XLPE电缆绝缘片晶周期性结构演变及其对电性能的影响

为了研究长期高温条件下高压直流电缆交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)绝缘片晶周期性结构演变对直流绝缘特性的影响,将500 kV直流XLPE电缆绝缘层的薄片试样置于135℃条件下加速热老化。采用小角X射线散射(small angle X-ray scattering,SAXS)和差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC)分析热老化对组成球晶的片晶/无定形区过渡界面、片晶和片晶长周期结构的影响。同时,分析XLPE直流电导特性和击穿强度的变化。实验结果表明:片晶/无定形区界面厚度、片晶厚度、片晶长周期尺寸随着老化的进行先略微增大后逐渐减小,在老化336 h时出现最大值,这与电荷注入阈值场强和直流击穿强度具有相似的变化规律,而与载流子迁移率变化和片晶间无定形区尺寸的变化相反。基于陷阱控制的阈值场强变化和自由体积击穿理论,分析片晶周期性结构变化对直流击穿强度的影响。综合分析可知,经过短时间热老化有助于改善XLPE的片晶周期性结构,从而提升直流击穿强度。

考虑可再生能源协调出力的电动汽车充电定价方法

在一个配电网和城市交通网耦合框架中,提出一种电动汽车充电定价方法。建立以社会总成本最小为目标的电动汽车充电服务费的双层优化模型,模型上层为在含风电的配电网中求解充电服务费(Charging Service Fees, CSF)的二阶锥问题;下层为一个遵循用户均衡(User Equilibrium, UE)原则的交通分配问题。该模型考虑了风电输出和OD交通流的不确定性,建立基于深度强化学习的求解框架,对随机双层问题进行解耦和近似求解。以5节点系统和某城市交通-电力耦合网为例,验证了该模型的有效性。

计及电子式电流互感器的差动保护性能分析

电磁型电流互感器(currenttransducer,CT)饱和是造成差动保护误动的重要原因,为此采取的差动保护抗CT饱和措施使保护算法和判据更加复杂,可靠性降低。电子式电流互感器(electroniccurrenttransducer,ECT)具有无磁饱和等优点,可从根本上解决上述问题。文章在分析、比较基于3种不同CT特性的比率制动差动保护动作特性的基础上,给出了相应的动作区示意图,并指出采用ECT可显著提高差动保护的灵敏性;在基于全电流的采样值差动保护中,光学电流互感器具有无可比拟的优点。此外,给出了光学电流互感器与基于IEC61850标准的光纤纵差保护装置的应用接口设计方案。

基于光学电流互感器的非周期分量线路纵差保护

采用输电线路分布参数模型,用拉氏变换法推导了高压、长距离输电线路故障时两侧的暂态非周期分量,研究结果表明,线路两侧的非周期分量在区内故障时表现为故障电流,区外故障时为穿越性电流,经过计算、比较,可准确判断区内、外故障。基于光学电流互感器能够准确测量非周期分量,提出一种新的线路非周期分量纵差保护原理,并给出动作判据。仿真结果表明,该原理保护不受故障类型、故障位置和故障过渡电阻的影响,基本不受线路对地分布电容影响,解决了传统工频量线路纵差保护因受线路对地分布电容电流影响而性能降低的难题。

光学电流互感器对提高电流动态测量品质的研究

介绍了光学电流互感器的基本原理,与传统的电磁型电流互感器相比,基于Faraday磁旋光效应原理的光学电流互感器在测量原理上不存在测量频带问题,无磁饱和问题。通过比较两种串联运行的电流互感器的现场运行数据,分析其直流分量、基波和谐波含量,得出光学电流互感器具有优良的动态测量特性的结论。

微机型变压器过负荷联切装置及其应用

结合保定电网分析了事故情况下220 kV变压器过负荷问题的严重危害,提出了利用微机型自动装置来解决变压器过负荷问题。变压器过负荷联切装置采用了分“多级多轮”联切负荷的解决方案,使装置在动作过程中可以根据变压器实际过负荷的情况分级分轮地切除过负荷部分,从而达到最佳的切负荷的目的。它具有智能化和自适应的特点。

光学电流互感器及其应用评述

光学电流互感器(OCT)以其优良性能而非常适于电力系统尤其是高电压等级的系统以提高设备安全性降低成本。为进一步促进OCT在系统中应用,利于建设数字电力系统,评述了在电力系统继电保护、数字化变电站、动态观测、故障录波、故障定位、谐波测量等方面的应用情况。国内自主研制的基于Faraday磁光效应原理的OCT具有良好的动态响应能力和绝缘性能,能精确地测量非周期分量及各种交流谐波分量,且无饱和现象,并利用自适应光学传感原理和螺线管聚磁光路结构,解决了阻碍OCT实用化的测量温漂和不能长期稳定运行的问题,稳态测量准确度可高于0.2级。安装于河北省保定市某变电站110 kV线路上的OCT已连续运行了25个月,运行结果表明,自适应光学电流互感器(AOCT)具有长期运行稳定性,能满足现代电力系统发展的要求。

电力信息的网络化传输是电力系统安全的重要保证

电力信息包括远动数据、保护数据以及故障录波数据等。网络化传输是基于TCP/TP技术实现信息的高速通信。作者结合兰州供电公司调度决策支持系统的实际情况,从保证电网安全运行的要求出发,分析了电力信息的传输模式,给出了电力系统信息传输网络的设计方法和技术方案。最后给出了电力信息传输网络性能评价。

自适应光学电流互感器与保护一体化运行研究

电磁式CT的磁饱和问题一直是影响继电保护正确动作的主要原因之一,只有应用新型的无磁饱和互感器以及相应的保护系统才能从根本上解决这些问题,为此,该文在完善了新型自适应光学电流互感器(AOCT)理论体系基础上,研制了实用化的AOCT,将AOCT与新型线路差动保护构成的一体化系统应用于河北省保定供电公司的一条35kV输电线路上运行。运行结果表明,AOCT具有优良的测量性能,能够为保护提供高保真的测量数据;整套一体化系统当发生多次区外故障时均可靠不动,在一次区内故障时正确动作,满足了现场实际运行的要求。

独立式电流互感器的安装对继电保护影响的研究

继电保护与独立式电流互感器的一次侧极性端的安装方式密切相关,非正确安装可能影响继电保护的动作行为,造成事故停电范围扩大。通过分析和比较独立式CT的不同安装方式对不同类型继电保护的影响,得出了独立式CT的正确安装方法,并给出了CT非正确安装时的几种弥补措施,同时指出其不足之处。电子式电流互感器二次侧原理与电磁型CT不同,能够彻底解决独立式CT非正确安装方式对继电保护的影响。

用光学电流互感器和工控机实现光纤纵差保护

通过应用自适应光学传感原理和螺线管聚磁光路结构解决了测量温漂问题和不能长期稳定运行问题,且稳态测量精度达到0.2级,非周期分量电流的最大峰值瞬时值误差小于±1%的自适应光学电流互感器,利用基于MSP430单片机和以太网控制器CS8900A的新型电路接口方案,设计了电子式互感器与保护、测控设备接口的重要组成部分——合并单元,实现了遵循IEC61850的互感器与保护设备的数字通信,完成了数字化变电站系统中从过程层到间隔层的接口。

XLPE电缆绝缘老化临界时间现象及其动力学仿真

为深入探究交联聚乙烯(cross-linked polyethylene, XLPE)电缆绝缘的老化特性,评判XLPE电缆绝缘的老化程度,文中对110 kV XLPE电缆绝缘在135℃进行加速老化实验,采用拉伸试验表征XLPE断裂伸长率的变化规律,采用傅里叶变换红外光谱表征XLPE中羰基浓度与抗氧剂含量的变化规律。结果表明,XLPE电缆绝缘老化存在临界时间现象,即随着老化时间的增长,XLPE断裂伸长率由缓慢下降转变为快速下降,羰基浓度由缓慢增大转变为快速增大,临界时间均为2 016 h;而抗氧剂含量则随老化时间逐渐下降,不存在拐点。基于链式自由基理论,建立考虑抗氧剂反应过程的XLPE热老化动力学模型,进一步仿真计算XLPE电缆绝缘热老化过程中抗氧剂含量和羰基浓度的变化过程,仿真计算结果能够很好地吻合实验结果。研究结果表明抗氧剂含量可用于表征XLPE电缆绝缘的老化程度。

非周期分量线路差动保护特殊问题研究

非周期分量线路差动保护具有不受线路对地分布电容影响的突出优点,解决了工频量线路差动保护的难题。对超高压线路上装有并联电抗器和线路一端装有串补电容的情况以及特殊工况进行了分析和仿真,说明非周期分量线路差动保护是正确可靠的。非周期分量差动保护和行波差动保护都存在特定故障时灵敏度不足的问题,但二者在灵敏度问题上正好完全互补,线路非周期分量差动保护与行波差动保护一体化,可以进一步提高线路差动保护的整体性能。

智能电网中基于知识图谱的语义搜索算法

针对电网企业的数据资源无法被智能分析与管理等问题,提出基于知识图谱的语义搜索(KGSS)算法。KGSS算法通过MPP采集模型和Madoop数据库对结构化、半结构化和非结构化数据进行知识抽取,构建知识实体、属性以及实体间关系。利用嵌入投影模型(PEM)建立多结构数据的电网知识库,实现支持语义搜索的知识图谱。KGSS算法采用相似性策略进行实施语义搜索。性能分析表明,相比于传统的关键词搜索,KGSS算法的查准率和召回率得到有效的提升。

纳米掺杂对环氧复合绝缘材料不均匀热老化特性的影响

本文制备了改性纳米氧化铝掺杂质量分数分别为0%、1%、10%的环氧复合绝缘材料,对其在150℃下开展了热老化试验,并通过动态机械(DMA)测试、扫描电子显微镜(SEM)测试和线性热膨胀测试研究其热老化特性及机理。结果表明:环氧复合绝缘材料在热老化过程中形成了不均匀的老化结构,且表面老化层厚度与纳米氧化铝的含量有关。当纳米氧化铝掺杂质量分数为1%时,试样的表面老化层厚度最小,此时纳米颗粒分散性良好且紧密地镶嵌在环氧基体中。结合玻璃化转变的自由体积理论,计算发现纳米氧化铝掺杂质量分数为1%时,试样的自由体积分数最小,且对应的环氧基体α主松弛时间最长,分子链活动性最低。在环氧树脂中加入适量改性纳米氧化铝可以提高分子链的交联程度,降低体系的自由体积,进而削弱氧气在材料内部的扩散能力,最终降低环氧复合绝缘材料的不均匀热老化程度。

220kV主变压器开关代路操作分析

冀电调 [2 0 0 0 ]15号文中规定 ,河北南部电网 2 2 0kV供电变压器保护的新建和改、扩建工程 ,应在高压侧或中压侧旁路转代时实现差动保护CT切换至旁路CT的方式 ,由此引起代路操作过程的巨大变化。

配电系统自动化对城网规划与改造方案的影响

配电系统自动化技术的应用，是城网规划与改造方案制定过程中不容忽视的一项内容。介绍了与配电系统自动化技术相适应的中压网结构和变电所监控系统，提出了城网规划与改造方案中终端变电所（不含企业变电所；电压等级：１１０／１０ｋＶ）高压主接线形式、主变压器容量和台数选择的设想。

基于需求侧调峰的农村电采暖设备负荷优化控制策略

随着中国北方地区农村清洁能源供暖项目的大力推广,冬季燃煤取暖污染问题得到了极大的改善。但是大规模煤改电设备的使用,对低压配电网供电可靠性提出了新的挑战。挖掘电采暖负荷的需求响应潜力,激励用户主动参与电网调峰,是实现资源优化配置和提高配电网供电质量的有效措施之一。该文为了激励用户主动参与调峰,实现负荷削峰填谷,提出了基于需求侧调峰的农村电采暖设备负荷优化控制策略,设计了第三方公司代理"煤改电"用户参与调峰市场的市场交易模式,在此交易模式下建立了考虑调峰需求和用户舒适度的负荷优化控制模型,并在模型中引入用户分类补偿机制,提高用户参与调峰的主动性。以北京平谷区电采暖用户负荷数据为例进行仿真分析,结果表明,该文所提方法可以在满足用户室温需求的情况下,实现负荷削峰填谷的作用,分类补偿机制对用户主动参与调峰起到了激励作用,使用户和代理公司均获得收益。

基于超导故障限流器的多级馈线电流保护新方案

随着配网规模的快速发展,配电网线路呈现线路短、节点多的情形,进而导致短路电流差异较小,传统电流保护方案配合困难以及故障切除时间延长。为解决上述问题,首先梳理多级馈线保护存在的问题,对多级馈线长短混联线路保护配置与整定方案进行分析,进而提出了一种基于超导故障限流器的电流保护新方案。该保护方案利用故障限流器的快速投入与限流特性实现上下游线路短路电流差异化。基于此,构建新的保护定值整定原则,缩短故障切除时间。利用PSCAD搭建多级馈线配电网模型进行仿真验证。结果表明:所提保护方案能够解决传统电流保护定值配合失效与保护动作时间过长等问题。

基于改进下垂控制的多微网并联运行控制策略研究

多微网并联的电网系统结构复杂、连接方式多样,在并网、解列的过程中由于子微网之间的频率和电压偏差,会在平衡点产生较大的电动力,对系统产生冲击,影响系统的动态稳定。本文针对多微网并网、解列过程中控制精度和动态稳定的问题,基于长距离线路电压降落和电压相角偏移,提出了一种改进的下垂控制方法,减少了系统的电压震荡和频率波动。最后基于Matlab/Simulink建立仿真模型,仿真结果验证了改进控制策略的合理性和有效性。