基于电流模分量特性的多端柔性直流配电网线路纵联保护

多端柔性直流配电网因在供电可靠性方面极具优势而受到广泛的关注,然而对于直流线路保护中故障的快速、可靠识别成为其急速发展所需解决的关键问题之一。因此,设计了一种利用电流模分量特性的直流线路纵联保护方法。该方法利用故障时正极电流线模分量方向来判别区内外故障,以不同故障条件下故障点正极电流零模分量平均值的差异来构造保护判据,从而判别故障类型,形成保护策略。最后,在PSCAD/EMTDC4.5上搭建了多端柔性直流配电网模型,对保护判据及关键影响要素进行了仿真分析。结果表明,该保护方法能够有选择性地快速、可靠识别区内外故障及故障类型,且具有较好的耐过渡电阻与抗噪声能力。

基于电应力损伤特征值的XLPE绝缘电压耐受指数评估方法研究

XLPE绝缘的电压耐受指数n表征绝缘电寿命特性,对加速寿命试验中获取的失效数据进行分析可以获取n值,然而,加速寿命试验中的外施场强与试验所获失效数据的分析方法影响n值的准确性。本文研究电压耐受指数n的评估方法,对XLPE绝缘试样分别进行恒定应力试验与步进应力试验,提出基于损伤特征值的试验数据分析方法,该方法通过损伤矩阵建立试验中累积损伤阈值(Dc)与n的映射关系,以矩阵秩的变化作为n值的选取依据。结果表明:本文所提方法在恒定应力试验中获取的XLPE绝缘电压耐受指数n2=12.43,在步进应力试验中获取的XLPE绝缘电压耐受指数n3=12.04,较线性拟合获取的XLPE绝缘电压耐受指数n1=12.83仅相差3%与6%,且本文所提方法能够节省75%以上的试验时间,验证了该方法的有效性。

基于电磁-热耦合的XLPE电缆缺陷暂态温度分布研究

针对10 kV电缆常见的3种缺陷,本文建立了三维电缆缺陷模型并进行电磁-热耦合温度场分析,研究3种缺陷电缆的暂态温度模型,分析不同工作电流与不同敷设条件对3种缺陷电缆温度的影响。结果表明:缺陷对电缆的危害从大到小排序依次为金属尖端缺陷、气隙缺陷、划痕缺陷;在相同载流量的情况下,金属尖端缺陷处温度高于其他两种缺陷处温度;确定了电缆在出现缺陷时隧道敷设的散热效果最好;无缺陷试样电缆内部温度从线芯至外护套沿径向逐渐降低,在缺陷的作用下电缆内部温度场发生畸变;缺陷电缆线芯温度与外护套温度的拟合系数、电缆缺陷处温度与电缆线芯温度的拟合系数均接近1。仿真拟合结果为电缆缺陷的判断与识别提供了理论支撑。

基于ISSA-CNN-BiGRU-Attention的锂电池健康状态评估

健康状态(SOH)预测对于电池管理系统至关重要。针对电池健康状态评估建模复杂、预测误差大等问题,准确的SOH预测仍需要改进。本文结合容量增量分析(ICA)和差分电压分析(DVA)方法,提出了一种改进麻雀优化算法(ISSA)-卷积神经网络(CNN)-双向门控递归单元(BiGRU)-注意力机制(Attention)的锂电池健康状态评估方法。通过对容量增量(IC)曲线和差分电压(DV)曲线进行高斯滤波处理,避免了噪声的影响。通过马里兰大学先进的生命周期工程中心(CALCE)数据进行处理,从滤波后的IC和DV曲线上提取一组新的电池老化特征,所提4个老化特征与SOH之间的Pearson相关系数在0.9以上。使用ISSA-CNN-BiGRU-Attention方法来构建电池SOH的预测模型,将所提方法与CNN、BiGRU、CNN-BiGRU等方法进行比较,实验结果表明,该方法的MAE与RMSE误差最大值分别为0.00544和0.00717,对比其他模型,具有优秀的鲁棒性和准确性,具有更好的实际使用价值。

基于小波能量熵的电磁式电压互感器绕组故障检测

电磁式电压互感器高压绕组层数多,绕组端部电场变化剧烈,长期运行极易导致绕组层间绝缘故障。为进一步提高绕组层间故障诊断的可靠性,提出一种基于冲击响应电压小波能量熵的电磁式电压互感器绕组绝缘检测方法。该方法采用高压脉冲波对正常电压互感器和故障电压互感器原边分别进行冲击实验,利用sym4小波对高压绕组冲击响应电压信号进行离散小波分解和重构以消除噪声信号的干扰,并用重构的信号计算小波能量熵,作为绕组层间故障诊断的特征参量。实验结果表明正常绕组与放电故障和短路故障绕组的小波能量熵区分度为86.5%和28.3%,可以有效判别绕组层间绝缘状态,根据故障绕组的小波能量熵值大小可以较好地区分故障类型。

线路型避雷器在输电线路防雷中的应用

采用与实际情况吻合较好的相交法作为线路绝缘子串闪络的判据 ,利用 EMTP程序计算分析了 110 k V线路型避雷器的防雷保护性能 ,比较了安装线路型避雷器前后雷击杆塔和导线时线路的耐雷水平 ;探讨了接地电阻。

信息融合在变压器油纸绝缘局部放电识别中的应用

局部放电会引起变压器绝缘的老化和破坏,而变压器局部放电特性的研究能够很好反应变压器潜伏性缺陷,对其安全可靠运行具有重要意义,因而设计制作了模拟变压器沿面放电、气隙放电和电晕放电的3种缺陷模型,采用升压法进行相应的放电试验,通过分析油中溶解气体在局部放电发展过程中的变化规律,寻找出油中产生气体与不同局部放电的对应关系。引入局部放电的最大放电量相位特征谱图Hqmax(φ)和放电次数相位特征谱图Hn(φ),并提取基于谱图的统计特征参量,构建反向传播(back propagation,BP)神经网络和径向基函数(radical ba-sis function,RBF)神经网络对局部放电的放电类型进行初级识别,在此基础上,应用信息融合方法将初级识别结果融合油中产气特征以综合识别局部放电类型。实验结果表明,同一种溶解气体在不同放电模型中发展变化趋势是不一样的,根据统计特征参量和油中溶解气体变化规律,应用信息融合方法对变压器局部放电模式具有足够的识别能力。

变压器油中溶解气体拉曼光谱检测及其光谱线型模型分析

拉曼光谱气体检测技术能利用单一波长的激光对气体样品进行无接触、无损耗检测,适用于油浸式变压器油中溶解气体检测。结合拉曼光谱检测机理,分析了拉曼光谱谱线特征,建立了由洛仑兹函数与高斯函数卷积表示的拉曼光谱Voigt线型模型,其表现出较好的拉曼谱峰线型轮廓基本特征。以谱峰高、中心位置、半峰全宽等为代表的拉曼谱峰线型轮廓基本特征是寻峰的主要目标,其根本目的在获取样本定性及定量检测分析依据。故针对拉曼光谱实验数据设计了基于比较法的自动寻峰模型以实现检测目标。对引入到Voigt线型模型中的寻峰模型进行的模拟实验结果表明,模拟中谱峰高、中心位置等数据均与模型输出数据相吻合。依托实验室构建的变压器油中溶解气体拉曼光谱检测平台,分析检测实验数据表明,Voigt线型模型中半峰全宽参数实际取值区间为(8.7,11.5)(cm^(-1)),模型与其存在偏差。修正该参数取值为10.257cm^(-1),并对比研究表明:修正后的Voigt线型模型及寻峰模型具有更好的适应性及实用性。结合实验平台的拉曼光谱气体检测数据的寻峰结果,有效地完成了七种变压器故障特征气体的检测及分析。针对甲烷气体,获得单位气体含量、拉曼特征峰强度与面积三者之间的线性关系,为变压器油中溶解气体拉曼光谱检测定量分析奠定基础。

氧化锌压敏陶瓷伏安特性的微观解析

为从微观层面上解析ZnO压敏陶瓷MOV的宏观伏安特性,根据电镜和深能级瞬态谱(DLTS)的观测结果,结合试验实测几种规格MOV小电流和大电流下的试验数据,建立ZnO在小电流区和大电流区的微观集中参数等效电路模型,然后依据晶界势垒、电子陷阱等理论,微观解析了各区的导电特性。结果表明:随着外施电压的增加,电子的穿透能力不断增强,使ZnO在小电流区晶界层的非线性微观等效电阻不断增大,它与纯ZnO晶粒层的线性电阻共同作用使ZnO小电流区伏安特性呈现出3个不同的特性宏观区域即预击穿区、击穿区和回升区;随着外施瞬态冲击大电流幅值的加大,ZnO在大电流区微观等效电感值增加,使ZnO大电流区伏安特性宏观呈现缓慢上升区、快速上升区和迅速上翘区;晶界层厚度的不均匀性和晶界层中电子陷阱密度的差异性宏观表现为等效电阻的非线性变化,晶界层和纯ZnO晶粒层在小电流区和大电流区具有不同的微观作用机理使得ZnO压敏陶瓷在不同电流区呈现出不同的独特宏观伏安特性。

基于峰度的变压器油中特征气体拉曼光谱分析

为了在现有实验条件的基础上提高拉曼光谱检测用于变压器油中溶解气体定量分析的精度,进而更加准确地获取变压器的工作状态,从描述性统计学角度入手,挖掘拉曼光谱中新的特征参量,发现描述性统计参量峰度,可用作拉曼光谱分析中的新参量。针对乙炔气体的拉曼光谱实验数据,分别用基于Gauss Amp拟合的谱峰参数定量分析方法和基于峰度的定量分析方法进行了处理,并对结果进行了基于统计学的评价。得到基于峰度拟合的相关系数与校正决定系数分别为0.992 51和0.982 94,大于基于Gauss Amp谱峰参数拟合的0.979 52和0.953 66。表明基于峰度的定量分析在未对实验数据预处理的情况下得到了比目前拉曼气体检测定量分析更好的效果。

环境温度及湿度对SF_6断路器中微量水分的影响及控制措施

分析了环境温度及湿度对LW8-40.5型SF6断路器中微量水分的影响及造成该影响的主要原因,进而提出了控制和减小环境温度和湿度对SF6断路器中微量水分影响的措施。

变压器油中微水含量在线监测研究

分析了变压器中水分的分布状况以及油中水分的变化情况,提出了以相对饱和度和温度为监测特征量的变压器油中微水含量在线监测的方案.采用聚酰亚胺电容式湿度传感器和温度传感器实现对油中微水含量的在线监测,并利用计算机完成数据的采集与分析.在试验变压器上进行的实验表明传感器工作正常,能很好地反映变压器油中微水含量,达到在线监测的目的.

变压器油中溶解气体光声光谱检测一维光声池信号传输模型研究与设计

根据光声信号激励基本原理与传输线理论,应用声电类比方法,提出了基于声学传播模型的一维纵向谐振腔传输线模型。根据实际设计需求,改进并提出一维纵向光声池整体模型。应用所建传输线模型对一维纵向光声池谐振频率、品质因数、池常数等指标与光声池结构参数关系进行模拟分析与讨论。结果表明,光声信号强度与一维谐振腔长度及光源调制频率具有相关性,且随谐振腔长度增加,光声池谐振频率具有减小的趋势;存在最优光声腔截面半径使与一定谐振腔长度对应的品质因数取得最大值。模拟结果对一维纵向光声池结构设计具有较高指导意义。

基于ZigBee无线组网的真空断路器温度在线监测系统设计

针对变电站中断路器特殊的应用环境,应用COMSOL软件对真空断路器简化模型进行温度场的仿真分析确立合适的监测点;选取以声表面波原理为基础,通过频率变化反应温度变化的声表面波传感器测量温度;以Zig Bee协议栈为基础,构建以Zig Bee协调器和多个终端节点为元素的无线通信网络实现温度数据的收发,设计了利用声表面波进行温度测量及Zig Bee技术组网的真空断路器温度在线监测系统。该系统具有可靠性高,易于扩展等特点。

基于声表面波和ZigBee的高压开关柜电缆室温度监测

针对高压开关柜电缆室空间狭小,电磁干扰复杂的应用环境以及传统温度监测系统的弊端,提出了一种基于无源无线声表面波(SAW)传感技术与ZigBee协议组网的温度监测系统方案。结合热传导、热膨胀以及固体力学理论运用COMSOL软件对电缆室进行有限元分析,获得了温度分布以及热应变情况,为监测位置选定提供了依据;该系统采用声表面温度传感器代替传统的温度传感器提取温度信息,能够实现电气隔离;采用星型拓扑结构构建ZigBee无线网络实现温度数据收发,可以灵活配置。通过模拟实验平台搭建验证了该系统测温可行性。

XPLE-SIR界面粗糙度对界面放电光的影响

XPLE电力电缆因其优异的机械性能和电绝缘性能得到广泛的使用,在交联电缆接头安装过程中,对交联聚乙烯主绝缘表面进行打磨会使接头交联聚乙烯—硅橡胶界面产生不同的粗糙程度,但是对存在于两个有机绝缘之间的接触面的电绝缘强度的研究很少,笔者针对交联聚乙烯电力电缆接头的交联聚乙烯和硅橡胶两绝缘界面经常出现放电光的现象,建立了电痕破坏实验平台,用不同型号的砂纸对XPLE片横向和纵向打磨制备实验样品,采用高速相机对发生在交联聚乙烯和透明硅橡胶界面上的放电光进行记录。结果表明:界面粗糙度越大,则发生放电光时的起始电压越低,放电光强度越大,界面绝缘性能越差;纵向打磨界面放电光强度比横向打磨强,纵向打磨界面放电光绝缘性能较弱。

基于Labview的变压器故障诊断系统研究

本文首先基于油中溶解气体特征含量构建BP网络结构,采集数据样本,进行网络训练,然后应用信息融合原理搭建分层故障诊断模型,分析判断变压器的故障类型,并在此基础上判断变压器局部放电类型。然后采用虚拟仪器技术,在Labview平台上开发了变压器故障诊断系统,该系统从油气量和局部放电信号两个方面对变压器进行故障诊断和局部放电类型识别。通过油气量判断变压器故障类型,然后应用信息融合原理融合局部放电统计特征参量综合判别变压器局部放电类型。该系统实现了变压器油气含量分析,局部放电信号存储,数据综合处理,数据库的查询、修改以及删除功能,从而实现了对变压器的故障诊断。

避雷器故障的红外诊断研究

通过对各种避雷器故障的模拟实验研究,分析了避雷器各种故障的发热特点,进而研究并得出避雷器有无故障的热像特征及诊断判别避雷器故障的一些基本方法。

基于PAM时段划分的配电网动态重构

为保证配电网的安全稳定运行,提出一种基于PAM(Partitioning Around Medoid)时段划分的配电网动态重构方法。以配电网网络损耗、电压偏移和负荷均衡为目标函数,建立配电网动态重构模型。针对配电网动态重构过程中的时段划分问题,给出一种以相异度为分段指标的PAM时段划分方法。为提升协同粒子群算法(Cooperative particle swarm optimization,Co-pso)的寻优能力,对其速度更新公式进行修正,并引入正态分布随机调整因子对协同粒子群算法进行改进。选择IEEE33节点系统进行算例分析计算,算例结果验证了上述方法的有效性。

一种结合DS证据信息融合的变压器故障诊断方法

基于变压器油中溶解气体分析,对运行变压器故障类型及故障部位进行了诊断。