样和吸光度分析。[结果]该装置能够在数小时内完成镀锌钢耐腐蚀性能的检测,显著缩短了测试时间,并且测试结果与中性盐雾试验结果基本一致。[结论]该装置操作简单,能够快速评估镀锌钢的耐蚀性,具有广阔的应用前景。

大气压下氮气火花开关击穿过程的数值仿真

为研究大气压下氮气火花开关的纳秒脉冲击穿过程,采用粒子模拟方法对间隙放电过程进行模拟,获得流注形成发展过程的瞬态物理图像,并对比分析了脉冲前沿对间隙放电过程的影响。模拟结果表明:氮气火花开关的纳秒脉冲击穿过程主要包括两个阶段:流注形成阶段和流注快速发展阶段;流注快速传播阶段流注头部会产生逃逸电子,且光电离反应会导致流注通道形成分叉;流注快速传播阶段的放电通道平均传播速度高于流注形成阶段;脉冲前沿越大,流注传播速度越小,流注形成的临界电压越低,流注贯穿间隙的时延越长,与实验结果一致。

基于亚胺键的环保型环氧树脂的制备与再生

为改善环氧树脂电气设备粉碎、填埋等不环保的处理方式的现状,以生物基香草醛与环氧氯丙烷合成单环氧化物,并与二胺固化剂固化原位形成亚胺键结构,得到生物基环保环氧绝缘材料。该生物基环保环氧树脂在0.3 mol/50 mL盐酸混合溶剂(甲醇与水的体积比为6∶4,80℃)时降解速度最快,在40 min内能完全降解。由0.5 mm粉碎颗粒在140℃、5 MPa压力下再生的环氧树脂玻璃化转变温度为114.86℃,击穿电场强度为44.08 kV/mm,性能保持率达到95%,并且可以在在弱酸环境中完全降解。退役后的环氧树脂粉碎为细小颗粒后,在高温高压的环境下能再生且性能良好。

基于多特征融合和SVM的串联电弧故障检测方法

针对现有的传统电气保护装置无法对串联电弧故障进行有效检测的问题,本文提出一种基于多特征融合和改进SVM的串联电弧故障检测方法。首先,通过搭建电弧故障平台进行电弧实验,获得典型负载在电路正常运行及发生电弧故障时的电流信号;然后,对采集到的电流信号进行时域、频域和时频域分析,构建串联电弧特征指标集;最后,将串联电弧特征指标集作为SVM的输入向量,并利用粒子群算法对SVM进行优化,提高分类模型的准确率。测试结果表明,采用本文所提方法进行串联故障电弧识别的准确率达到95%以上。