基于宽频振动传感器的电力设备状态监测方法可行性分析

宽频振动信号包括1 Hz~20 kHz的低频振动信号和20~500 kHz的高频超声信号。近年来,利用振动信号对变压器、电容器、电抗器等电力设备进行状态检测的手段日益成熟,超声信号也可以很好地检测出电力设备中的局部放电并定位,均已有较为成熟的应用。文中提出了基于宽频振动传感器的电力设备状态监测方法,并使用该传感器同时测量了脉冲振动源的振动以及油纸绝缘针板电极局部放电的超声,借助仿真对超声时延进行了修正,对局部放电进行了识别,并与脉冲电流法所得结果进行了对比。结果表明,所提出的监测方法可以很好地监测到振动和超声,并实现局部放电的识别,该方法应用于电力设备状态监测是可行的。

变压器油中乙炔门控循环单元网络多步预测超参数优化方法

油中溶解乙炔作为电力变压器中重要的放电程度表征参量之一,对其进行多步预测可以为变压器故障诊断及预警提供重要依据。现有的状态预测模型主要集中于单步预测,对于未来更长时期变化趋势的预测手段不足。此外,基于深度学习的多步预测模型的超参数选择大多基于经验和朴素的单一控制变量法,超参数之间的耦合关系没有得到充分的研究。文中提出基于多输出策略的门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)神经网络多步预测模型,通过改变模型结构超参数和训练超参数研究超参数之间的耦合关系,使用多目标灰狼优化算法对不同预测结果倾向的GRU模型进行超参数优化。结果表明,GRU模型可以较为准确的对变压器油中乙炔含量进行30天预测,GRU模型的各超参数对输出预测结果的影响规律并不统一且相互影响,一组超参数无法同时达到多目标最优。多目标灰狼优化算法能够根据预测目标的不同,优化选择合适的超参数,为人工智能算法超参数的选取提供参考。

基于分子动力学模拟的植物绝缘油过热分解产气特性

为更好地了解植物绝缘油的产气过程,指导植物绝缘油变压器故障诊断,从宏观和微观两个层面研究了山茶籽绝缘油的热分解过程。通过实验研究了山茶籽绝缘油在363～403 K温度下经过5、10、15、20天热分解的产气特性和酸值变化规律。采用Reax FF反应力场构建山茶籽绝缘油模拟体系,通过分子动力学（MD）仿真,模拟植物绝缘油中分子在1400～2200K温度下的分解过程,得到其产物信息;并通过跟踪观测模拟体系中的分子变化,得到其产气路径和机理。实验和仿真结果表明：C2H6是山茶籽绝缘油在热解时产生的主要烃类气体产物;含非共轭双键越多的甘油三酸酯分子热稳定性越差,越容易分解;温度升高和受热时间增长能够促进植物绝缘油的分解,产生各种特征气体含量与温度和受热时间呈正相关;就产气路径而言,植物绝缘油热解是从与甘油三酸酯分子中心碳相连的C—O键的断裂开始,然后通过脱羧反应生成CO2和烃类自由基,烃类自由基继续分解,并与分解过程中产生的H·结合,得到植物绝缘油分解的各种特征气体。

基于.NET多层架构的档案管理信息系统的开发

从档案管理的现实中出发,研究了基于.NET多层架构的档案综合管理信息系统的开发方法,介绍了系统的设计模式、基于.NET平台的多层架构设计以及安全策略设计。

植物绝缘油击穿放电故障特征气体分析

对山茶籽植物绝缘油和矿物绝缘油两种变压器用油进行击穿放电故障试验,采用油中溶解气体分析方法测量并分析两种绝缘油放电故障所产生的油中溶解气体,分析并对比两种绝缘油纯油及油纸击穿产生气体的种类及百分含量。结果表明:两种绝缘油在击穿故障后均产生H_2、CH_4、C_2H_4、C_2H_6、C_2H_2、CO及CO_2这7种特征气体;随击穿故障次数的增加,植物绝缘油中溶解气体总量呈增加趋势,并且山茶籽植物绝缘油中CO和CO_2溶解气体含量大于矿物绝缘油;在两种绝缘油中,C_2H_2的含量在总烃中始终是最高的,这说明与矿物油相同,C_2H_2是山茶籽植物绝缘油电击穿故障的主要特征气体。

基于ReaxFF场的矿物绝缘油热解分子动力学模拟

热故障是影响充油设备安全运行的重要因素,基于Reax FF力场的分子动力学模拟方法建立了含有30个分子的矿物绝缘油仿真模型,深入研究了不同温度下矿物绝缘油的动态热解过程和产气规律。通过Reactive-MD-analysis识别模块对矿物绝缘油热解产物的识别和统计,结合仿真的动态图像分析了矿物油的微观反应过程,得出矿物油热解的主要反应路径以及小分子气体的生成路径。同时重点分析了温度对热解微观过程的影响,结果表明：中温下大分子烃自由基的β–C断裂造成C_2H_4气体的大量产生;高温下C_3H_8、C_2H_6和C_2H_4的继续分解造成C_2H_6和C_2H_4气体的相继减少以及H_2、CH_4和C_2H_2气体的不断增多。通过与热重实验结果的对比,验证了仿真结果的合理性,说明ReaxFF反应动力学模拟为从分子上研究矿物绝缘油的热解提供了一种有效的途径。

融合集对分析和证据理论的风电机组运行状态评估

为及时准确地评估风电机组运行状态,结合集对分析和证据理论各自的特点提出了一种风电机组运行状态评估的新方法。该方法根据风电场数据采集与监控系统的物理量,构建机组运行状态评估的指标体系,建立了一个2层评价模型。模型第1层采用集对分析处理指标不确定性的劣化度,并生成模型第2层的基本概率分配。模型的第2层采用证据理论进行多证据融合,得到机组运行状态的隶属度,同时基于隶属度最大原则与信度准则共同评判风电机组运行状态等级。采用所提评估方法对某风电场1.5 MW并网风电机组进行状态评估,并将评估结果与传统的模糊综合评估方法得到的结果进行比较,结果表明所提评估方法的结果更准确,在状态的趋势分析中也表现较好。

植物油浸绝缘纸的热稳定性及其对气隙放电发展的影响

随着植物绝缘油变压器的推广应用,研究植物油纸绝缘气隙放电发展及其影响因素具有重要意义。该文采用热重分析技术分析了不同温度下植物油浸绝缘纸板的热裂解情况;基于典型气隙缺陷模型进行了从起始放电至绝缘击穿全过程的局部放电试验。结果表明：相比于矿物油浸绝缘纸板,植物油浸绝缘纸板的热稳定性更好;随着气隙放电的发展两种油纸绝缘放电脉冲相位区间均呈现变宽趋势和不同程度的前移现象,植物油纸绝缘不同放电阶段放电信号相位前移现象更为明显,局部放电量相对较低。研究结果为通过局部放电信号诊断植物绝缘油变压器内部潜伏性缺陷奠定了基础。

强化实践教学环节 提高大学生的创新能力

首先分析了当前部分工科院校中存在着实践教学滞后理论教学这种状况产生的原因,其次主要站在实践教学方面,从不同的角度和不同的层次上,本着培养适应社会发展的新型人才的目标,提出了加强和改进实践教学的措施,实际应用和调研表明:学生不但对实践教学的热情和积极性很高,而且通过实践能力的培养,提高了学生的动手能力和毕业设计质量,与往年毕业生相比实践能力、创新能力、综合素质都有了明显的提高。

植物与矿物绝缘油热故障产气差异性分析

为研究不同种类绝缘油在热故障下油中溶解气体差异,对山茶籽绝缘油、FR3绝缘油、25#矿物绝缘油及油纸绝缘体系进行了90~250℃及300~800℃模拟变压器热故障试验,使用色谱法分析了热故障下油中溶解气体,得到相应气体组分、百分含量同热故障温度的对应关系。实验表明,热故障下山茶籽绝缘油的主要溶解气体为H_(2)与C_(2)H_(6),FR3绝缘油为C_(2)H_(6);矿物绝缘油低温(<300℃)热故障下为H_(2)与CH_(4),中、高温(≥300℃)热故障下为CH_(4)与C_(2)H_(4)。植物绝缘油与矿物绝缘油热故障特征气体的差异表明,在变压器故障诊断中应根据绝缘油类型建立适用的油中溶解气体分析方法。

基于模态复用的物联网高速数据回传研究

为了解决物联网(Internet of Things, IoT)终端数据高速回传问题,提出了基于栅格化方形面阵的轨道角动量(Orbital Angular Momentum, OAM)高速回传方法。论证了栅格化正方形面阵可以分解为多圈4阵元均匀圆环阵(Uniform Circular Array, UCA),并给出了馈电方法与具体实施步骤。基于此,进一步推导了采用栅格化方形面阵进行基于多圈UCA的OAM多模复用通信模型,并系统地分析了复用和分集增益。仿真结果表明,所提方法相对于传统方法有极大的信道容量和误码率(Bit Error Rate, BER)性能提升。所提方法只需收发方形面阵中心对准即可,无需信道估计,极大地降低了复杂度;此外,超高的分集增益可以极大地降低发射功率。因此,所提方法尤其适用于IoT终端节点这类低功耗、低复杂度的发射机,为IoT数据高速回传提供了高效的解决方案。

环境污染源监测管理信息系统的设计与开发

基于多层计算模式,利用网络、数据库技术、GIS等技术开发了环境污染源监测管理信息系统,提高了环境监控管理的现代化水平,该系统具备技术先进,设计合理,操作简单,智能程度高等特点。

便携式移动收费系统研究

设计了一种收费站车流量在高峰时的移动式收费系统,并从硬件配置、软件配置和主要功能及用途方面进行了阐述,进一步验证了该系统的可行性。

数字孪生技术在电网运行中的典型应用与展望

随着电网建设规模的扩大和数字经济的推动,电网数字化和智能化越来越成为电力行业发展的迫切需求。数字孪生技术基于数字化标识、自动化感知、网络化连接、普惠化计算、智能化控制和平台化服务等信息技术体系,为推进电网安全稳定运行、建设能源互联网企业提供了新思路和途径。该文基于数字孪生的概念、基本架构和特征,提出了数字孪生电网的内涵,构建了数字孪生电网的框架,阐释了数字孪生电网的运行模式,分析了数字孪生电网的关键技术,并从设备层、电网层、业务层和运营管理层4个层面提出了数字孪生技术在电网企业可实现的典型应用,为数字孪生电网的建设提供了理论支撑,指明了发展方向和建设思路。

基于无编码比值法的天然酯绝缘油变压器故障诊断方法研究

本文以山茶籽绝缘油中溶解气体数据和特性为例,建立了基于无编码比值法的天然酯绝缘油变压器故障诊断方法。首先通过采用相关系数矩阵分析方法对H_(2)、CH_(4)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(6)和C_(2)H_(2)五种特征气体构成的10组特征气体比例关系进行降维优化处理,提出不具有显著相关性的5组特征量。然后采用模糊C均值聚类分析(FCM)算法提取能够区分各种故障类型的最优特征量,并根据油中溶解气体数据确定故障诊断边界条件。结果表明,本文提出的无编码比值法准确率为88%,能够较为准确的区分和诊断天然酯绝缘油变压器故障。

电力电子模块封装硅胶电荷输运与陷阱特性研究

高压功率模块封装绝缘承受单极性的电应力,而高压功率模块封装绝缘中的空间电荷问题却没有得到足够的研究。本文研究了封装硅胶材料在不同温度下的空间电荷输运行为和陷阱能态分布特性。基于研发的空间电荷与陷阱能态联合测量系统,在3~15 kV/mm的外施电场和40、60、80℃温度下对封装硅胶进行空间电荷和等温松弛电流联合测量。结果表明:空间电荷积累情况随着温度的升高和外加电场的增大而恶化。电极附近积累了同极性的电荷,畸变了局部电场分布。此外,本文提出了一种基于非负最小二乘迭代算法的改进型等温松弛电流分析方法,分析了不同温度下封装硅胶的去极化松弛电流,获得0.8~1.2 eV的陷阱能级分布,有助于理解空间电荷输运行为背后的机理。空间电荷的积累导致局部场畸变,畸变的电场会导致局部放电和封装绝缘失效。因此,高压功率模块的封装设计时应该考虑空间电荷问题。

基于振动超声复合信号的变压器套管及升高座故障监测方法

套管是变压器的关键部件之一,保障套管的安全正常工作对变压器乃至整个供电系统的稳定运行都有重要意义。近年来,随着在线监测技术的不断发展成熟,基于振动分析法和超声法的状态监测技术在不同电力设备上都得到了广泛运用,但在变压器套管上的应用还有待进一步研究。套管的常见故障可分为放电性故障、机械故障、过热性故障及油位异常几类,本文提出了通过监测套管上的振动超声复合信号对变压器套管的机械故障与局部放电故障的监测,给出了基于振动超声复合信号传感器的故障检测装置及信号处理电路。振动超声复合信号包括较低频率的振动信号(<20 kHz)和较高频率的超声信号(>20 kHz),通过对套管表面的振动超声复合信号及电压相位进行测量、分离、滤波、检波和分析,提取其中能反映套管缺陷和故障的特征量,并在具有套管和L型升高座的单相100 kVA 0.4/35 kV试验变压器上进行实验验证。结果表明,所提出的故障监测方法能实现对变压器套管及升高座上的紧固件松动故障、局部放电故障的识别与诊断。