GIS设备用三元乙丙橡胶密封材料老化前后力学性能变化研究

GIS设备用三元乙丙(EPDM)橡胶密封材料长期使用会出现老化现象,严重的还会使密封失效进而造成严重的事故。因此文中采用热氧老化的方法同时研究了密封圈与密封条两种不同形态的EPDM橡胶样品于老化前后的力学性能变化,为EPDM在GIS设备中长期应用提供指导。结果表明,邵氏硬度会随着老化时间的增加而逐渐变大,拉伸强度会先增大后减小,而断裂伸长率则会一直减小。将密封圈和密封条的性能作对比,发现密封圈和密封条的性能变化趋势相同,但在变化过程中,密封条的邵氏硬度、拉伸强度和断裂伸长率均大于密封圈。

高寒环境对GIS设备用EPDM橡胶密封圈的影响研究

本研究模拟高寒地区,将气体绝缘开关(GIS)设备常用的三元乙丙橡胶(EPDM)密封圈在-55℃进行处理,考察低温对该类密封圈表面形貌、结构、玻璃化转变温度和力学性能(拉伸与压缩永久变形)的影响。结果表明:低温处理未对密封圈中大分子链结构造成破坏,但易导致喷霜发生,玻璃化转变温度有升高趋势。密封圈力学性能在低温处理后发生较大变化:硬度、断裂强度减小,断裂伸长率、压缩永久变形增大。拉伸性能变化程度和高寒环境交变温差幅度有关,幅度越大,密封圈断裂强度损失越大。

电力谐波对电缆电流的影响特性及抑制策略研究

电力谐波作为电网环境污染的危害之一,会对电缆线路正常运行造成严重的危害,因此,研究电力电缆在谐波环境下的运行特性对降低谐波危害十分重要。文中基于电路理论建立了电缆等值阻抗模型,求解得到电缆输电线路谐波等值阻抗;基于阻抗分析法对电缆漏电容的谐波特性以及谐波环境下漏电容对谐波电流的放大作用进行定量计算,并基于MATLAB仿真软件进行验证。基于阻抗串并联特性分析并联电容器无功补偿作用下的谐波电流变化特性以及串联电抗器对谐波抑制的作用。该研究成果对电缆线路的谐波特性分析及抑制具有一定的指导作用。

电气化铁路接入风电汇集地区电网的负序优化补偿策略研究

随着我国西部地区风电场规模的不断增大且电源接入点稀少,导致牵引所和风电场的耦合度较高,电铁面临的负序问题更加严重。因此,计及双馈风电场的主动补偿能力,提出了一种电气化铁路接入风电汇集地区电网的负序优化补偿策略。首先,建立了电气化铁路牵引变电所和双馈风电场的负序阻抗模型,牵引变电所包括V/v接线牵引供电系统和静止无功发生器(static var generator,SVG)。其次,分析了V/v接线牵引供电系统的负序特性,推导了计及风电场主动补偿能力的负序传播模型。然后,给出了双馈风机(doubly-fed induction generator,DFIG)的剩余容量计算方法,提出了协同控制SVG与双馈风电场的负序优化补偿策略。最后,基于Matlab/Simulink仿真平台,验证了补偿策略的正确性和有效性。对比传统的电气化铁路负序补偿策略,该补偿策略能有效降低SVG实际补偿容量,提高装置运行年限。

基于优化模糊推理系统的电力变压器故障检测方法

为了提高电力变压器故障检测的准确性和稳定性,提出一种基于一维卷积神经网络和优化自适应神经模糊推理系统的检测方法;将利用溶解气体分析法得到的14个特征属性作为自适应神经模糊推理系统的初始未处理输入,通过一维卷积神经网络从中选择8个最具指示性的属性;采用改进帝王蝶优化算法对自适应神经模糊推理系统进行训练,并通过真实数据集实验与其他电力变压器故障诊断算法进行检测性能对比。结果表明,所提出方法的电力变压器故障检测准确率达98.91%,50次独立运行中故障检测的标准偏差为±0.01,具有检测准确性高、性能稳健、运行时间短的优点。

一种计及频率偏移的谐波与邻近间谐波估计方法

新能源大规模并网会诱导电力信号中出现关于基波/谐波对称的邻近间谐波对或单个邻近间谐波。对信号中各频率成分进行参数估计时,往往需要获知邻近间谐波的类型以构建准确的计算模型。而当电网频率偏离额定值时,频谱泄漏干扰将使该要求难以实现。为此,文中提出一种在频率偏移时依然有效的邻近间谐波类型判据及基于此判据的谐波与邻近间谐波参数估计方法。首先,通过分析频率偏移与泄漏谱线的映射关系,抑制基波与谐波的频谱泄漏以提取邻近间谐波谱线;然后,通过对比不同类型邻近间谐波的频谱差异,提出利用谱线比值作为邻近间谐波类型判据;最后,基于邻近间谐波类型信息,构建邻近间谐波谱线方程以精准估计谐波及邻近间谐波参数。文中所提方法在频率偏移时仍能准确判断邻近间谐波的类型,并能实现更精准的参数估计。仿真验证了所提方法的准确性。

基于超级电容型MMC系统的电铁负序补偿控制策略

为了解决单相电铁负荷在三相电网中引起以负序为主的电能质量问题,文章以超级电容储能型模块化多电平变流器(SC-MMC)系统为对象,以变流器精确补偿负序电流与储能高效利用再生制动能量为调控手段,提出一种适用电铁负序补偿的控制策略,在MMC的子模块中分散接入超级电容储能装置,协调MMC与储能装置共同补偿负序,提高系统的可靠性与灵活性。首先,以主电路拓扑结构和负序补偿原理为基础,分析储能型模块化多电平系统的工作原理;然后,基于单相等效电路构建系统数学模型并结合机车负荷特性与超级电容荷电状态(SOC)划分充电、放电、平衡工作模式;最后,提出分层协调控制策略,其中上层能量管理判断工作模式并以相关国标限值为约束计算各端口参考功率,下层端口电流控制实现各端口的功率跟踪并协调不同工作模式间的动态切换。案例分析表明:SC-MMC系统在不同的机车负荷水平和超级电容SOC下能够有效实现电网负序的补偿,并协调控制超级电容与MMC参与补偿。

SiC/白炭黑/EPDM复合材料的力学与导热性能

制备了碳化硅(SiC)/白炭黑/三元乙丙橡胶(EPDM)复合材料,研究了SiC用量对复合材料硫化特性、力学、耐老化、导热和电绝缘性能的影响。结果表明,添加一定量的改性SiC可加快橡胶的硫化速度、提高胶料的有效交联密度;随着SiC填充量的增大,复合材料的硬度、撕裂强度、100%定伸应力和300%定伸应力均得到了提高,但断裂伸长率有所降低;SiC的添加对提高耐老化性能也有一定地帮助;此外,添加SiC也可有效提高复合材料的热导率,当SiC填充量为50份时,热导率相比于未添加SiC的体系提高了42%,但对电绝缘性几乎没有影响。

基于Pareto分布的磁暴感应地电场极值测度模型

磁暴感应地电场为电力系统安全运行带来风险,研究极端磁暴地电场水平能够为量化并防御电力系统磁暴灾害风险提供理论支持.提出了基于极值理论的磁暴感应地电场极值测度模型.首先利用地磁观测数据构造年度最大地电场样本数据,建立地电场广义Pareto分布模型,然后利用剩余寿命图和Q-Q图检验模型,并通过Bayes方法估测模型参数,最后计算模型的分位数,即地电场极值测度.利用中国地磁台观测的52年磁暴数据,结合中国喀什地区大地典型结构,估算出喀什地区五十年一遇的感应地电场可达3.288 V.km^(-1),百年一遇地的感应地电场可达3.332 V·km^(-1).利用相同方法还估测了中国部分地磁台站所在区域的地电场极值.研究结果可为估计极值地磁暴提供新思路,也可为分析电力系统磁暴灾害风险提供数据支撑.

断路器开断换流站交流滤波器小组负载的暂态电压分布仿真与分析

瓷柱式双断口断路器的断口并联参数发生变化时,其中一个断口将承受过重的恢复电压,从而使断路器发生复燃或重击穿。通过建立单相双断口断路器切除滤波器组仿真模型,针对两个断口并联电阻取值相等和不相等两种情况,仿真与计算断口间的暂态过程,分析并联电阻对暂态恢复电压的影响,并给出了计算与评估断路器两个断口上恢复电压的案例。

光伏电站与电气化铁路对电网电能质量交互影响分析

本文针对光伏电站的接入点与电气化铁路牵引站电气距离很近的问题,依据两者本身产生的谐波频段和幅值特点以及国标中多个谐波源之间相互作用准则,对两者之间的公用电网谐波进行了分析。最后在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了含有光伏电站和电铁等效模型的电网仿真模型,对电铁和光伏电站的谐波交互影响进行了分析,验证了本文方法的有效性。

基于KL散度的电容器谐振研究

电容器是保证电力系统电压和无功调节的重要设备,对电力系统电压稳定和电压质量都有着重要影响。针对谐波源投入导致电容器谐振加重的问题,提出一种基于KL散度法的电容器谐振和谐振源识别方法。文章首先对含有电容的谐波模型进行简化处理,将其等值为谐波源和谐波负载并联模型,其次应用KL散度根据各条支路的相关程度辨识得出变电站谐波源的位置。最后通过仿真模拟和现场测试数据验证了文章所提方法的有效性,为变电站电容谐振分析和谐波源辨识提供一种新的方法。

基于电抗器开断过电压特征分析的匝间绝缘短路故障在线辨识

干式空心电抗器内部包封固化不易拆卸,当出现匝间绝缘短路故障时难以发现,停电检修维修成本较大周期较长,为了能利用运行中的信号在线检测出匝间绝缘故障,提出一种基于电抗器开断过电压特征分析的匝间绝缘故障辨识方法:在电抗器匝间绝缘短路故障分布式参数模型基础上,建立了带有匝间绝缘短路故障的电抗器开断过电压模型,分析匝间绝缘短路故障对电抗器开断过电压波形的影响作用,并利用变分模态分解算法对过电压波形进行频谱分析,最后搭建计及匝间绝缘故障开断过电压仿真模型,对存在不同程度的绝缘短路的电抗器进行开断模拟,获取电抗器开断电压波形及其振荡频率等数据,对波形数据进行分析和特征提取,量化开断过电压最大幅值及振荡频率与绝缘之间的差值,可以有效辨识出匝间短路故障。

中低压供电系统铁磁谐振过电压影响因素及抑制措施

中低压供电系统通常采用中性点不接地方式,随着厂用电系统的扩容和结构的变化,原有避免铁磁谐振发生条件已经不再满足。为了避免铁磁谐振过电压危害,以铁磁谐振发生机理为基础,分析了影响过电压的主要因素,发现故障时刻对过电压幅值的影响相比负荷对称性更为明显,为此提出了中低压不接地系统铁磁谐振过电压抑制措施,以保证厂用电系统安全稳定可靠运行。

基于随机子空间的电容式电压互感器模型识别

电容式电压互感器在高压电网电压监测中得到了广泛应用,但其仅能保证基波电压的监测准确度,对谐波电压监测存在较大的误差。针对传统方法研究电容式电压互感器幅频特性过多依赖室内试验,而无法应用到现场的问题,提出一种基于随机子空间方法的电容式电压互感器模型识别方法。文章首先通过对包含电容式电压互感器的变压器模型进行数学处理,将其转化为包含电容式电压互感器模型的状态空间模型。其次利用随机子空间对变压器的两侧电压和电流数据辨识得出电容式电压互感模型的传递函数。最后通过数值计算和现场试验验证了文章方法的有效性,试验结果表明,所提算法具有一定的准确性,为电容式电压互感器模型辨识提供了一种新的技术途径。

基于物联网的GOE高压套管多元状态监测研究

针对传统高压套管状态监测过程存在的聚合度测试准确性较低的问题,利用物联网技术,在采集GOE型高压套管多元状态监测数据的基础上,构建Debye模型对绝缘油纸产生的极化进行了等效模拟;获取了绝缘纸实际聚合度倒数差与GOE型高压套管实际FDS曲线的具体关系。根据聚合度,判断GOE型高压套管的状态,实现对GOE型高压套管多元状态的监测。试验表明:该方法的聚合度测试准确性更高,且隐藏信息关联识别能力更强,充分证明了该方法的有效性。

基于MC-ANN的中性点直流监测数据有效性评估

针对特高压直流输电工程试运行期间得到的变电站中性点直流监测数据,提出了数据有效性评估方法:根据变电站中性点直流分布机理,分析了影响因素与变电站偏磁电流分布之间的关联特征,构建了基于神经网络(Artificial Neural Network,ANN)的中性点直流预测模型,并与实测数据进行对比,验证预测模型的有效性;利用蒙特卡洛模拟(Monte Carlo,MC)法对各影响因素进行抽样,模拟各种影响因素不确定组合,作为输入送入已经训练好的神经网络预测模型,构建MC-ANN联合模型,获取影响因素抽样下的大量样本数据,利用数据挖掘技术提取影响因素与中性点直流之间的关系变化规律;针对±800 kV上海庙-山东临沂特高压输电工程测试数据进行有效性评估,结果表明采用文中方法能够快速查找到测试期间中性点发生变化的站点。该方法可为甄别异常监测数据、快速查找异常原因以及锁定接地方式变化站点提供理论参考。

基于网络连通性分析的直流偏磁分布关键站点评估

针对变压器直流偏磁及其效应问题,提出了一种辨别影响变压器直流偏磁电流分布的关键变电站点的方法:一方面,从系统结构出发,构建偏磁电流连通重要度指标,以反映对偏磁电流流通路径起关键作用的变电站节点,另一方面,从系统直流分布的角度,定义了节点–节点影响度指标的概念,以此衡量变压器直流偏磁效应对系统的作用严重程度,将上述两方面结合,进行了偏磁电流的传播机理及关键站点的识别方法的研究。采用实际工程案例进行分析,结果验证了该方法的可行性。研究成果可望为实际工程提供变电站直流偏磁治理的理论依据和有用参考。

基于高级计划排程系统与制造执行系统的电网运检计划管控系统

针对传统运检计划的编制与执行依靠工作人员人工编制与现场管控,存在运检计划编制缓慢、执行管控疏漏等问题,为提升运检工作质效、保障电网本质安全,搭建了运检计划数字化管控系统。系统基于制造业应用成熟的高级计划排程(APS)系统以及制造执行系统(MES),通过对比运检业务与制造业业务异同点,建立映射模型。系统在电网资源业务中台的基础上进行微应用改造,明确了运检计划数字化管控系统八大基本功能与全业务工作流程。通过对比数字化管控系统的应用,可减少90%信息收集工作,避免因检修不到位造成设备质量事件。通过分析运检承载能力、辨识运检风险、制定差异化运检策略,切实保障人身、设备、电网安全。

中低压配电网铁磁谐振过电压抑制措施研究进展

针对一次二次消谐装置的抑制机理,指出各种消谐装置的使用特点和适用场合,并就消谐装置的发展作出综述。