基于BOTDR分布式检测技术的光缆隐蔽性缺陷识别

提出基于布里渊光时域反射(Brillouin optic time domain reflectometer,BOTDR)分布式检测技术与解调信号的光缆隐蔽性缺陷识别方法,识别检测光缆隐蔽性缺陷。在生产阶段将光纤植入多股碳纤维导线复合芯内部作为传感器,依据BOTDR技术与光时域反射(optic time domain reflectometer,OTDR)技术原理,构建关于碳纤维导线光缆隐蔽性检测的分布式传感系统,利用光纤对温度、应力、传播损耗的高精度感知,多维度地分析碳纤维导线光缆的隐蔽性缺陷及位置分布,实现光缆的隐蔽性缺陷识别。利用morlet小波解调布里渊散射信号,提取包络信息,去除信号噪声,采用列文伯格-马夸尔特算法,拟合布里渊散射谱数据,精确估计最优Brillouin频移量参数,提升整体缺陷识别精度。实验证明:该方法可以准确地对光缆的隐蔽性缺陷进行表征,实现多股碳纤维导线光缆隐蔽性缺陷的快速、有效识别,促进碳纤维导线光缆更好地应用于增容、大跨越等工程中。

基于分布式光纤传感技术的碳纤维复合芯导线缺陷识别方法

研究基于分布式光纤传感技术的碳纤维复合芯导线缺陷识别方法,有效采集导线应变信息,提升导线缺陷识别效果。创新性地根据偏振光时域反射原理,利用分布式光纤传感技术采集碳纤维复合芯导线应变信息;通过经验小波变换提取应变信息特征;利用自适应t分布改进的麻雀搜索算法,优化径向基神经网络权值,确定最佳径向基神经网络结构;按照邻近原则聚类应变信息特征,输出导线缺陷识别结果。实验证明:有无扰动时,该方法均可有效采集碳纤维复合芯导线应变信息,抗干扰效果较优;该方法可有效提取并聚类应变信息特征,精准识别导线缺陷。

生命周期视域下电力企业科技成果培育策略研究

电力科技是面向电力产品和市场的一整套科技体系,电力企业研发投入的合理布局和效益最大化是企业构建先进科技体系的核心原则和目标,而通过科技规划和管控机制实现科技资源优化配置是实现科技成果数量、质量及效益最大化的关键。因此,为保证电力科技成果培育的科学性和连续性,基于技术生命周期理论及TRL技术评价等方法,结合科技成果的概念及培育体系的研究现状,提出对企业内部科技成果培育周期采用技术调研阶段、技术研发阶段、产品研发阶段、产品市场化阶段的四阶段划分方法;同时,利用技术生命周期理论描述企业科技成果培育的外部技术环境,通过内外部双周期理论模型及相关周期评价方法,引入面向电力企业重大科技成果的技术域概念,提出通过构建动态技术域地图支撑面向重大科技成果精准定位和培育策略制定的方法。

基于光纤传感技术的多股碳纤维复合芯导线隐蔽性缺陷检测

为解决大容量、大跨越输电用碳纤维导线由于隐蔽性缺陷无法检出而导致频繁断线的问题,提出了一种基于光纤传感技术的多股碳纤维复合芯导线隐蔽性缺陷检测方法。该方法通过搭建导线运行环境并模拟导线运行工况,采用基于分布式光纤布里渊散射的时域反射技术,检测碳纤维导线的温度和应变分布情况,并结合光时域反射技术,检测碳纤维导线中光纤的损耗情况。经过综合对比分析,获取可表征多股碳纤维缺陷隐蔽性缺陷的光纤温度、应变、损耗等信号特征量,并构建神经网络模型,将各信号特征量作为模型输入,通过模型训练确定模型内各权系数,使其能够有效地检测多股碳纤维复合芯导线隐蔽性缺陷。实验结果表明,该方法可有效获取各类光纤信号特征量,并且能够准确地检测各类导线隐蔽性缺陷,具有重要的实际应用价值。

发展工厂复合化绝缘子提高特高压电网配置质量

针对特高压电网部分设备的外绝缘配置矛盾,提出发展传统的瓷/玻璃绝缘子与高综合性能RTV防污闪涂料相结合的工厂复合化绝缘子,促进RTV由临时性、补救性产品向正式性、持久性产品的转变,为输变电工程设计和基建阶段的外绝缘配置提供一种具备扎实研究基础和丰富运行经验的新选择,为突破瓷/玻璃绝缘子的配置限制、提高特高压电网的综合配置质量奠定基础。基于运行经验和试验数据,澄清、改善或解决了涂层自洁性、盘形绝缘子陡波性能下降、玻璃绝缘子小电弧自爆、自爆玻璃件的散落形态等涉及工厂复合化绝缘子的疑义和问题,设计了工厂复合化绝缘子技术参数,提出了相应的配置原则。

重污区电力设备综合性防污闪措施

给出了４ 级污秽０．２ｍ ｇ／ｃｍ ２、０．３ｍ ｇ／ｃｍ ２ 盐密下１１０ｋＶ、２２０ｋＶ 悬式瓷绝缘子、支柱瓷绝缘子与１１０ｋＶ 电流互感器瓷套、加增爬裙、涂ＲＴＶ 涂料及加增爬裙与涂ＲＴＶ涂料组合时绝缘子耐污闪特性。试验结果表明，ＲＴＶ涂料与加增爬裙均具有良好的耐污闪性能，对重污区电力设备具有良好的抗污闪。

一种特殊结线操作过电压的动模实验和抑制措施

针对限流电抗器并联旁路开关结线系统的操作过电压，通过动模实验复现了过电压现象，用光线录波器记录过电压脉冲获得过电压波形的参数，并对并联氧出辞避雷器、电阻和电容等措施进行了试验。实验结果与理论分析一致、为改进结线、消除过电压危害提供了可靠的实验依据。

发电机转子匝间短路故障电磁场数值分析研究

掌握气隙磁场的分布情况,是实现转子绕组匝间短路故障诊断的重要手段。考虑到短路故障会引起绕组电路拓扑结构的改变,本文通过机理分析推导,得到气隙磁场、定子电流、电磁转矩等一系列电气量的变化特征,并采用有限元数值分析法对故障状态的电磁场及电磁特性进行研究。以一台同步发电机为例,首先建立二维场路耦合有限元电磁场计算模型,通过仿真分析对比了电机额定工况时发生短路故障前后磁场分布的差异;然后对匝间短路故障下产生在电机气隙磁密中不同频率的谐波、定子支路中的电流及电机电磁转矩的变化规律进行了深入分析;最后重点针对故障对电机运行性能的影响进行了探讨。本文可为同步发电机早期故障诊断提供理论依据,为工程实际提供参考。

基于高精度温度传感器的多股碳纤维导线潜伏性缺陷检测方法

为提升多股碳纤维导线的质量,研究基于高精度温度传感器的多股碳纤维导线潜伏性缺陷检测方法。利用布里渊光时域反射技术设计高精度温度传感器,并将单根光纤植入多股碳纤维导线中,通过注入窄谱光源来实现温度采集。采用外差检测法对窄谱光源进行处理,获取多股碳纤维导线的温度采集结果。采用平均处理方法滤除温度数据内部的噪声。基于滤波后的温度数据,建立多股碳纤维导线的温度场逆问题模型,并利用牛顿迭代法对模型进行求解,从而得到多股碳纤维导线的热导率。实验证明,该方法能够有效地采集多股碳纤维导线的温度,并成功滤除99%的内部噪声。检测无缺陷多股碳纤维导线的热导率是235 W/m·k,基于此,该方法也能够根据与无缺陷导线的热导率的差异有效地检测导线的潜伏性缺陷。值得注意的是,当导线的负荷电流增加时,该方法的潜伏性缺陷检测效果更佳。

人工智能驱动的数据分析技术在电力变压器状态检修中的应用综述

状态检修为电力变压器的稳定运行与优质电力的正常供应提供了重要保障。随着智能电网建设的不断推进,包括状态监测、生产管理、运行调度、气象环境等在内的电力变压器运行状态相关信息已逐步呈现出体量大、种类多、增长快的典型大数据特征。因此,在电力大数据的时代背景下,开展结合人工智能技术的电力变压器状态数据综合挖掘与分析研究,对于进一步提升设备状态检修的全面性、高效性与准确性具有十分重要的意义。鉴于此,首先概述了面向数据分析的人工智能技术,涵盖专家系统、不确定性推理、机器学习及智能优化计算等研究内容;然后,结合电力变压器状态检修各阶段任务的智能化需求,论述了人工智能驱动的数据分析技术在数据清洗、文本挖掘、图像识别、状态评估、故障诊断、状态预测及检修决策优化等典型场景中的应用研究现状;最后,探讨了现阶段影响基于人工智能的数据分析技术在状态检修领域应用效果的关键问题,并对未来的主要研究方向进行了展望。

变压器局部放电光纤超声检测技术及新复用方法

传统的变压器局部放电声波检测技术主要是使用压电陶瓷传感器进行外置式检测,检测效果较差。光纤超声传感器具有绝缘性能好、抗电磁干扰性能优异、尺寸小等优势,可深入变压器内部感知微弱超声信号,这为变压器局部放电检测提供一种全新的解决方案。目前,国内外诸多研究机构已针对于变压器局部放电检测需求研制出各种光纤超声传感器。这些传感器在实验室研究中表现出优异的检测性能,但尚鲜有工程应用。此外,文献报道的光纤超声传感器主要为单点式结构。光纤超声传感器的多路复用问题一直未能得到很好的解决。为此,对现有光纤超声传感器的研究现状进行总结,从基本原理、结构参数、性能指标等方面进行对比分析,为推动光纤超声传感器应用于现场电力变压器局部放电检测提供理论参考。并针对于光纤超声传感器多路复用问题,提出一种基于光频域扫描干涉仪的分布式光纤超声传感系统,该系统能够对变压器局部放电产生的超声波进行多点同步检测,实现放电源定位。

复合绝缘子高温硅橡胶老化现象分析及评估方法研究

复合绝缘子伞裙护套材料由高温硫化硅橡胶制造而成,硅橡胶在长期运行中的老化状态对于复合绝缘子的整体性能有着重要的影响。为了研究复合绝缘子伞裙护套材料在长期运行中的老化情况,文中对北方某地退出运行的复合绝缘子进行取样,选取典型复合绝缘子伞裙护套样品的表层和内部进行对比分析。通过傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱分析、X射线衍射分析、热失重分析等分析手段研究了高温硫化硅橡胶老化前后的有机官能团、元素比例和价态、微观形貌、微观结构等方面的变化,并采用统计学方法建立了高温硫化硅橡胶“有机成分”与其运行年限的定量关系。为复合绝缘子的寿命预测提供了一种可行的表征手段。

基于卷积神经网络的变压器套管故障红外图像识别方法

作为电力变压器的重要部件,套管的管理与维护对于设备的安全稳定运行起着至关重要的作用。为提升电力设备巡检的智能化水平,文中提出一种基于卷积神经网络的套管故障红外图像识别方法,该方法在特征提取方面具有显著的优势,避免了人为提取描述特征的低效和易误判问题。首先,建立了包含正常、缺油与局部过热3种状态类型的套管红外图像样本库;然后,将规范化处理后的红外图像作为卷积神经网络的输入,搭建了套管故障红外图像识别模型;最后,通过对网络超参数的选取进行实验分析,确定了激活函数种类、池化方法及卷积核数目。针对文中样本库,文中所提模型对套管3种状态类型的分类结果准确率达到96%,相较于SVM算法和BP神经网络算法分别提升约14%和15%,识别性能更为优异。

隐式半马尔科夫模型下的变压器故障诊断方法

变压器运行过程中存在多种状态,能够正确划分运行状态,对变压器的维修和故障诊断有着重要的意义;首先,详细分析了马尔科夫链的衍生模型,并构造了隐式半马尔科夫模型(hidden semi-markov models,HSMM);然后,通过引入"微状态-宏状态"的对应关系,用于在HSMM中描述变压器运行过程中的状态;最后,建立了涵盖变压器历史状态信息,并包含特征提取、状态分类和故障识别过程的HSMM故障诊断流程;通过变压器DGA故障诊断的算例分析,结果表明所述方法的有效性。

一种油浸式电力变压器绕组温升工程计算方法

油浸式电力变压器的绕组温升直接影响变压器的负载能力,而变压器绕组温升实验效率低、费用高,因此对变压器绕组温升进行工程计算研究具有十分重要的意义。目前大部分变压器厂用的工程计算方法没有统一的标准,造成计算结果不统一,误差较大。鉴于此,本论文在建立变压器绕组模型、分析绕组内油流特性的基础上提出一种变压器绕组温升工程计算方法,从工程实际出发对采用冷却器作为冷却装置的变压器在强油导向冷却方式下进行绕组温升工程计算,计算结果与变压器厂测得结果作对比,结果表明:该方法误差较小,可以满足工程实际需要。

基于模糊评判与DSmT的变压器本体多级绝缘状态评估方法

针对变压器本体绝缘状态评估中的状态信息指标的不确定性,文中提出了基于模糊评判理论与DSmT的变压器本体多级绝缘状态评估模型,该模型分为本体绝缘状态等级评估与绝缘缺陷风险等级评估。应用模糊评判理论构建等级评估的隶属度函数模型,选择反映变压器绝缘状态的绝缘类指标参量作为模型的输入,应用熵权法改进的DSmT对指标隶属度进行融合得到最终的等级评估结果,该模型有效克服了等级区间界限值过于绝对化的局限性,解决了传统DST高冲突性证据的融合问题。通过实例验证,该模型的评估结果具有一定的有效性,其不仅能够反映变压器本体的绝缘状态等级,还可以反映其具体绝缘缺陷的风险趋势。

环氧树脂/功能化氮化硼纳米片复合电介质的制备及性能研究

采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)对氮化硼纳米片(BNNS)进行表面改性,然后将其掺入环氧树脂基体中,制备了环氧树脂/功能化氮化硼纳米片(EP/BNNS-KH560)复合材料。对功能化氮化硼纳米片的结构及形貌进行测定,并对EP/BNNS-KH560复合材料的性能进行研究。结果表明:BNNS表面成功接枝KH560,在透射电子显微镜下展现出透明薄层结构;宽能级间隙的BNNS-KH560填料的加入可以保持复合材料的高电绝缘性、优异的介电性能和力学性能,使其热稳定性提高,并能在环氧树脂基体中形成良好的导热通道,有效改善复合材料的导热性能。当复合材料中BNNS-KH560质量分数为20%时,复合材料的导热系数可达到0.51 W/(m·K)。

热老化下换流变压器内油纸绝缘组合理化和电气特性研究

换流变压器是特高压直流输电系统十分重要的电力设备,其内部的油纸绝缘水平和运行状况直接关系到电力系统的安全与稳定。研究换流变压器内部油纸绝缘在热老化下的理化特性,将有助于提升换流变压器的油纸绝缘水平。选取了特高压换流变压器可能采用的绝缘油纸作为研究对象,对四种不同油纸组合展开加速热老化试验,测量并分析试验过程中绝缘纸聚合度、油中水分含量、油中酸值、绝缘油运动黏度、热稳定性、相对介电常数和介质损耗因数的变化情况,给出油纸绝缘理化和电气特性的理论参考。

基于采集系统自主运维的“企业级”大数据深化应用管理

为更好地推进公司用电信息采集系统建设和发展,国家电网公司制定了分三个阶段进行建设的战略实施方案,其中2009-2010年为规划试点阶段,2011-2015年为全面建设阶段,2016-2020年为引领提升阶段。根据《国家电网公司"十三五"电力营销发展规划》要求,进一步加强营销计量、抄表、收费标准化建设,深化用电信息采集系统(简称采集系统)应用,实现国家电网公司系统范围内电力用户的"全覆盖、全采集、全费控",提升公司集约化、精益化和标准化管理水平。目前,采集系统逐步将由重建设转向重管理和重应用,省计量中心作为河北南网采集主站的运维和技术支撑单位,以采集系统为统领,全面推动公司系统各层面.

基于混合电场线性叠加原理的换流变压器内部电场分布规律研究

换流变压器是特高压直流输电系统中的关键设备,其阀侧承受着交直流复合电压。研究热老化对交直流电压在油纸绝缘内分布的影响,可为换流变压器油纸选型提供理论借鉴。选取了换流变压器常用的绝缘油和绝缘纸作为研究对象,并对2种不同油纸组合展开加速热老化试验,测量并分析试验过程中绝缘油和绝缘纸的介电常数和电阻率的变化规律,在此基础上通过油-绝缘纸-油有限元电场仿真模型分析,基于线性叠加原则,得到了交直流电压在热老化过程中的分布变化情况,表明热老化主要影响油纸中直流分量的分布,将显著提高油中的电场强度。