特高压变压器内部电弧放电时的应力应变分析及安全校核

内部短路等引起的电弧放电是特高压变压器最为严重的故障之一,容易造成油箱变形破裂甚至起火爆炸。为了分析电弧放电引起的变压器应力应变水平,建立了1000kV单相特高压变压器有限元模型,仿真分析了特高压变压器内部不同部位、不同能量的电弧放电引起的油箱压力分布,计算了油箱和螺栓的应力应变水平,结合材料参数对油箱和螺栓的力学性能进行安全校核,并给出了箱壁破裂或螺栓损伤的放电能量阈值。结果表明:油箱内高压绕组附近电弧放电时最大应力出现在箱壁拐角处,最大形变出现在长轴侧箱壁中间部位;升高座内电弧放电时最大应力出现在升高座支架处,最大形变出现在升高座拐弯处。

变压器油中溶解微量糠醛的激光拉曼光谱检测方法

研究变压器油中溶解微量糠醛含量的检测方法及其应用,对运行变压器油纸绝缘老化评估具有重要意义。激光拉曼光谱(LRS)技术作为微量液体检测的有效手段,已经在很多领域得到了广泛应用。本文应用Gaussian 09W程序构建了糠醛分子仿真模型,分析其拉曼振动特性,进而证明了拉曼光谱检测糠醛分子的可行性;应用共聚焦拉曼技术搭建了激光拉曼光谱液体检测试验平台;结合萃取技术研究了糠醛分子的拉曼光谱检测特性,建立了基于特征频谱和最小二乘法对糠醛含量进行定量检测的方法。最后,应用激光拉曼光谱方法对不同糠醛含量的变压器油样进行检测,并与实验室高效液相色谱法(HPLC)的检测结果进行对比,对比结果表明:结合萃取技术的激光拉曼光谱能有效地对变压器油中溶解微量糠醛进行定量检测,为实现变压器油中糠醛含量的快速检测提供了一种方法。

基于银纳米片表面增强拉曼光谱的变压器油中溶解糠醛原位检测

实现变压器油中溶解糠醛含量的准确检测,对评估运行变压器油纸绝缘的老化状态具有重要意义。表面增强拉曼光谱技术(surface enhanced Raman scattering,SERS)作为检测微量物质的有效手段,已广泛应用于生物医药、食品安全以及环境监测等诸多领域的检测分析。该文应用置换法制备了正六边形银纳米片,并以此作为SERS基片对不同糠醛含量的变压器油样进行了拉曼光谱原位检测;研究了糠醛分子在-SERS基片上的拉曼信号增强效应,选取756cm1作为油中溶解糠醛分子的定性分析依据;结合最小二乘法,以756和-853cm1两处拉曼信号的强度比为指标,建立了变压器油中溶解糠醛含量的定量分析方法。试验结果表明:以正六边形银纳米片为SERS基片,表面增强拉曼光谱技术能有效地对变压器油中溶解微量糠醛进行原位检测分析,其最小检测浓度极限约为0.5mg/L。理论与试验结果为拉曼光谱应用于变压器油中溶解微量糠醛的原位检测奠定了基础。

变压器油中溶解气体拉曼剖析及定量检测优化研究

多种气体(氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙炔、乙烯和乙烷)的高精度、高灵敏度检测仍是基于溶解气体分析的早期变压器故障诊断的核心。本文从原子结构层面剖析了变压器油中溶解气体的拉曼振动模式及拉曼频谱。搭建了基于表面增强拉曼光谱技术的溶解气体检测平台,得到了单一气体H2、CO、CO2、CH4、C2H2、C2H4和C2H6的拉曼频谱,且实现了溶解故障混合气体的同时检测。通过阿伦方差分析,确定了拉曼检测的最优平均次数,使检测极限提高了约12.8倍。提出了基于气体特征谱峰面积比的定量分析方法,对现场运行变压器油样进行故障诊断,检测准确率达到96%。

差频中红外吸收光谱应用于油中溶解气体分析

高准确度、高灵敏度检测故障特征气体是基于油中溶解气体分析的变压器早期潜伏性故障诊断的关键。基于差频中红外及离轴腔增强吸收光谱技术,搭建了一个变压器油中溶解气体检测系统。以故障混合气体中浓度为0.5μL/L的C2H4为代表,验证了该系统的检测特性。选取1 583.0 nm信号源及1 063.8 nm抽运源,利用非线性光学周期极化铌酸锂晶体,结合准相位匹配技术,差频产生了3.245μm(对应C2H4的基频吸收线3 081.001 6 cm-1)的中红外相干光:最大输出功率为288μW,最大调谐范围为35 cm-1。气体压强100 Torr下,系统对于气体C2H4的最低吸收系数及检测下限分别为7.39×10-10 cm-1及0.014 4μL/L,很好地满足了变压器油中溶解乙烯检测极限值(0.5μL/L)的需要,分析和证明了气体压强对C2H4的吸收峰值、系统最低吸收系数及检测下限的影响。该研究结果为基于差频中红外吸收光谱的变压器油中溶解气体带电检测提供了理论依据和技术支撑。

光反馈腔增强吸收光谱技术的痕量乙烷检测研究

乙烷是电力变压器油中溶解的主要故障特征气体之一,其高精度、高灵敏度检测是进行油中溶解气体分析的关键。基于光反馈原理及腔增强吸收光谱技术,结合量子级联激光器,建立了一套变压器油中溶解乙烷气体检测系统。基于腔内单腔模对称理论,通过LabVIEW编程来实现反馈光与腔谐振的相位匹配。研究并实现了光学反馈效应(激光将在延迟一定的时间后,返回激光腔并锁定腔模式共振频率)、偶数和奇数模式效应(交替出现强度较大和较小的腔模式)、激光器阈值电流降低效应(约1.2mA)。利用腔衰荡光谱检测技术测得的系统有效反射率、腔品质因素分别为99.978%和7138.4,系统光谱分辨率达到0.005 2cm-1。标准大气压、温度20℃下,1s的积分时间内,对乙烷PQ3吸收线进行检测,系统检测准确率及检测极限分别达到95.72%±0.17%和(1.97±0.06)×10-3μL·L-1,满足了变压器油中溶解乙烷气体检测的需要。

应用拉曼光谱分析变压器油中溶解乙酸含量

乙酸是变压器油纸绝缘老化所生成酸类物质的主要成分;分析变压器油中溶解乙酸含量对准确评估运行变压器的老化状态具有重要意义。拉曼光谱技术是基于拉曼效应的一种分子分析技术,能很好地用于物质的非接触式原位检测。论文开展了变压器油中溶解乙酸含量拉曼光谱检测方法研究:利用Gaussian09W软件分析了乙酸分子的拉曼振动特性,对实测乙酸拉曼谱峰的振动模式进行了指认;基于实验室搭建的激光拉曼光谱液体检测平台,对不同乙酸含量的变压器油样进行了原位检测;选定891cm^(-1)作为变压器油中溶解乙酸分子的拉曼特征峰,基于乙酸891cm^(-1)与变压器油932cm^(-1)特征峰面积比值和最小二乘法建立了乙酸的定量分析方法,检测限可达0.08mg·mL^(-1)。实验结果表明:激光拉曼光谱可应用于油中溶解乙酸含量原位检测并具有良好的检测稳定性和重复性,为变压器油中溶解乙酸含量的快速、无损检测提供了一种新方法。

基于V型腔增强吸收光谱技术的一氧化碳检测研究

论文基于光反馈原理及V型增强腔技术,结合量子串级激光器,搭建了CO吸收光谱检测系统.研究并实现了光反馈效应(反馈相位自动可调)、偶数和奇数腔模式效应、激光器阈值电流降低效应.系统有效反射率达到99.979%,在物理长度为47 cm的光腔内实现了4.48 km有效吸收路径.通过自动调节V型腔长,使光谱分辨率从0.005 3 cm^(-1)提高到0.001 1 cm^(-1).通过阿伦方差分析,确定了最高信噪比的积分时间为53 s.气体压强40 torr,温度20°C时,系统对CO(R(6)吸收线)检测准确度及检测极限分别达到(97.79±0.07)%和(0.49±0.04)ppb.也分析和证明了气体压强对CO的峰值吸收强度、检测准确度及检测极限的影响.

油纸绝缘水分迁移特性研究综述

油纸绝缘作为电力变压器的主要绝缘形式,其绝缘性能与水分含量密切相关,准确获得油纸绝缘的水分含量对变压器故障预警至关重要。在油浸式变压器内部电场、温度场等多物理场梯度的驱动下,水分始终处于动态迁移过程中,时空分布复杂,难以直接测量,因此需深入研究水分迁移特性。文中综述了油纸绝缘水分迁移机理、模型及特性研究上取得的成果:水分迁移是不同存在形式的水分子与绝缘油纸微观结构相互作用的过程,受多物理场的影响显著。现有油纸绝缘水分迁移研究多基于Fick定律,利用扩散系数表征水分梯度及温度对水分扩散速度的影响,但未能深入耦合多物理场的作用,不能获得温度梯度下的水分不均匀分布特性。研究获得了材料性质、温度、电场等多因素作用下扩散系数的变化规律及相应水分迁移过程,但将影响因素耦合于扩散系数的方式不能准确描述多物理场对水分迁移的作用,且缺少电场作用下的宏观水分迁移规律研究。根据驱动势平衡原理建立的热湿耦合模型能够描述水分的时空分布,量化电场对水分动态迁移特性的影响。进一步需推进基于水分时空分布无损测量的实验研究,深化多物理场耦合下水分迁移建模,构建多物理场下理论体系,以准确表征油浸式变压器中油纸绝缘水分迁移的时空分布。

糖皮质激素对记忆功能的调节

现代社会竞争激烈，工作压力大．生活节奏快，诸多社会因素使得人们处各种各样的应激状态，对于应激及其相关机制疾病的研究也日益引起国内外研究人员的重视，糖皮质激素（glucocorticoid，GC）作为重要的内源性应激激素，其水平的升高是应激引起的神经内分泌反应的主要特征之一，在外周，糖皮质激素具有广泛的生物学效应，如糖、脂肪和蛋白质代谢的调节，还具有抗炎作用；同时它极易通过血脑屏障进入脑组织，其受体又广泛分布于中枢神经系统，研究表明，糖皮质激素会对认知功能产生复杂的影响，现已证实，过度升高的内源性糖皮质激素是应激影响认知功能的主要因素之一。

糖皮质激素对记忆功能的调节

糖皮质激素作为重要的应激激素,对学习记忆等高级认知功能产生复杂的影响。本文主要就糖皮质激素对记忆的巩固、读出及其对工作记忆的影响做一综述。

基于油中溶解气监测的变压器在线半监督故障诊断方法研究

变压器是电力系统中的核心设备,其运行的可靠性直接影响着整个电力系统的稳定与安全,因此对变压器运行状态进行实时分析并进行准确的故障诊断非常重要。针对变压器运行状态数据难以收集、故障数据缺乏而导致故障分析模型泛化能力差的问题,该文提出了一种半监督流形嵌入(semi-supervised manifold embedding,SSME)学习的变压器在线故障诊断方法。该方法使用变压器油中H2、CH4、C2H6、C2H4和C2H25种不同气体的浓度特征和运行状态类别的有限样本,联合大量在线监测获得的气体浓度样本数据,建立一种在线的半监督故障诊断模型来分析变压器的运行状态,该模型能在0.1s内完成700条在线监测数据的状态检测,其性能可以达到在线诊断的要求。结合实例,对所设计的变压器故障诊断模型的准确性和诊断效率进行了对比分析实验。实验结果表明,该文提出的方法的故障诊断准确率高于经典的深度置信网络(deep belief network,DBN)、k-近邻(k-nearby network,KNN)和随机森林(random forest,RF)分类算法。该方法能为电力变压器的稳定运行提供了有效参考依据。

场景熟悉度对慢性吗啡处理诱导小鼠行为敏化的影响

目的探求场景熟悉度对慢性吗啡处理诱导小鼠行为敏化的影响。方法(1)实验一:分别在新颖场景(测试箱)和熟悉场景(鼠笼)中连续7天给予小鼠吗啡处理(10 mg/kg,皮下注射,1次/d);撤药后第7天,在测试箱中给予10 mg/kg吗啡点燃后观察其行为敏化效应。(2)实验二:连续7天给予小鼠吗啡处理(10 mg/kg,皮下注射,1次/d);撤药后第7 d,检测行为敏化的表达,其中配对组检测场景为伴药场景,非配对组检测场景为非伴药场景。结果(1)实验一:吗啡注射与新颖场景配对能够诱导小鼠行为敏化,而与熟悉场景配对不能诱导小鼠行为敏化。(2)实验二:吗啡注射与新颖场景配对诱导的敏化行为只在吗啡配对的新颖场景中表达而在非配对的新颖场景中不表达。结论小鼠行为敏化的建立与吗啡注射配对场景的熟悉度相关,并且其表达是场景依赖性的。

智能瓦斯继电器气体容积在线监测技术研究

气体继电器作为电力变压器主要的非电量保护装置,其作用日益凸显。传统检测方法无法反映气体继电器液位,且运维中会出现轻瓦斯误报警等问题。基于此,首先分析气体继电器的工作原理,提出采用非导电体电容传感器,实现气体继电器内气体容积实时监测;然后,通过对瓦斯保护模块和液位测量模块的选型分析、优化设计,构建一种新的智能气体继电器在线监测方案,基于气体继电器内气体容积变化状态量,可对电力变压器进行更精准、及时地故障诊断,并完成了样机加工;最后,通过不同液位高度和不同环境温度两种情况下的试验对比,验证该容积测试方法的可行性。该方法对于发现变压器潜伏性故障,实现油浸式电力变压器状态监测,保障电网设备和人员安全具有重要意义。

基于广义S变换和二维卷积神经网络的油纸绝缘局部放电超声信号识别

超声法是局部放电测量的重要方法。为更有效提取局部放电超声信号中的关键信息,提出一种基于广义S变换和二维卷积神经网络的油纸绝缘局部放电超声信号识别方法。首先,在实验室采集3种典型缺陷的局部放电超声信号,对预处理后的数据进行广义S变换,获得不同放电样本的时频分布图像;然后,构建二维卷积神经网络,将时频图像作为输入,提取超声信号的时频特征;最后,输出对局部放电类型的识别结果。结果表明:该方法对不同局部放电类型的超声信号进行识别,准确率可以达到97.8%,能够更有效地提取超声信号的内在信息并进行局部放电识别。

油纸绝缘介电响应宽频等效建模研究

频域介电响应方法(Frequency Domain Spectroscopy,FDS)因其具有良好的抗干扰特性和丰富的宽频信息,成为在供电现场被广泛应用的一种油纸绝缘状态无损诊断方法。但是,FDS测量结果同被试对象绝缘状态之间确切的定量关联关系尚不明确,制约了FDS方法的进一步推广应用。为向定量解读FDS测量结果提供分析工具,针对FDS的宽频建模及参数辨识问题进行了研究。首先利用油纸电容式套管模型开展人工受潮模拟及介电响应测量实验,获得对应不同绝缘状态的实际介电响应数据。然后,基于介电响应的扩展德拜等效模型,采用一种改进的人工蜂群算法同序列二次规划算法的融合算法,对模型进行了参数辨识。通过对3组不同水分含量下的FDS谱图进行建模表明,在整个宽频测试频带(10^(−4) Hz~10^(3) Hz量级)内,复电容的实测谱图和模型重建谱图之间具有良好的一致性,模型对实测FDS的拟合优度均超过0.95,且模型中电阻和电容辨识值均分别位于10^(9)Ω和10^(⁃9)F的合理范围内。表明所采用的扩展德拜模型及参数辨识算法能够实现在宽频范围内对频域介电响应的精确建模,为下一步探究模型参数变化规律提供前期基础。

高压直流接地极单极运行对变压器脉动冲击

讨论了直流接地极双极转单极大地方式运行时,偏磁电流对近区变压器励磁特性的影响。基于场路耦合原理建立了变压器直流偏磁联合仿真模型,分析了接地极单极大地方式运行对交流电网以及变压器励磁特性的作用机理。通过仿真模型分析,结果表明:直流接地极双极转单极大地方式运行时,流过交流电网的偏磁电流为随时间变化的脉动型直流电流,其侵入变压器绕组造成了励磁电流也发生脉动变化,随着脉动直流幅值的增加,变压器励磁电流峰-谷间差值也逐渐增大。在直流接地极运行方式调整时,建立的仿真模型可以对交流电网直流偏磁水平监测和变压器励磁特性评估提供一定依据。

Frequency-locking and threshold current-lowering effects of a quantum cascade laser and an application in gas detection field

In this paper,the frequency-locking and threshold current-lowering effects of a quantum cascade laser are studied and achieved.Combined with cavity-enhanced absorption spectroscopy,the noninvasive detection of H_2 with a prepared concentration of 500 ppm in multiple dissolved gases is performed and evaluated.The high frequency selectivity of 0.0051 cm^(-1) at an acquisition time of 1 s allows the sensitive detection of the(1-0) S(l) band of H_2 with a high accuracy of(96.53±0.29)%and shows that the detection limit to an absorption line of 4712.9046 cm^(-1) is approximately(17.26±0.63) ppm at an atmospheric pressure and a temperature of 20 ℃.

基于宽频介电响应的油纸绝缘套管受潮特征提取和状态诊断

以油纸绝缘宽频介电响应为研究对象,针对实验室不同水分含量的油纸绝缘样品,开展了宽频介电响应测试。通过介电谱中的弛豫极化部分,提取了表征受潮程度的频谱参数,分析其与油纸绝缘中水分含量的关系,进一步设计了油浸式套管缩比模型的受潮试验,讨论了频谱参数在套管受潮诊断中的应用。结果表明:弛豫极化频谱中的低频极化过程对水分含量较为敏感,其损耗峰峰值可作为表征水分含量的特征参数;在套管不同受潮类型情况下,低频和高频弛豫极化的损耗峰值及特征频率等参数的变化规律不同,可作为套管受潮类型的初步判据。

直流偏磁不确定因素建模分析

直流输电系统引起的直流偏磁会对电网安全稳定运行构成威胁。目前,直流偏磁问题定量模型已经比较清晰,但受不确定因素影响,得到直流偏磁会出现较大偏差,影响直流偏磁抑制设备的正确选型。在已知电位与相关参数经典函数的基础上,采用估计法对各影响参数进行不确定估计,并完成了不确定模型验证,给出了随着不确定因素变化地电位的变化情况。研究表明随着直流电流入地深度增加,地电位急剧下降,距离接地极5 km处,电位降到5 V以下。接地极地电位峰值随着大地电阻率的上升而线性增加,近区电阻率的影响要远大于中区及远区,中区及远区的大地电阻率上升基本不会对地电位峰值产生影响。