干式空心电抗器匝间短路汇流母排电流变化规律的研究

干式空心电抗器故障发生最多而又难以检测的是匝间短路故障,除了单根导线绕组的匝间短路外,还有多根导线绕组相互间的匝间短路,而对于电抗器后者故障的研究与保护目前几乎处于空白。针对此问题,文中提出了汇流母排不平衡电流法测绕组间短路,建立了电抗器不同绕组间短路的短路模型,并对其进行了数值仿真,最后实验测量单相干式空心电抗器各汇流母排之间的不平衡电流,验证汇流母排不平衡电流法的可行性。实验发现:不同的导线绕组间发生匝间短路后,短路位置越靠近电抗器端部母排电流测量位置其不平衡电流越大;短路位置越靠近电抗器中部母排电流测量位置其不平衡电流越小;且单相干式空心电抗器发生短路时汇流母排不平衡电流值远远大于单相电抗器短路时总电流变化值。相比于目前依托于单相总电流变化引起的三相零序不平衡电流检测匝间短路故障灵敏度得到极大提高。

基于ANSYS的干式空心电抗器股间短路磁场分析

大型干式空心电抗器在无功补偿和限制短路电流以及抑制高次谐波等方面起着不可或缺的作用。但由于电抗器长期工作在高电压环境,因此经常出现局部放电、匝间绝缘缺陷而导致的匝间短路等故障,而目前对于电抗器股间故障的研究与保护几乎处于空白。针对此问题,通过ANSYS软件建立了66kV干式空心电抗器的二维有限元模型,分析了发生股间短路时各个绕组磁场强度的变化。结果得到了短路前后实部与虚部磁场的分布规律,以及不同短路位置磁通密度与磁力线的变化规律。为电抗器故障的有效监测提供了参考意见,也为电力系统安全稳定运行以及电抗器的制造提供了新的思路和理论基础。

基于振动电容传感技术的高压验电方法研究

随着电网不断发展,对电力安全工具高压验电器提出了更高的要求。文章给出一种非接触式高压振动电容验电方法,采用振动电容验电头,对输电线路进行可靠验电。利用Maxwell仿真软件,建立模型并进行电场计算,研究振动电容传感技术应用于高压验电的可行性。当振动电容验电器置于高压电场环境下,振动电容极板可以检测出带电体的电场。结果表明,基于振动电容原理的验电方法,在高压电磁环境下能够检测输电线路的带电状态,该方法稳定、灵敏,交流、直流均可检测。

缺陷对电缆中间接头温度分布影响的仿真研究

电缆中间接头在制造或者安装的过程中易产生缺陷,导致局部温度上升而加速绝缘老化,对电力系统的稳定运行造成威胁。但实际中无法直接测量电缆接头内部的温度,因此有必要对电缆接头的内部温度分布进行仿真研究。利用ANSYS软件建立了电缆中间接头以及其内部存在缺陷的二维、三维物理模型,并对其进行温度场仿真分析。结果表明:当电缆中间接头不存在缺陷时,其温度沿径向自内向外逐渐降低,轴向温度自中心位置向两边逐渐降低;当电缆中间接头中的交联聚乙烯/硅橡胶界面存在气隙、水汽、导电颗粒时,接头内部局部温度受缺陷处材料热导率的影响;气隙的尺寸越大,对局部温度的影响越大,局部升温范围是气隙本身尺寸的5倍;气隙位置越靠近接头两侧,局部升温越高。

基于小波的干式空心电抗器匝间短路故障瞬时特性研究

针对干式空心电抗器少量匝间短路难以检测问题,采用小波分析方法对干式空心电抗器汇流母排匝间短路故障电流的瞬态过程进行研究。试验结果表明,暂态过程持续了9个周期,这期间不平衡电流峰值为短路前1.58倍,短路后的1.162倍;测量不平衡电流能有效排除电网电源波动的影响;小波分析对滤除波形中的高频"毛刺"效果较好。

预氧化过程中PAN基高强中模型纤维微晶结构分析及力学性能研究

以国产聚丙烯腈基高强中模型原丝为研究对象,采用广角X射线衍射仪和万能材料试验机,考察了其在预氧化过程中微晶结构演变规律以及所制碳纤维的结构和性能。结果表明:随着预氧化温度的升高,预氧化纤维的微晶尺寸先增大再减小;在210℃条件下,纤维微晶长度由5.50nm增大至7.60nm,增加了38.2%;当温度达到260℃时,纤维微晶长度降至2.60nm,降低了52.7%。预氧化纤维芳构化指数由210℃时的22.1%提高至260℃时的67.2%,提高了2.4倍。所得碳纤维的微晶堆砌尺寸和微晶长度分别为2.5nm和3.1nm,微晶层间距为0.3487nm,孔含量为15.85%(体积分数),拉伸强度为5.75GPa,拉伸模量为294GPa。

复合材料与金属混合连接构件拉伸性能研究

复合材料与金属的连接形式对复合材料力学性能影响显著,混合连接因力学性能优异、可靠性高等优点被广泛应用于复合材料与金属的连接。分别采用4种不同的混合连接形式,探讨连接形式对复合材料圆管与不锈钢金属混合连接构件拉伸强度的影响。结果表明:碳纤维材质销钉与复合材料圆管胶接性能最好,平均拉伸破坏载荷为78.56kN;不锈钢304材质销钉与复合材料圆管胶接次之,平均拉伸破坏载荷为72.83kN;不锈钢304销钉与复合材料圆管胶接后焊接,性能大幅度下降,正常焊接和极端焊接后,平均拉伸破坏载荷分别为58.92kN、47.23kN。

风力发电软翼风力机捕风能力结构设计研究

针对传统阻力型垂直轴风力机的叶片捕风能力结构使其在微风条件下启动时,出现静态力矩波动大、部分角度范围内风机不转动等缺点,提出了一种新型的阻力型垂直轴风力发电软翼风力机。运用有限元分析方法研究其叶片捕风能力结构设计对静态启动力矩特性的影响。在ANSYS Workbench中建立风力机叶片数值仿真模型,把软翼风力机与相同风轮直径的Savonius风机在相同风速下的静态启动力矩特性进行对比分析。结果表明该风力机在力矩变化周期内的的静态力矩特性良好,证明了上述叶片结构的可行性,为阻力型垂直轴风力机在微风风能开发方面提供新的思路和理论基础。

热压罐外预浸料成型工艺研究进展

为制备与热压罐工艺相同质量与性能的复合材料主承力及次承力结构件,出于降低成本、提高效率、生产更大制件等因素考虑,航空航天领域开发了热压罐外(Out-of-Autoclave,OoA)预浸料成型工艺。与传统的热压罐工艺相比,OoA成型工艺资金投入和运营成本较低,可使用的固化设备、工装、材料范围更广,并能够制造超过现有大型热压罐尺寸的超大型结构件。本文概述了热压罐外预浸料成型工艺的研究进展,介绍了OoA预浸料的形式,对OoA预浸料成型工艺的预压实、纤维密实、缺陷形成和固化周期进行了探讨。最后,讨论了OoA预浸料材料的未来发展。