基于光纤漏磁场测量的变压器磁平衡保护研究

针对变压器绕组变形、轻微匝间故障等早期故障,传统的保护方案一般难以进行有效的诊断,根据变压器绕组漏磁场变化可以灵敏地检测出绕组的早期故障,但缺乏适用于工程应用的绕组漏磁场分析的解析方法和在线测量方案。针对这些问题,该文计算了简化模型下的变压器绕组漏磁场分布,通过测量绕组上、下表面和中部的漏磁感应强度,提出故障分量磁平衡保护的整定方法和判别逻辑。最后,建立了Ansys的仿真模型和动模实验模型,验证了保护方案具有不受负荷变化及不受励磁涌流的影响,并且区内故障检测灵敏度高的优点。

直流换流站高通HP3型交流滤波器电抗器匝间故障监测及保护

直流换流站高通HP3型交流滤波器组中电抗器匝间短路故障事故多发,由于缺乏对此故障的快速监测及保护,导致其匝间短路持续存在3~9 min之久并起火燃烧。匝间短路后电抗器的等值电感会不断减小,由此引起了滤波器电路参数变化并进而引发了滤波器配置的热过负荷保护启动告警,长久故障也引发了次生的电抗器底部支撑绝缘子闪络接地致使滤波器差动保护动作出口跳闸。文中分析了3起典型故障案例,结合C型高通HP3型滤波器电路设计理念及运行特点,解释了有关保护启动及动作的原因。基于匝间短路会导致HP3电路中电阻器上的工频电压、电流会随着匝间短路的不断发展而剧烈增大的特性,提出了一种基于工频电压差动原理的故障监测及保护方法。

基于PMC控制的数控车削实训安全防护装置设计

数控车削实训可以提升学生的实践动手能力,激发学生的实践创新能力。由于数控车削实训涉及教学内容较多,且要求学生独立操作数控设备,具有一定的安全隐患。该文通过分析传统教学安全措施,并梳理数控车削常见安全隐患及其发生原因,结合数控车削实训实际情况,提出了基于可编程机床控制器(production material control, PMC)控制的数控车削实训安全防护装置。使用数控机床自带的PMC实时监控实训工量器具,设置一定的逻辑关系控制主轴的启动,以实现安全防护目的;通过“指纹授权+逻辑关系”协助实训指导教师进行管理,达到规范管理目的。实践证明:该安全防护装置能有效减少实训安全事故的发生,提升学生职业素养,降低实训指导教师的劳动强度。

市域铁路列车自动折返效率提升方法研究

市域铁路是适用于都市圈中心城市城区连接周边城镇组团的轨道交通系统,提供公交化、大运量、快速便捷的交通服务。为提高运输效率,市域铁路要求列控系统满足3 min追踪间隔,而站后折返间隔成为缩短追踪间隔、提高运输效率的最大障碍。应用于莞惠城际的CTCS2+ATO列控系统虽然具备半自动折返功能,但无法满足市域3 min的站后自动折返间隔要求。CTCS2+ATO列控系统应增加自动折返功能,以满足市域铁路需求。建议车载ATP实现快速换端、快速启机,减少换端过程耗时;建议车载ATO实现快速发车、快速运行、快速停车,减少运行过程耗时;建议CTC实现自动办理折入进路、自动办理折出进路,减少进路办理耗时;建议为不同编组列车设置不同的停车点,提升不同编组列车的折返效率;建议优化折返站的车站股道有效长和车站咽喉区长度,尽量减小折返进路长度,提升折返效率。通过以上改进措施,经过实验室验证,可以满足市域铁路的3 min折返间隔要求。

两起配电变压器短路故障分析

针对某35 kV小电阻接地供电系统发生的两起35 kV干式配电变压器短路故障进行分析,提出改进措施。阅读故障录波并结合故障变压器现场检查、试验,采用对称分量法及双端口网络理论对故障过程、保护动作进行分析,通过电磁暂态仿真软件(PSCAD/EMTDC)的仿真与故障变压器的解体检查得以验证。提出优化继电保护配置与整定,开展配电变压器状态检测等改进措施。

某型教练机日历首翻期调整

基于某型教练机首翻期飞行小时数与日历年限不匹配的情况,通过收集外场飞机的使用情况,评估日历寿命调整的可行性和预期调整目标,完成结构的腐蚀防护体系设计改进并开展加速腐蚀试验验证。通过不同状态模拟件试验结果的对比,得到日历首翻期调整结论,筛选出可供结构大修时选用效果更优的防护措施,提出外场飞机在日历首翻期调整期间的检查、修理与防护措施。

金属矿山假底下高强度采出矿技术实践与应用

小铁山矿是一座含Cu、Pb、Zn、Au、Ag等多种金属的大中型矿山,开采采用上向巷道式尾沙胶结充填采矿法。在采矿转段过程中,阶段底柱假底下最后一分层的矿石量占到分段矿量的30%以上,且属难采矿体。在采出矿工作中存在施工难度大、安全风险高、贫化、损失率大等问题。为解决该问题,根据小铁山多年生产经验及参照国内同类矿山,提出阶段底柱假底下小断面进路回采方案。实践证明此方法切实、可行,并取得良好的经济效益,对同类矿山也具有一定的借鉴意义.

基于粒子群算法适应度的变压器匝间短路保护方案

为了实现匝间短路的灵敏识别,根据匝间短路对变压器等效电路的影响,提出一种基于粒子群适应度的匝间短路保护方案。根据变压器有功损耗方程构建用于电阻参数辨识的适应度函数;采用粒子群算法展开辨识,得到寻优空间的最小适应度值;基于最小适应度值构造判据识别匝间短路。计及过渡电阻、测量噪声对保护有效性进行仿真验证的同时,分析影响保护灵敏度的因素,并与基于回路平衡方程、励磁电感的保护原理进行灵敏度对比,最后开展动模试验,得出结论:此方案用于匝间短路识别具有很高的灵敏度,并且可以避免参数计算误差的影响;识别效果不受负载影响,在一定大小过渡电阻影响下,灵敏度仍然较高;相比于上述其他两种保护,识别效果更优;动模试验验证了保护的实用性。

基于微分域电流过零点偏移特征的电抗器匝间保护新方法

以中性点不带小电抗的高压并联电抗器为研究对象,在分析电抗器空投励磁涌流特征的基础上,指出了并联电抗器不带中性点小电抗时涌流会更加严重,是引起匝间保护误动的主要原因。分析了并联电抗器空投饱和的机理,指出了电抗器绕组磁通饱和后微分域相电流过零点前后采样峰值间距会发生偏移,在此基础上提出一种基于微分域电流过零点偏移特征的电抗器匝间保护新方法。利用工频特征下相电流过零点前后峰值间距与微分域相电流过零点前后采样峰值间距的偏移程度,结合相电流线性区内各时刻电感的均方根值与额定电感之间的特征关系来识别电抗器空投饱和与匝间故障,若识别为电抗器空投饱和则闭锁匝间保护,若识别为匝间故障则经短延时开放匝间保护。仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。

大型电力变压器安全运行与主动保护技术探索

现有变压器内部故障防护方法仍有不足,大型电力变压器爆燃事故时有发生。针对变压器轻微缺陷发展为严重缺陷、最终发生电弧击穿的全过程,文中提出构建大型电力变压器安全运行三级防线:第一级为轻微缺陷的检测和预警,文中分析了各类缺陷检测方法的现状,并初步提出了基于多点温度的热缺陷辨识方法;第二级为严重放电缺陷阶段的主动保护,在发生贯穿性电弧故障之前动作跳闸,文中通过放电试验研究了严重放电缺陷的脉冲电流、特高频及声信号特征,提出了基于多参量的变压器主动保护方案和新型轻瓦斯保护方案;第三级针对电弧故障提升传统变压器保护技术的灵敏性和快速性,为此文中提出了估算变压器主磁链的铁芯饱和判别技术,构建了基于漏磁幅值及对称性差异的匝间故障高灵敏度保护方案。文中对变压器主动保护技术的探索和所提出的三级防线故障防护体系对于提升变压器安全运行水平具有重要意义。

基于二次谐波分量衰减特性的变压器励磁涌流识别方法

变压器空载合闸时将产生大的励磁涌流,受剩磁、合闸角、变压器参数等因素影响,涌流特性复杂,辨识困难。这一现象在包含变压器匝间短路场景下,体现尤为明显。目前尚缺少考虑匝间短路因素下励磁涌流特性的数学表征和辨识判据。本文笔者提出了一种基于二次谐波分量衰减特性的励磁涌流表征方法,采用基于变压器二次谐波分量与基波分量幅值比的涌流判定依据,可实现包含匝间短路等多场景下励磁涌流的快速辨识。

海上风电高抗匝间保护误动分析及对策建议

针对现场频发的海上风电输电海缆高压并联电抗器(以下简称“高抗”)匝间保护在常规分、合闸操作过程中的误动问题,开展了误动场景分析并提出相应对策建议。首先,对比不同厂家的匝间保护原理并解析不同操作场景下的误动过程。接着,总结出合闸时因铁心饱和产生零序源而被误判为内部故障及谐振期间电流幅值增大导致测量阻抗减小是保护误动的原因。然后,通过仿真复现了现场操作场景下的录波波形,验证了理论分析的正确性。最后,提出增加零序涌流谐波闭锁判据、增加谐振频率识别判据、操作时高抗侧开关先合后分等防误动措施。

车刀TPU保护套的正逆向混合设计与增材制造

正逆向混合设计、增材制造技术分别是开发、制造产品原型的快捷方式。以PROXXON精密车床用1HSS/Co5型车刀保护套为设计对象,采用热塑性聚氨酯(TPU)柔性材料,通过逆向设计到正向设计再到增材制造的产品开发流程,设计并制造出既贴合车刀曲面外形、又具有良好缓冲防护性能的车刀TPU保护套。结果表明,经点云处理后,车刀扫描点的数量减少了58%,达到了明显精简的效果;经面片处理后,车刀三角面片的数量减少了45%,达到了明显光顺的效果;车刀逆向重构模型的误差范围为±0.2 mm,相对于实物原型的拟合度较高;碰撞仿真分析结果显示,安装有保护套的车刀比没有安装保护套的车刀的最大应力值下降了98.46%,说明车刀TPU保护套具有良好的缓冲防护性能。基于正逆向混合设计与增材制造技术的车刀TPU保护套有效保护了车刀的刀头结构,降低了储存、搬运和取用的过程中车刀损坏的风险,同时避免了车刀对操作人员的碰触伤害,为同类定制保护套的快速开发提供参考。

一起220kV变压器重瓦斯动作故障分析

针对某220kV变压器在下级输出线路相间短路故障切除后重瓦斯保护动作的问题,通过诊断性试验及返厂解体,判断半截油道垫块引起线圈局部绝缘薄弱,匝间短路最终造成重瓦斯保护动作。

仪表飞行程序定高转弯保护区分析

定高转弯作为仪表飞行中最为常见的飞行方式,普遍运用于日常飞行。本文以飞行程序设计规范为依据,分析了定高转弯保护区的标准画法,并以D类航空器在某机场定高转弯为例,对比分析了提升爬升梯度至7%以及10%的保护区范围与标准保护区范围的差异,阐述提升爬升梯度后引起的保护区范围扩大带来的潜在影响,并以此提出定高转弯保护区的优化建议。

可周转可拆卸爬架内侧临边防护技术研究

随着行业内对结构施工安全的要求和标准越来越高,爬架的施工安全管控更加成为施工过程中的重点任务,一种可周转可拆卸爬架内侧临边防护技术有效解决了走道板位于层间临空位置时存在临边防护不到位问题,防护效果显著。本研究以新塘东洲项目A地块为例,此工程中爬架内侧临边防护是安全文明施工中的重点。项目针对以上内容进行了相关的科技研发与创新。本研究对可周转可拆卸爬架内侧临边防护及临边防护缺失危害进行分析,旨在增强防护效果、降低安全隐患、保障施工人员人身安全,为今后同类工程提供可靠的技术支持。

基于相序差动电流特征差异的换流变压器匝间保护优化研究

针对实际特高压换流变压器匝间短路故障时的二次谐波制动判据持续闭锁导致差动保护动作速度较慢的问题,该文详细分析特高压换流变匝间短路故障时的保护动作行为,通过理论分析换流变压器三相的相序差动电流变化量,发现匝间短路故障时具有故障相的相序差动电流变化量幅值为非故障相的两倍且相位差为180°的特定关系,在此基础上,提出相序差动电流开放判据。此外,为防止特殊涌流工况时开放判据误闭锁,增设基于涌流间断偏移特征的识别开放判据,并进一步构造整套基于相序差动电流特征差异的换流变压器匝间保护优化方案。通过现场录波及实时数字仿真(real time digital simulation system,RTDS)仿真验证,提出的保护方法在匝间短路故障且二次谐波制动判据误闭锁时具有高快速性,对于暴露问题的实际故障,保护动作时间由56ms缩短为20ms。同时,保护在各类涌流工况时可靠不误动。该保护算法具有计算量小,对数据采样率要求不高的特点。

基于时域平移的高压并联电抗器匝间保护工程应用分析

匝间保护是高压并联电抗器的主保护,对电力系统的稳定运行具有重要意义。传统基于零序分量原理的匝间保护在现场应用中出现多次误动,因此本文在分析高压并联电抗器结构及电气特征的基础上,梳理传统匝间保护误动的原因,提出一种由铁心饱和判据和时域平移故障判据构成的高压并联电抗器匝间保护新方法。实验及运行结果表明,无论高压并联电抗器铁心是否饱和,该方法既能保证其无故障空投时可靠不动作,又能在其发生匝间短路故障时快速、可靠动作,从而解决了传统匝间保护因铁心饱和而误动的问题。

抽能型高压并联电抗器磁路等效模型及匝间保护方法

抽能型高压并联电抗器(简称“抽能高抗”)是一种既可以为长距离线路提供无功补偿又可以为开关站提供站内用电的新型并联电抗器。铁心上布置的若干气隙在使抽能高抗获得良好线性伏安特性的同时导致了主电抗绕组与抽能绕组间的弱磁耦合。针对抽能高抗这种特殊结构,采用空心变压器模型只能满足抽能高抗端口特性的要求,难以表达抽能高抗实体结构中具体的电磁耦合关系,该文在分析其电磁耦合特性的基础上,提出基于磁路分解的抽能高抗等效建模方法,通过构建抽能高抗的三段磁路等效模型来模拟抽能高抗在额定运行工况及区外故障发生时的电气特性。在所提模型的基础上,针对抽能绕组匝间故障保护灵敏度不足的问题,进一步研究并提出了基于零序电流比值及相位差异的抽能绕组匝间保护新方法,该方法无需引入电压量且无需整定,能够有效识别主电抗绕组和抽能绕组匝间故障并具有较高的灵敏度。最后通过动模试验和仿真试验对比,验证了所提抽能高抗等效模型的准确性及匝间保护方法的有效性。

基于小跨距铜扁线线圈制造工艺研究

以TYT400-4飞轮储能电机为例,针对小跨距铜扁线线圈的制造展开工艺研究。文中针对该定子线圈的宽厚接近(线规尺寸2.7×2.8mm),绕梭、涨型极易扭曲翻转造成线圈翻趴,同时定子槽型半闭口槽、嵌线设计槽满率高等,模拟涨型机设备原理设计了涨型装置,针对线圈翻趴、反弹、一致性、绝缘保护等工艺难点提出了有效的解决方法,具有较高的工程使用价值。