氧化锌避雷器冲击电流及泄漏电流联合在线监测仪

介绍一套氧化锌避雷器的冲击电流及泄漏电流在线监测装置。对该装置的冲击电流测量模块和泄漏电流测量模块的原理进行了分析，并阐述了在变电站应用时的抗干扰措施。

一种小型光电触发装置

介绍了一种可用于冲击电压或冲击电流发生器的、采用光电隔离技术的小型触发装置.本装置采用了特殊的节电结构、电池供电,能长期工作而不需要经常更换电池.该装置结构简单,功耗低,使用安全、可靠,已成功地用于冲击电流发生器作触发源.

35kV架空送电线路防雷并联间隙的应用

北京电力公司和中国电力科学研究院紧密合作,研制了35kV架空送电线路用的防雷并联间隙,并在试验室进行了大电流燃弧试验、不同接地方式下单相接地故障方式下的电弧自灭特性试验,率先将防雷并联间隙安装于运行的35kV输电线路上,论述了35kV架空送电线路现场应用中防雷间隙安装布置方式的选择,以及在35kV试验线路上试运行并联间隙所取得的防雷保护效果的成功经验。

电力系统暂态电压波形压缩记录技术

提出一种电压波形压缩记录技术。该技术基于"点相似"的数据处理方法,实时处理高速采样所得数据,对点相似的数据进行压缩,波形片段的等值频率越低,数据压缩效果越好。文章通过实测数据说明了压缩效果和波形复现效果,证明在应用该压缩存储技术后,记录设备存储容量的利用率提高了上千倍,这使得记录持续时间长并带有很高频率分量的暂态电压波形成为可能。该技术特别适用于波形等值频率随时间变化较大的情况,压缩存储技术也大幅度减轻了后期数据的处理量,并明显改善了测量仪器的显示效果。

1000kV交流试验示范工程的过电压实测

在1 000 kV长治—南阳—荆门特高压交流试验示范工程系统调试中,通过对3个变电站(开关站)主要电气设备及线路的暂态电压和暂态电流进行测量,可以确定工程设计是否安全可靠,为今后特高压工程的设计和运行提供参考。测试包括投切空载变压器、投切低压电抗器、投切空载线路、投切低压电容器和人工单相瞬时接地。测试中的暂态过电压、暂态电流最大值均未超过设计和规程允许值。

变压器短路电抗在线监测的模拟研究

研究了通过在线测量变压器短路电抗来监测电力变压器绕组变形状况的方法，并在模型变压器上进行了模拟实验。其结果以及与离线测量结果的比较表明，在线测量方法具有较高的准确度和良好的稳定性，变压器运行条件的变化以及外部因素的变化对于阻抗的测量影响很小，能够为实际运行中的变压器绕组状况提供实时准确的指示。

基于扫频阻抗法的变压器绕组变形测试技术研究

在研究变压器绕组等效电路理论的基础上,分析了常用的诊断变压器绕组变形的频率响应法、短路阻抗法和低压脉冲法。结合频响法和阻抗法的优点,提出一种诊断变压器绕组变形的扫频阻抗法,使得一次测试能够获得频谱特征的同时,兼顾了短路阻抗特征信息的获取。对扫频阻抗法进行了仿真和模型变压器试验验证,结果证明该诊断方法比原有频响法先进、有效。

多芯电缆微弱磁场能量采集器的高效管理电路

现有磁场能量采集器标准能量管理电路效率低、功耗高、输入阈值功率高,在换能器采集较弱磁场能量时,难以驱动多芯电缆监测系统。针对上述问题,本文提出了一种间歇充放电的低功耗多芯电缆微弱磁场能量采集管理电路方案,设计了自供电的低功耗间歇控制电路,大幅度降低功耗。该电路通过自供电变频匹配,提高管理电路的能量转换效率。实验结果表明,当三芯电缆通过40 A、50 Hz的交流电时,磁场能量采集器输出功率为3.3 mW,管理电路的最大输出功率可达2.45 mW,最大效率74.24%,较标准能量采集管理电路提升了6.9倍。所提出的超低功耗自供电控制电路,满足启动阈值的最小平均功耗仅为1.52μW,仅为带辅助电源的控制电路功耗的5.93%。该高效管理电路不仅可以用于多芯电缆微弱能量采集,还可以用于由于铠装屏蔽导致的微弱电缆周边磁场、电磁振动能量采集器、反向散射传感器网络等微弱感性磁场能量管理。

设备状态监测系统的DL/T860建模及智能化设计

状态监测是获取设备运行状态的技术手段,是检修与运维的重要信息来源。根据面向智能电网的设备状态监测系统智能化的建设及改造需求,给出了基于DL/T860标准通信规约的从变电子站到主站的全面设计方案,解决了IED的标准化、互操作性和互换性问题,实现了信息共享,为生产管理、状态检修、智能电网决策分析提供所需要的数据,为实用化的状态监测技术应用、选型积累经验。

一种异构系统的自动模式匹配方法

介绍了在多维结构间自动创建映射的方法,它能最大程度地缩减数据集成的进程。其贡献在于针对特定数据仓库的多维结构提出一种匹配发现过程。这个过程提高了模式匹配的准确度,使之应用于实际的项目成为可能。

基于IEC 61850的输变电设备在线监测中心的关键技术

在综合分析输变电设备状态在线监测系统现状的基础上,着重概括了在通信协议、监测装置、数据库及管理平台等方面普遍存在的不公开、不兼容、标准不一及难以集成等问题。从通信协议、数据库、远程视频控制这3方面进行了深入研究,给出了解决方案。提出了一种基于IEC 61850的在线监测集成技术解决方案,该方案能通过灵活多样的"组态方式"实现各种在线监测装置与标准的IEC 61850系统互联,解决目前在线监测装置通信协议不一致、非标准通信协议转换为标准IEC 61850协议而造成系统通信连接和数据交换成本加大的困难。并提出了一种统一的在线监测数据诊断分析模型,该模型可以实现算法的配置式添加和修改;对不同厂家视频监控系统建立公用视频监控平台统一管理、集中展示。研究结果对智能电网的智能分析决策、信息标准化、集成化管理等方面进行了有益的探索。

基于柔性电阻式温度传感器的GIS无线测温系统

该文设计并开发一种针对气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)的无线测温系统,可对GIS设备的外壳温度进行分布式测量。该测温系统基于柔性铜电阻温度传感器,通过将铜电阻沉积于柔性衬底之上并刻蚀实现。测温系统由沿GIS外壳筒壁周向分布的柔性传感器阵列构成,可良好适应GIS圆柱状外壳曲率并实现分布式温度测量。搭建GIS模拟温升平台对柔性温度传感器和测温系统进行表征,测量温度值与传感器阻值的关系,并对低温区域的非线性特性进行补偿,研究传感器测温区域内的温度分布与变化对传感器性能的影响。结果表明,该传感器可在30~150℃的外壳温度变化区间内实现线性输出,灵敏度约为0.19Ω/℃,能够实现GIS设备外壳温度的分布式测温。

高压变电站变电设备的智能化改造

针对电网110 kV及以上的常规变电站,如何科学、合理、经济地对这些变电站进行智能化改造是电网建设面临的问题之一。经实际应用验证,通过对常规变电站的主变压器、开关等设备安装智能组件的方式,可实现对变电站的智能化改造,达到降低运维成本和优化资源配置的目的。

铁电偶极子对摩擦纳米发电机输出性能的影响

提出了一种利用铁电偶极子提高摩擦发电机表面电荷密度的方法。利用聚偏氟乙烯(PVDF)的铁电特性,在摩擦电层形成正电荷陷阱,增强摩擦电材料的发电性能,从而提高摩擦电纳米发电机的表面电荷密度。采用铸造工艺和单轴拉伸工艺制备了PVDF薄膜,并将其集成到具有垂直分离结构的摩擦电纳米发电机中。系统地研究了PVDF膜的埋置方向、厚度和极化强度对摩擦纳米发电机输出功率的影响。结果表明,当压电膜厚度为100μm,最大极化电场为90 MV/m时,摩擦电纳米发电机的峰值功率提高了2.6倍。这项工作为调节摩擦电纳米发电机的性能提供了新的见解。

贵阳区域电网过电压在线监测研究

通过建立宽频带过电压分压取样系统和暂态过电压在线监测装置,开发了区域电网过电压在线监测系统,并将其应用于贵阳东部电网的两个变电站,实现了对变电站及所连接线路的过电压实时监测。监测数据表明,该系统既能准确快速捕捉、记录从工频过程到雷电冲击过程的过电压数据,又能满足节省存储空间的要求。将实测结果与仿真结果比较,验证了该系统的有效性。

采用GPS/北斗双星同步采集技术的分布式无线高压绝缘带电测试的研究

随着智能电网建设和状态检修工作的开展,需要及时掌握电容型设备、避雷器等的绝缘状态。但目前绝缘在线监测、带电检测技术在检测精度、设备可靠性等方面存在不足,并未被电力部门广泛应用。文中研究了基于高精度GPS/北斗双星同步采集和分布式无线便携式带电测试系统,以提高绝缘检测的精度和便捷性。文中介绍了该系统实现的原理,GPS/北斗的PPS秒脉冲直接硬件控制的方式启动Σ-Δ型AD数据采集,和软件流程的时序协同控制,利用改进的迭代—正交算法,极大的降低了相对介损测量误差,提高了数据的重复性与稳定性。对算法的影响、PPS硬件同步性能进行了比对研究,并对整个系统的性能进行了测试。结果表明:该系统实现了对相对介损的高精度采集测量,相对介损的误差<0.05%,完全满足现场绝缘带电检测的要求。该带电测试系统,已经成功地应用于变电站容性设备、避雷器的带电测试中,提高了测试的效率和性价比。

基于多孔式敏感膜片的MEMS光纤珐珀传感器及其局部放电检测

基于微机电系统(Micro-electromechanical Systems,MEMS)的非本征光纤珐珀超声传感器具有抗电磁干扰、信号传输距离远、体积小、质量轻等特点,对电力设备中局部放电所释放的超声信号有着良好的检测与定位能力。该型传感器的敏感结构通常为圆形完整膜片,其加工方法相对简单,但是膜片的内外温度差异或压力不平衡会导致传感器性能指标的偏移,减小或消除这种影响是促进光纤珐珀超声传感器工业化应用的基本前提。提出了一种基于多孔式敏感膜片的光纤珐珀超声传感器,敏感膜片采用MEMS工艺制造,其厚度仅有5μm,加工方法简单,成本低廉;进一步地,结合3D打印技术与防水透声膜完成了敏感膜片的保护性封装。实验结果表明:该传感器在液体中具有良好的超声响应,静压灵敏度可达到1.25 V/Pa,距离衰减、方向响应与静态压力等性能与空气中保持相同规律,且通气孔避免敏感膜片内外出现气压不平衡的情况。因此,该传感器在液体中局部放电检测领域展现出较好的应用潜力。

基于巨磁电阻传感器的微弱电流测量方法研究

高压直流套管微弱电流的在线检测对于及时准确反应其运行状况具有重要的指导作用。文中提出了一种基于巨磁电阻传感器的非接触式微弱电流测试方法,首先简要介绍了巨磁电阻传感器的工作原理及其测量微弱磁场的原理,之后经测试选定了适用的巨磁电阻传感器,并围绕该传感器设计出测试系统,实现了实验室测试,验证了方案的可行性,论文最后对目前存在的问题及改进方向进行了分析与介绍。

分布式暂态过电压在线监测技术在特高压GIS变电站中的应用

特高压变电站已成为我国电力系统中的关键枢纽,因此对雷击损坏的监测和预防至关重要,文中提出一种分布式暂态过电压在线监测技术,将暂态过电压监测设备嵌入于高性能EMC设计的户外柜中并将户外柜就近安置于被测一次设备附近,有效解决了远距离铺设信号电缆造成的信号干扰和失真的问题。系统采用分布式系统架构和分析技术,将局域网络内各测点过电压数据依据IEC 61850传输协议进行汇总,通过后台软件可实现对各测点过电压波形的大数据分析,分析结果可为分析过电压故障和提高一次设备绝缘防护水平提供有效依据。研究成果在贵阳龙山变电站和龙里变电站中得到了成功应用,成功监测到了该区域电网内的过电压故障并进行了故障定位和故障分析,后又在武汉交流特高压试验基地进行了安装和应用,成功采集到了特高压GIS一次设备分合闸操作过电压波形,验证了户外柜EMC设计在特高压变电站运行的可靠性和稳定性。

电力变压器油中溶解气体数据的分布特征参数快速计算方法

为变压器建立差异化分布模型可实现对其运行状态的个性化评价,而广泛使用的在线监测装置使得数据量快速增长,给传统的分布模型构建带来挑战,在参数求取过程中出现计算中断、迭代不收敛等问题。为解决上述问题,该文提出油中溶解气体数据的分布特征参数快速计算方法。首先,对参数求取过程中出现计算异常的原因进行分析,根据百万级油中溶解气体数据的特征提出了基于分段最小二乘估计法(segmented least squares estimation,SLSM)的迭代初始计算方法,并基于计算精度约束给出最优分段数选择方法。之后,利用极大似然估计法(max likelihood estimation,MLE)对模型参数进行多次迭达计算获得最终的分布模型参数。现场实例验证结果表明:所提计算方法不仅可以解决分布模型特征参数计算过程中的各种异常情况,还可以提高计算速度,且计算稳定性优于传统方法,适用于处理现场百万级的油中溶解气体数据。提出的分布特征参数快速计算方法克服了传统方法在面对海量数据时的局限,为基于大数据分析的变压器智能运维提供了支撑。