基于时域介电谱和去极化电量的变压器油纸绝缘老化特征量研究

为研究变压器油纸绝缘极化/去极化电流法特征量,在130℃下进行了油纸试样的加速热老化试验,测得了试样在不同老化阶段的去极化电流,提出以稳态油老化电量Q_o和稳态油纸界面极化电量Q_(o-p)作为变压器绝缘油与油纸界面极化的老化特征量,并提取绝缘纸时域介电谱峰值和峰值时间tpeak作为绝缘纸老化特征量,最后通过现场试验验证了以上述特征量分别表征油纸绝缘老化状态的可行性。结果表明:Q_o随老化时间的增加而增大,2者间存在线性拟合关系,Q_o可以表征油中偶极子转向极化强度;绝缘纸时域介电谱峰值及对应时间分别代表了其内部因纤维素裂解引起的界面极化强度和响应速度,其中时域介电谱峰值和聚合度之间具有指数负相关关系;Q_(o-p)随老化时间增加而增大,2者间存在线性拟合关系,Q_(o-p)可以表征油纸界面极化强度。

基于粗糙集与多类支持向量机的电力变压器故障诊断

针对传统变压器故障诊断过程中未能将部分反映变压器故障状态的信息有效利用,以致故障诊断信息不完备、诊断结果不准确的情况,将铁芯接地电流等信息与特征气体相结合,以完善故障特征信息。并在此基础上,构建了一种采用粗糙集的一对一多类支持向量机故障诊断新方法。首先利用一对一多类支持向量机实现故障类别区域的划分;然后根据粗糙集的上下近似这一核心思想对故障类别划分区域进行描述,得出故障分类的上下近似域及边界域的集合,并提取故障诊断分类规则;最后利用分类规则实现故障类别划分。该方法实现了故障信息的综合利用,并将粗糙集在不完备数据与复杂模式刻画方面所具备的优良表现,及一对一支持向量机在分类方面的良好泛化性能进行有效融合,从而有效提高故障分类精度。变压器故障实例分析表明,与传统诊断方法相比较,该方法具有更高的诊断正确率,且其可有效反映故障诊断中所出现的不完备信息。

爆轰气流作用下的电弧熄灭特性

为了解决输电线路防雷难题,在并联间隙的基础上提出了一种基于爆轰气流作用的灭弧防雷装置。通过建立链式电弧模型,对电弧元进行受力分析,利用爆轰相似理论对爆轰波的压力进行计算,并进一步推导出电弧元的各速度分量控制方程。利用ANSYS AUTODYN模拟爆轰气流与电弧等离子体耦合过程,得到气流场和电弧温度场的数值仿真,并进行灭弧试验验证。结果表明：电弧元的各速度分量与电弧元的长度无关,与爆轰气流压力有关;且气流压力越大,电弧运动速度越快,越利于熄灭电弧。爆轰气流速度最大可达到6 000 m/s,4.6 ms时电弧温度由最高的14×10^3 K下降到3×10^3 K,且在爆轰气流作用下电弧熄灭,没有发生重燃。

基于频域介电谱和补偿因子的油纸绝缘水分含量和老化程度评估方法

为了消除油纸绝缘老化程度和水分对频域介电谱(FDS)的相互影响,提高变压器油纸绝缘老化程度和水分含量评估的精度,研究了基于频域介电谱和补偿因子的评估方法。该方法首先采用频域介电谱方法对实验室制备的老化程度和含水量均不相同的多组油纸绝缘试样开展测试;然后根据测得的频谱曲线,提出了表征油纸绝缘含水量和老化程度的特征量,并首次引入了老化和水分补偿因子对特征量进行补偿;最后,基于补偿因子提出了一种新的油纸绝缘状态评估方法,并进行现场测试验证。实验结果表明:低频区(10-3～10-1 Hz)的曲线受到水分和老化的共同影响,高频区(101～103 Hz)的曲线在含水量较低时主要受水分的影响,而在含水量较高时老化在该频段的影响也十分明显;提出的特征量SDP和Sm分别与老化程度和含水量具有高度指数拟合优度关系,通过补偿因子可以反映并消除特征量中老化或水分的影响;用该方法评估现役变压器中油纸绝缘的水分含量和聚合度,均与实测值接近,初步验证了该方法的有效性。因此,论文提出的油纸绝缘水分含量和老化程度评估方法可为实际变压器状态评估提供一种有效的途径。

基于频域介电谱和多输出支持向量回归的变压器油纸绝缘状态评估

为分别评估变压器油纸绝缘的老化程度和水分含量,文中通过加速热老化试验和吸潮实验制备了不同老化程度下含水量不同的油浸绝缘纸试品,测试了试品的介损因数频谱和阻抗相位频谱,分析了老化、水分对油纸绝缘频域介电谱特性的影响。采用多输出支持向量回归算法(multi-output support vectorregression,M-SVR)逼近频域介电谱曲线与油纸绝缘老化和水分之间的非线性映射关系,据此预测油纸绝缘试品的老化程度和水分含量。研究表明,对于含水量在0.5～5.6%范围内、具有不同老化程度的试品,M-SVR对含水量的预测精度较高,而对老化程度的预测精度较低,且均高于RBF神经网络;根据油纸绝缘试品的聚类分析结果,发现与老化程度相关性较大的第1、2类试品,M-SVR对其老化程度的预测精度明显提高,含水量预测精度变化不大。

基于代价敏感组合核相关向量机的电力变压器故障诊断

组合核相关向量机可以融合多个特征空间,输出变压器隶属于各种状态的概率。将代价敏感机制融入组合核相关向量机,构建了代价敏感组合核相关向量机,该算法以误诊断代价最小为目标,按贝叶斯风险理论预测样本的故障类别,克服了传统诊断方法未考虑误诊断代价差异的问题。针对代价敏感组合核相关向量机核函数参数选取需人为设定的问题,采用K折交叉验证和粒子群算法相结合的方法寻优核函数参数。基于油中溶解气体分析(dissolved gas analysis,DGA)数据的诊断实例表明,与BP神经网络,支持向量机及组合核相关向量机算法相比,代价敏感组合核相关向量机不仅具有较高的诊断正确率,而且具有较低的误诊断代价。

利用危险废物废铁和废硫酸制备七水合硫酸亚铁

以回收的危险废物废铁和废硫酸为原料制备七水合硫酸亚铁,优化制备过程参数,实现产品纯度和得率最大化。结果显示,25%的硫酸过量1.3倍,与废铁60℃恒温反应6h,5℃冷凝制备得到的七水合硫酸亚铁产品结晶率达85%,产品回收率33.41%。成品回用于危险废物物化处置工段,实现有价资源循环利用。

变压器油和绝缘纸老化对扩展Debye模型参数的影响研究

为研究变压器油和绝缘纸老化对扩展Debye模型参数的影响,以及确定变压器油换油时间,首先在实验室条件下对油纸绝缘试样进行130℃加速老化试验和PDC试验,然后建立不同试样相对应的扩展Debye模型,深入研究变压器油和绝缘纸老化时扩展Debye模型支路参数的变化规律,最后提出用中间时间常数分支电容变化率作为变压器的换油阈值。结果表明:变压器油主要影响扩展Debye模型时间常数小于500 s的支路参数,随着变压器油老化天数增加,油老化产物会增加油中偶极子组的转向极化及油纸界面极化,去极化电流起始部分幅值增大,较小时间常数支路电阻变小,电容变大;绝缘纸主要影响扩展Debye模型时间常数大于500 s的支路参数,随着绝缘纸老化天数增加,纸老化产物仅会增加纸内总体极化强度,去极化电流曲线末端升高,较大时间常数支路电阻变小,电容变大;扩展Debye模型中间时间常数支路电容变化率可作为换油阈值,当电容变化率大于0.36%时变压器油介损值达到4.0%,此时应进行换油处理。

变压器油纸绝缘水分含量和老化程度定量评估研究

为了分离绝缘纸老化程度和水分对频域介电谱的影响及提高变压器绝缘纸老化程度和水分含量评估精度,文中通过开展加速热老化试验制备了老化程度和含水量均不相同的5组油纸绝缘试样,并对各组试样进行tanδ频谱测试。试验结果表明,在10-3~10-1Hz频段内,tanδ曲线随绝缘纸老化程度增加而上升;在10-3~102Hz频段内tanδ曲线随绝缘纸含水量增大显著上升,在特征频段10-1~102Hz和10-3~10-1Hz内求取tanδ曲线对频率的积分值Sm和SDP分别作为表征水分含量和老化程度的特征量,并分别给出了特征量与绝缘纸水分含量(Kw)和聚合度(DP)之间的拟合关系。对比分析相同老化程度下水分含量不同的多组油纸绝缘试样的介损频谱特性表明,绝缘纸含水量对特征量SDP影响极大,为此提出了水分补偿因子以量化绝缘纸含水量对老化评估的影响,并进一步提出了全面考虑水分影响的老化程度评估新方法。

高温煅烧电解锰渣资源化利用途径探究

通过热分析确定锰渣煅烧温度点,利用XRF、XRD等分析手段对各煅烧温度点电解锰渣物性进行研究,并采用烟气分析系统监测煅烧烟气。研究结果表明,电解锰渣存在潜在活性成分,可通过高温煅烧激活,最终反应物以水泥熟料C-S-H的形式存在,有益于建材方向资源化应用;电解锰渣高温煅烧烟气含SO2,是制备硫酸的有效成分;煅烧温度是影响电解锰渣应用的关键因素。