基于改进极模变换的柔性直流输电系统断线故障分析与辨识

断线故障的故障特性分析是制定断线保护方案的基础。首先,文中以金属回线双极直流系统为对象,根据直流系统中模块化多电平换流器(MMC)在故障前后的状态变化,基于叠加定理得出MMC在直流系统发生故障时的等效电路模型,构建直流系统断线故障下的等效电路。然后,通过改进极模变换矩阵推导其在不同故障类型下的复合模量等值网络,分析不同断线故障的模量特征;在此基础上,利用2模和0模电流的变化量构建断线故障类型识别的相平面,实现断线故障的分类;同时,提出基于1模电流变化量的区内外断线故障辨识流程。最后,在PSCAD/EMTDC中建立了仿真模型,验证了所提保护方法的快速性和可靠性。

输电线路断股修复机器人自动上/下线飞行跟踪控制

电力系统中的输电线路具有分布广和跨越大等特点,确保其安全和稳定运行尤为重要。现有的输电线路断股修复任务通过人工或爬线机器人完成,存在作业风险高、机器人上线难度大等问题。针对此文章提出一种可以通过飞行挂线完成输电线路断股修复任务的飞行机器人,设计自适应模糊自抗扰(adaptive fuzzy active disturbance rejection control, AFADRC)控制器,确保机器人能够实现自动飞行上/下线。仿真结果表明,该机器人在提高输电线路断股修复效率和降低人工成本方面表现出色,同时也提高了作业的安全性。

低压配电网中性线断线检测与漏电保护的方法

在三相四线制低压配电网中,如果三相负载不对称,将会产生不平衡电流通过中性线流至系统侧,中性线能够消除中性点电位变化使各相电压保持对称,从而使中性线对地电位为零。然而中性线由于过流或其他故障断开时,必然会导致三相负载中性点偏移,可能造成用电设备烧毁或不能正常工作等状况。针对上述问题,从理论角度出发阐述了低压配电网中性线断线的危害,对比分析了各种中性线断线检测方法之后,在采用直流信号注入法的基础上设计了一种新型检测电路,利用多个单元检测装置实现断线位置的定位,分析此方法对基于电流互感器的漏电保护的影响,结果表明该方法能够同时满足断线检测和漏电保护的要求。通过仿真验证了上述方法的科学性与正确性。

防渗体系破损条件下混凝土面板堆石坝的渗流分析

在分析总结多座高混凝土面板堆石坝面板开裂特征的基础上,结合某高混凝土面板堆石坝工程,将局部防渗体系单元作为破损模拟对象,基于等效均质渗透系数法,利用Midas GTS开展了不同破损部位和破损程度条件下大坝的渗流场分析,并研究了垫层和过渡层是否发生破损对大坝渗流性态的影响。通过对大坝渗流量、浸润线形态等方面的分析,研究结果表明:相同的混凝土面板破损部位条件下,破损程度是影响大坝渗流性态的重要因素;当面板破损程度相同,垫层和过渡层未破损时,其防渗能力仍起到关键作用,大坝渗流场变化不明显;当整个防渗体系均发生严重破损时,大坝渗流性态恶化,渗透安全性明显降低。

智能牵引供电系统接触网状态监测技术及应用

智能牵引供电系统具有信息化、自动化和智能化的特点,接触网作为牵引供电系统的重要组成部分,承担着电力输送的艰巨任务。为防止由于热胀冷缩使补偿装置移动范围过大导致发生接触网断线等重大事故,基于深度学习理论和图像处理算法对补偿装置进行实时监控,设计了接触网断线智能监测系统,实现了对智能化牵引供电系统进行更加全面的数据实时监测,为不断调整和优化智能牵引供电系统提供技术支持。

破碎矿体扇形深孔双点起爆位置优化研究

在采用无底柱分段崩落法开采破碎矿体时,常常面临眉线破坏的问题,这一问题不仅影响后续爆破作业,还严重制约现场的安全高效生产。为解决这一问题,以尖山铁矿1280分段回采进路为工程背景,综合运用现场调研、数值模拟和理论分析等方法,研究双点起爆不同起爆位置下爆轰应力场的分布规律。综合评价不同起爆位置下爆炸能量的空间分布及爆破效果,发现适当调整起爆位置,可以调整爆轰应力场在矿体内部的分布规律,并降低对眉线口处应力作用。现场试验结果表明,当双点起爆时药包布置在装药段1/2~孔底位置,能够加强对顶部矿体的破坏作用,同时减弱对眉线口部位的影响,有效保护眉线。

基于深度学习与毫米波雷达的输电线路防外破系统研究

为提高复杂背景下的外破隐患识别率,采取深度学习与毫米波雷达融合的方式,将毫米波雷达的高精度距离信息与监拍相机采集的丰富环境信息相结合,通过传感器标定,实现毫米波雷达和监拍相机的时间同步与空间融合,基于YOLOv5目标识别算法对监拍相机捕获的图像进行深度处理,准确地识别图像中的目标物体,并输出相应的检测框和检测结果。同时,将毫米波雷达探测到的目标点映射到图像中,生成感兴趣区域,使得算法能够更专注于这些可能存在外破隐患的区域,提高了检测的效率和准确性。最后,通过目标融合算法,结合监拍相机和毫米波雷达识别检测结果,对输电线路外破隐患目标进行了精确识别和分类,有效地解决了光线、距离等因素对传统监拍装置的影响,实现了对复杂背景下输电线路外破隐患目标的精准识别。

基于改进粒子群算法的输电线路舞动断线概率预测研究

【目的】为了解决冰风暴灾害下输电线路舞动断线问题,提出了基于改进粒子群算法的输电线路舞动断线概率预测模型。【方法】首先,采用改进粒子群算法确定输电线路在冰风暴灾害下风荷载与冰荷载的广义极值分布参数;其次,根据输电线路舞动的起舞风速和覆冰密度求取舞动情况下线路冰荷载和风荷载的极值分布。【结果】在此基础上,基于二元t-Copula连接函数计算线路舞动时风荷载和冰荷载的联合概率分布,实现了线路舞动断线的概率预测。【结论】结合湖南冬季输电线路舞动断线的历史数据,验证了改进粒子群算法的优越性和该模型的准确性,为输电线路舞动预报和指导线路提前部署防舞动措施提供了依据。

硅片切割线痕对太阳电池电性能影响的研究

金刚线切割是目前光伏行业主要的单晶硅片切割方式,但硅片被切割后其表面会留有线痕。首先对切割线痕在硅片表面的分布状态及线痕形貌在硅片碱制绒前后的变化进行了量化分析,然后针对硅片表面不同线痕深度对太阳电池电性能及良率的影响进行了研究,最后在硅片线痕深度小于等于15μm的基础上,分析了硅片线痕对细栅的影响机理。得到以下结论:1)金刚线切割的硅片存在多种状态的线痕,碱制绒只是在微观层面形成了金字塔结构,但并不能改变线痕宏观层面的轮廓曲线。2)切割线痕会造成硅片表面形成V形沟壑,且当细栅与沟壑垂直时,会对丝网印刷时栅线的连续性造成一定影响。3)对于线痕深度为10~15μm的硅片,采用细栅垂直于线痕的丝网印刷方式时,太阳电池出现了严重的EL断栅及发黑现象,并且影响到其电性能;而采用细栅平行于线痕的丝网印刷方式时,降低了EL断栅概率,并且太阳电池电性能基本不受影响,但存在一定概率的局部印刷粗细不均的情况。该研究对提升太阳电池光电转换效率和良率有积极的参考价值。

10 kV配电线路防雷保护装置发展现状

随着10 kV配电线路绝缘化改造的推进,线路雷击断线率不断增加。传统的配电线路防雷保护装置主要分为“疏导式”和“阻塞式”,近年来也出现了气体灭弧式防雷装置在架空线上的广泛应用,在线路防雷保护上都取得了不错的效果。本文分析了绝缘导线雷击断线的原因,阐述了防雷保护装置的发展历程,总结不同类别防雷装置的保护原理及特点,探讨了10 kV架空线路防雷保护装置未来研究发展方向:抗老化性、串联外空气间隙、多灭弧室、瞬时高速气流和高使用寿命。

粗粒土的破碎耗能计算及影响因素

粗粒土的颗粒破碎直接改变了土体本身结构,对粗粒土的剪胀和内摩擦角都会产生影响。在土体剪切过程中,体积应力和剪切应力在体积应变和剪切应变上做功,这部分能量在剪切过程中转化为颗粒的弹性储能、颗粒间的摩擦耗能、颗粒剪胀时对外做功和颗粒破碎耗能4部分。准确计算剪切过程中粗粒土破碎耗能的目的是:从能量角度分析颗粒破碎对土体本构关系的影响,为建立考虑颗粒破碎的粗粒土本构关系创造条件。通过分析粗粒土的常规三轴试验数据,计算得到了剪切过程中的粗粒土破碎耗能。计算结果表明,常规三轴试验条件下粗粒土破碎耗能主要受固结应力、土体摩擦系数M等因素的影响。

光电式环锭断纱在线检测系统

针对环锭纺纱生产过程中断纱难以及时发现的问题,依据光反射原理,开发出用于监测环锭纺细纱断纱的在线检测系统。系统由红外传感器、双运算放大器、单片机和LED指示灯组成。在EJM128K细纱机上试纺18.2 tex纯棉细纱,采用光电式环锭细纱断纱在线检测系统进行实时监测,并对纺纱各阶段各位置的钢丝圈信号波形采样。结果表明,系统成功将钢丝圈旋转信号转换成电信号,再经过单片机对信号进行统计处理,实现了断纱在线检测,报警提示故障锭位。

考虑颗粒破碎影响的粗粒土本构模型

颗粒破碎直接改变了粗粒土本身结构,对粗粒土的剪胀、内摩擦角、峰值强度、渗透系数都会产生影响。为了能够准确地描述粗粒土的应力-应变关系,特别是高应力条件下出现显著颗粒破碎时的应力-应变关系,亟待建立考虑颗粒破碎的粗粒土本构模型。根据三轴试验数据,建立考虑颗粒破碎耗能的应力-应变关系,采用相关联流动法则导出考虑颗粒破碎的粗粒土本构模型。所建立的本构模型考虑了颗粒破碎对粗粒土剪胀、内摩擦角的影响。通过变异粒子群优化算法确定模型参数,拟合试验曲线。模型计算结果与试验曲线拟合较好,能够很好地描述粗粒土在不同围压下的体积剪胀、剪缩和应力硬化、软化现象。

突然断线对输电塔线体系的冲击作用研究

突然断线使处于绷紧状态的输电线张力迅速释放,塔线体系将受到动力冲击作用,但设计规范仅按静态荷载来考虑断线荷载。以某输电线路为例,采用有限元方法建立塔线体系模型,进行断一根至六根子导线工况的模拟,并考虑跌落导线与地面的碰撞。分析发现,断子导线的根数越多,或者越接近断线点,直线塔绝缘子的摆动幅度越大,峰值轴力也越大。导线断线将产生两个极大的冲击作用,一个是导线断裂产生的冲击,另一个是跌落导线与地面碰撞产生的冲击。

高压力下界面抗剪强度的试验研究

在 DRS- 1型微机高压直残剪试验系统上进行了建筑砂、标准砂、粉砂和粘土与混凝土界面、金属光滑界面、金属粗糙界面的正交直接剪切试验 .研究结果表明 :在高压力作用下 ,由于颗粒破碎的原因 ,界面的剪切应力 -剪切位移曲线呈现出应变硬化特征 ,与低压力作用下土与不同结构界面的软化剪切特性存在明显差别 .试验数据的正交误差分析和直观分析揭示 ,界面的剪切峰值强度、残余强度与法向压力均呈现线性关系 ,峰值强度、残余强度受法向压力的影响最大 ,其次为土体性质 。

降低配电线路雷击断线和跳闸率的防护措施

配电网架空线路雷击跳闸率高,绝缘导线还存在雷击断线问题。针对此问题,模拟试验和计算研究了配电网冲击绝缘耐受水平,得出采用2种不同绝缘水平的绝缘横担时的雷击跳闸率;针对目前采用氧化锌避雷器铺设地网施工难度大及接地引下线易被盗问题,研究开发出10 kV线路雷击闪络保护器,试验研究了其动作特性。根据试验和仿真计算结果,提出的配电网线路防雷措施,可以防止雷击断线并降低线路雷击跳闸率80%以上。

潮流介数理论在输电网断线风险评估中的应用

将潮流介数理论应用于输电网断线风险评估。首先,定义了象征线路关键性的线路潮流介数和象征节点重要性的节点潮流介数;其次,结合传统故障后果严重度指标,建立了基于潮流介数的线路过载严重度指标和节点电压越限严重度指标;最后,将输电网断线故障的概率与基于潮流介数的严重度指标结合,得到了基于潮流介数的断线风险评估指标。仿真结果表明,该方法能科学、合理地评估输电网断线风险,为运行人员防控连锁故障提供有益的辅助信息,避免重大事故的发生。

输电线路悬式瓷绝缘子老化形式分析与试验研究

针对四川电网输电线路悬式瓷绝缘子断串事故频发的问题,抽样选取了一批运行3~25 a的瓷绝缘子试品,对其老化形式进行了调查分析,并分别通过工频击穿电压试验、冲击击穿试验、机电破坏负荷试验、X射线衍射试验和扫描电镜试验测试了其电气、机械、材料性能。结果表明,悬式瓷绝缘子的老化形式主要包括铁帽炸裂、钢脚腐蚀、瓷体裂纹、釉面蚀损、内部击穿等;运行瓷绝缘子的机电性能分散性较大,产品自身质量对其劣化程度具有显著影响,电气和机械性能劣化程度关联性较小;电瓷材料的显微结构直接影响瓷绝缘子的宏观机电性能,运行状况良好的瓷绝缘子与劣化瓷绝缘子的微观结构存在较大的差异。建议将X射线衍射试验和扫描电镜试验作为瓷绝缘子的采购验收试验之一,并定期对运行瓷绝缘子进行抽样检测,以确保输电线路安全运行。

胶辊砻谷机性能参数试验与优化

为了提高胶辊砻谷机的工艺性能,确定胶辊砻谷机的最佳工作参数,对胶辊砻谷机的工作参数与工艺效果进行了试验与优化。研究结果表明,在固定流量、快辊线速和线速差的情况下,当胶辊砻谷机辊压为7.0kg/cm时,脱壳率93.35%、产量146.41kg/cm.h、胶耗4.63g、破碎率4.66%等工艺参数都达到最优。同理,在固定其他工作参数不变的情况下,快辊线速为18.47m/s时,破碎率5.29%、产量142.16kg/cm.h和胶耗3.22g等工艺参数都取得最优;流量为172.31kg/cm.h时,产量148.36kg/cm.h、破碎率4.63%、胶耗3.62g等均取得最优;线速差为3.16m/s时,脱壳率90.83%、胶耗4.51g、破碎率4.41%等均达到最优值。研究结果可为胶辊砻谷机的设计提供重要依据。

冻结法成井井壁在深厚表土段附加应力研究

为研究深厚表土段井壁的破坏机理,提高井筒的使用寿命,指导已破坏井筒维修和为新设计井筒提供依据,采用数值模拟和理论计算相结合的方法,对淮北煤田深厚表土段井壁附加应力的产生原因及大小进行了探讨。结果表明:附加应力由井壁和裹携土体重量产生,与地下水埋藏深度、土的容重、地下水层数有关,地下水埋藏越深,产生的附加应力越大,在基岩表面处的附加应力为89.91 MPa,远远超过了混凝土井壁的抗压强度。为避免井筒破坏,应采用方法是:增加井壁强度、保持原有水压、设法减少锥体的重量、井壁在应力集中处采用伸缩装置。