基于子空间分解的电缆缺陷定位方法

频域反射法(frequency domain reflectometry,FDR)是目前电缆缺陷定位的有效方法之一。针对传统FDR的缺陷定位效果受窗函数和干扰项影响大的问题,该文提出一种基于子空间分解的电缆缺陷定位方法,该方法不需要选择窗函数,并且滤除了干扰信号的子空间,因此拥有更好的缺陷定位效果。首先,利用传输线理论研究电缆的反射系数谱,证实了反射系数谱可用于定位电缆缺陷。然后,介绍了子空间分解技术、改进的贝叶斯信息准则(Bayesian information criterion,BIC)及基于密度聚类算法的原理,通过估计反射系数谱中各复指数衰减振荡函数的参数,并滤除相关干扰,提出了新的电缆缺陷定位谱图。最后,根据所提方法,对200m仿真电缆模型与500m真实电缆开展缺陷定位。结果表明,该定位谱图可准确地定位电缆中缺陷,并且干扰项较少,较大程度地提高FDR方法对电缆缺陷的定位正确率。

直流融冰技术应用比较研究

直流融冰装置是目前电网抗冰的主要利器,在冬季应对低温凝冻天气对主网的侵袭中发挥巨大作用。总体来说,基于各种器件研发的各类装置能够对不同长度、不同导线型号线路进行直流融冰,装置的适应性较好,但各类型装置有不同的受限条件。本文介绍了直流融冰技术以及基于各种类型功率器件研发的各类型装置,对比了各种类型直流融冰装置技术特点和经济性,对装置在实际运行中存在的问题进行分析总结,并展望未来直流融冰技术发展的几个方向:基于新器件、新拓扑研发新型直流融冰装置,同时结合直流输电相关技术的发展,拓展直流融冰装置的应用,除冬季抗冰外,其余时间可兼具其他功能应用,提升装置资产利用率和解决装置长期不用带来的缺陷率增加、运行可靠性降低问题。

模块化多电平直流融冰装置控制与保护系统设计

模块化多电平直流融冰装置因具有谐波小,无功补偿拓扑切换简单等优势而逐渐成为新一代直流融冰装置的发展方向。模块化多电平直流融冰装置功能的复用性也决定了其控制保护系统设计的复杂性。针对某兼具无功补偿与柔性互联功能的模块化多电平直流融冰装置开展控制系统与保护系统设计。在控制系统设计上提出了控制层、相控制层和单元控制层的设计方案。在保护系统设计上设计了脉冲闭锁及跳闸保护两级保护动作方式,在保护层次上提出了主控制器层和功率模块控制层保护方案。

复合绝缘子“灯笼串”发热故障机理及检测方法研究

红外测温结果表明,部分交流复合绝缘子在投运1年内表现出严重发热特征,与近年来报道的传统发热故障存在较大差异,其发热区域不局限于高压端部,绝缘子中部也存在3-5个不连续发热区域。依据发热区域的分布特征,本文将其命名为“灯笼串”发热故障。在研究过程中,本文采用故障绝缘子进行了耐压试验、吸水试验、显微CT测试和扫描电镜分析,获得了发热绝缘子芯棒内孔隙的三维结构,并针对贯穿孔对电场分布的影响进行了有限元仿真计算。研究结果表明,贯穿孔能够显著改变电场分布,是导致“灯笼串”发热故障的主要原因。为识别芯棒中可能导致发热故障的孔隙缺陷,本文将染料渗透试验的试验时间从15分钟延长到2小时,改进后的试验方法对芯棒内贯穿孔的检测效果显著提高。

MMC型直流融冰装置小型化散热结构设计

直流融冰技术因其效率高、覆盖面广等优点已成为我国电网抵御大规模冰冻灾害使用最为频繁和有效的手段。随着技术的进步,直流融冰装置也从传统的晶闸管融冰装置向功能复用的MMC直流融冰装置方向发展。但与此同时由于已有变电站本身剩余空间的局限和MMC直流融冰装置占地较大,存在制约装置的现场安装布置。为此本文围绕MMC型直流融冰装置小型化开展研究工作。论文首先从功率模块结构优化设计入手,基于ANSYS Icepak平台对所选型的散热器进行热分析,得到了功率模块的结构温度场分布并实现了模块相比于传统结构的减小30%的设计。在此基础上,针对融冰装置经常移动需求,提出了采用强迫风冷作为设备散热方式。此外,结合装置日常作为无功补偿长期运行的特征,提出了下进风和侧进风两种方式,为工程实际应用提供了依据。

全桥MMC型直流融冰装置电气设计仿真校核研究

针对现有基于MMC的电压源型直流融冰装置在电气设计方面研究较少的问题,以及为设备研发和工程调试提供支撑的目的,本文围绕全桥MMC型直流融冰装置电气设计开展仿真校核研究工作。首先,对全桥MMC型直流融冰装置的运行原理进行了介绍,并提出了10.8 MW直流融冰装置设计方案。其次,对直流融冰装置开展了电气设计,给出了详细的主电路计算方法。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了直流融冰模型,仿真校核了所提电气设计方案的有效性及直流融冰装置的融冰和无功补偿功能,为工程实际应用提供了依据。

模块化多电平直流融冰装置暂态电流计算与选型

仅以传统融冰模式为主的暂态电流计算下的设备选型难以满足无功补偿模式下故障开断电流要求,模块化多电平直流融冰装置已逐渐成为新一代融冰技术发展方向。以贵州某110kV变电站新增模块化多电平直流融冰装置的拓扑结构为研究对象,分析确定了装置的交直流侧暂态电流决定性故障,采用理论计算和仿真分析相结合的方法,得到两侧暂态电流水平,并在此基础上确立了关键设备耐受电流值选取要求,为新一代模块化多电平直流融冰装置工程关键设备设计与选型提供参考。

微弱电磁波收集检测研究

提出一种基于移动平均法、互相关检测以及自相关检测3种算法结合的微弱信号检测技术,利用这种交叉自相关检测技术对电磁超声检测系统获得的被检测信号进行处理。实验结果验证了该方法的可行性和有效性,具有较高的工程实用价值。

模块化多电平直流融冰装置过电压分析及其绝缘配合研究

模块化多电平直流融冰装置因其谐波小、无功补偿切换简单等优势逐渐成为电网融冰发展新方向,而装置的过电压分析及其绝缘配合也成为工程应用安全运行的关键技术之一。本研究首先以贵州某110 kV变电站系统参数及其新建模块化多电平直流融冰装置拓扑结构为研究对象,在PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件中建立融冰装置的仿真计算模型。其次结合绝缘配合标准探索了融冰装置交流侧与直流侧的避雷器选型方案。最后通过对开展交流侧与直流侧的接地故障仿真及直流侧断线故障仿真并得到各种情况下过电压,验证了选型的正确性,并确立了融冰装置绝缘水平选取依据。

基于电磁波检测的高压低零值瓷绝缘子判别技术及应用

瓷质绝缘子因常年暴露在户外,容易受到雷击、雨雪、污闪的影响导致绝缘击穿而成为零值绝缘子。为优化提升零值绝缘子的损伤辨识精度,提出一种基于电磁波检测的高压零值绝缘子判别技术。利用磁天线阵列的方向性与组阵压缩磁天线感知信号空间,使磁天线屏蔽压缩空间外的噪声和干扰信号。设计宽频带磁天线采集系统,通过宽、窄频磁天线接收零值瓷绝缘子在高压状态下的放电电磁脉冲信号,利用FFT技术对采集信号进行数据处理,根据频谱波形的幅度波动即可判断被测绝缘子是否存在放电现象以及放电严重程度。现场实验印证了所提方法的有效性和实用性。

基于称重法和气象站的输电线路覆冰厚度测量系统

以往采用力学模型或者图像处理对输电线路的覆冰厚度进行测量误差较大。因此,设计了一种基于称重法和气象站的输电线路覆冰厚度测量系统。根据模拟实际输电线路的真实环境条件,建立输电线路的覆冰模型,得到覆冰厚度与覆冰重量、环境参数的关系;将模拟导线搭载在观冰机器人,模拟导线与真实导线的环境相同;通过称重传感器得到模拟导线的覆冰重量,气象模块收集导线附近的环境数据;最终根据覆冰模型,计算得到近似的覆冰厚度。试验表明,该测量系统对覆冰厚度的测量误差较小,可以广泛应用于输电线路的覆冰预警。