基于单端分支系数的四端柔直环网线路保护方案

为提升直流线路保护在柔性直流环网中的速动性与可靠性,提出一种基于单端分支系数的保护方案。分析了不同故障位置下各换流阀提供的故障电流分量,并根据单端换流阀极线电流突变量构造分支系数,结果表明线路保护区内故障下的单端分支系数小于区外故障,利用该特征构造区内、外故障识别元件。在线路高阻接地致使主保护失效时,根据桥臂最大允许电流决定线路纵联后备保护的开放时限,以优化现有主、后备保护方案之间的时序配合方案,保障各种直流线路故障工况下,换流阀不间断运行。保护方案不依赖线路边界元件,算法简单,大量仿真结果表明,该方案有良好的耐受过渡电阻能力,能在换流阀闭锁前实现故障区域可靠识别。

面向环保接地施工的杆塔分支式外延接地网接地特性研究

低碳环保已成为国家的战略和政策导向,输电杆塔在降阻施工时,常采用敷设长距离外延接地极方式接地,造成资源浪费、环境破坏等问题。针对杆塔接地施工环境的复杂性与施工面积的有限性,文中提出输电线路杆塔分支式外延接地网散流降阻结构,实现了接地降阻施工的低碳环保。首先,仿真计算单根外延接地极的有效降阻长度;然后,研究了土壤电阻率、入地电流频率对单分支式和多分支式外延接地网降阻特性的影响规律;最后,分析了不平衡分支式外延接地网的散流特性。结果表明:相比于传统方框带射线型接地网,分支接地极结构比例为1/3的单分支式外延接地网具备更好的降阻特性,并且三分支式外延接地网的接地施工面积更小,不平衡分支式外延接地网有助于进一步降低主接地网的散流密度。

基于凝聚层次聚类的接地网定向支路减维腐蚀诊断优化方法

为了更有效地对接地网水平支路导体的腐蚀故障情况进行诊断,采用模型仿真方法对基于电网络理论的接地网腐蚀诊断方法进行分析,针对现有接地网腐蚀诊断模型存在的缺陷,提出了一种基于凝聚层次聚类的接地网定向支路减维腐蚀诊断优化方法。该方法通过分析恒定直流激励下接地网各支路电阻变化对于端口的灵敏度规律,利用支路端口灵敏度对接地网可及端口进行凝聚层次聚类,以选出最优端口测量组合;然后采用定向支路减维方法对各端口电阻方程进行支路筛选,将灵敏度低于判定阈值的导体支路划为未知支路,高于判定阈值的导体支路划为健康支路,以降低腐蚀诊断模型的病态程度和计算维度。在某模拟变电站接地网上对该方法进行了仿真验证,结果显示优化后的整体诊断相对误差仅为3.07%,远小于普通接地网腐蚀诊断的6.74%,证明该方法能显著提高接地网腐蚀诊断精度,可为接地网腐蚀诊断提供理论指导。

高地应力软岩隧道初支侵限诱因及控制措施研究

高地应力软弱围岩隧道施工易发生软岩大变形不良地质灾害,进一步引发掌子面失稳塌方、初支结构破坏、钢拱架弯折、初支结构侵限等不良现象,严重影响施工安全,阻碍工期。依托九绵高速白马隧道工程,结合工程特点,从围岩自身力学特性及高地应力软岩变形特征方面深入分析了白马隧道初支侵限机理,并针对此特点,提出了一套适用于软岩大变形初支结构侵限专项施工方案。研究结果表明,由于地下水的侵蚀,炭质千枚岩发生软化,岩体力学性质变差,自承能力降低,在高地应力持续作用下,围岩发生挤压大变形,进一步诱导初支侵限。变更支护方案后,6 m锚杆结合小导管注浆加固对围岩变形有一定控制作用,但6 m锚杆无法将松动区岩块锚固在稳定母体中,不能充分发挥锚杆悬吊能力,对围岩变形控制效果有限,无法满足现场围岩变形需求,建议采用8 m长锚杆。初支拆换过程中应实时监测围岩变化情况,明确围岩变化方向、速率、累计值等,并根据现场实时监测数据反馈施工,实时调整支护参数,确保施工质量。

基于投入并联小电阻的含多分支配电网单相接地故障行波测距方法

含多分支配电网拓扑结构复杂,传统算法常忽略分支,测距精度受到影响。为此,提出基于投入并联小电阻的含多分支配电网单相接地故障行波测距方法。首先,检测故障零模、线模波到达首端的时间差,投入消弧线圈处并联小电阻,利用并联小电阻产生的零模波到达首端的时刻,以及零模波到达故障点后折、反射产生的线模波到达首、末端的时刻,消除零模波波速影响。其次,定义故障判别系数,判断故障发生在主干线路或分支上,根据故障所在区段精确计算故障距离,并根据混合线路的特点对故障判别系数进行修正以适应混合线路。最后,在PSCAD仿真平台上对所述方法进行验证,结果表明所提方法可判断故障区段,精确定位故障点且耐受过渡电阻能力和抗同步误差能力强。

基于前后逐段逼近的含多分支配电网单相接地故障测距方法

随着配电网的发展,T接分支的大量接入使得配电网结构复杂,传统测距算法通常忽略分支,测距精度变低,研究含多分支配电网单相接地故障测距具有重要意义。为此,提出一种基于前后逐段逼近的含多分支配电网单相接地故障精确测距方法。首先,分析分布参数模型,根据零序电压、电流关系,提出故障区段判别系数,判别最小故障区段。其次,利用最小故障区段两端的零序电压、电流建立故障测距函数,采用梯度下降法求解精确故障点。最后,在PSCAD仿真平台上对所述方法进行验证。结果表明,所提方法可确定故障最小区段,精确计算出故障点,并具有较强的耐受过渡电阻能力,能较好适应高渗透率分布式电源的接入。

变电站直流系统接地故障原因及对策

变电站直流系统一般由直流母线、充电装置和蓄电池等部分组成,作为变电站内保护、测控装置、断路器控制电源等的重要负载电源,直流系统对变电站的安全稳定运行起着十分重要的作用。直流系统接地故障是变电站常见的故障类型,对变电站一次设备的可靠运行有严重危害。文章首先对变电站直流系统接地故障的类型与原因进行分析,介绍了几种变电站直流系统接地故障的判断方法,并提出了变电站直流系统接地故障的对策,旨在为变电站直流系统的稳定运行提供可靠的支持与保障。

雷达动目标显示对消器性能分析

基于动目标显示对消器模型,着重分析递归三次对消器前馈和反馈支路参数对动目标显示性能的影响;仿真对比不同对消器系数对凹口宽度、通带平坦度和改善因子等性能的影响;结合仿真实验进行验证。仿真结果表明递归三次对消器能够获得更优的通带平坦度,有利于提高待检测信号的信噪比。

An Integrated Tool for Power/Ground Network Design, Optimization,and Verification for Cell Based VLSIs

A CAD tool based on a group of efficient algorithms to verify,design,and optimize power/ground networks for standard cell model is presented.Nonlinear programming techniques,branch and bound algorithms and incomplete Cholesky decomposition conjugate gradient method (ICCG) are the three main parts of our work.Users can choose nonlinear programming method or branch and bound algorithm to satisfy their different requirements of precision and speed.The experimental results prove that the algorithms can run very fast with lower wiring resources consumption.As a result,the CAD tool based on these algorithms is able to cope with large-scale circuits.

灌丛化草原小叶锦鸡儿灌丛地上生物量测量方法研究

灌丛化草原已经成为干旱半干旱区的一种重要植被景观类型,在我国以内蒙古草原的小叶锦鸡儿灌丛化现象最为典型。为探索小叶锦鸡儿灌丛地上生物量的最佳测量方法,本研究在锡林郭勒盟镶黄旗和正镶白旗内选取了17个典型样地,对比了“标准枝”和“标准样方”两种直接测量方法获取的地上生物量精度。同时,采用real-time kinematic(RTK)获取到的高度、不规则冠幅面积等4种直接易测因子和衍生的3种复合因子,研究了在无损条件下间接测量地上生物量的可能性,构建了用于研究区小叶锦鸡儿灌丛地上生物量的估测模型。研究结果表明:1)运用“标准枝”法(R=0.95,P<0.01)预测的生物量要比运用“标准样方”法(R=0.84,P<0.01)预测的生物量更精确且对灌丛的损害性更小。2)在易测因子相关性分析中,单因子冠幅、不规则冠幅面积、不规则冠幅周长之间关系紧密,相关性系数均大于0.98(P<0.01),可用于小叶锦鸡儿地上生物量的预测;高度与其他单因子关系一般,相关性系数为0.67~0.72(P<0.05),但是基于高度因子衍生表征体积的冠幅与高度乘积因子、冠幅周长与高度乘积因子、体积因子能够提高预测精度。3)在单因子中冠幅(R=0.92,P<0.01)与生物量表现最好,复合因子中以不规则体积(R=0.92,P<0.01)相关性最高,研究分别以冠幅为自变量建立的线性函数和不规则体积为自变量建立的幂函数构建了小叶锦鸡儿地上生物量预测模型。本研究以期为基于“空-天-地”一体化手段实现大范围灌丛化草原地上生物量遥感估测提供科学参考。

一种带自充电支路的改进型混合直流断路器

直流断路器作为柔性直流电网的关键设备,对直流输配电网的安全、稳定运行有着重要的意义。针对带限流能力的直流断路器存在的造价偏高、故障清除速度慢等问题,提出了一种带自充电支路的改进型混合直流断路器(improved hybrid DC circuit breaker with self-charging branch,SCB-IHDCCB)拓扑,设置限流电感旁路和接地旁路,优化自充电支路路线,将泄能支路与自充电支路结合使用,在保证断路器性能的前提下,减少了支路数量,大大降低了晶闸管等元器件数量,从而大大降低其造价。对所提拓扑在单端系统中的工况进行了理论推导与分析,基于所提拓扑设计了500kV的单端直流系统,在PSCAD/EMTDC中建立模型进行了仿真验证,并与其他拓扑方案的性能、元器件数量进行比较。仿真结果表明,SCB-IHDCCB的性能和造价都得到较大优化,具有良好的经济性和应用前景。

雷击导致轨旁信号设备故障原因分析及对策

雷电对接触网线或接触网线支撑架闪击后,安装在附近的信号设备及敷设的信号电缆会出现损坏或击穿故障。为研究雷电过电压及工频过电压造成信号设备故障原因,对雷电流和工频电流在入地点产生的电位升进行计算,发现分散接地的接触网支柱接闪雷电流幅值超过10 kA时,入地点产生的地电位升远大于信号电缆的冲击耐受电压,还可以通过钢轨对地泄露阻抗传导至轨面,造成与钢轨连接的信号设备故障。对分散接地方式接触网支柱附近信号设备及信号电缆在外铠接地、增强绝缘敷设、浪涌保护器(SPD)设置优化、绝缘电阻测试等方面提出优化措施,给类似场景的雷害分析和故障处理提供建议。

一种基于行波的风电场集电线路单相接地故障测距方法

受到极端天气及恶劣自然环境影响,风电场集电线路极易发生单相接地故障,由于风电场多分支短T接因素的影响,无法通过保护的方式进行故障隔离。基于行波法故障测距的原理,讨论了一种基于行波的风电场集电线路单相接地故障测距的方法,通过建立零序电流矩阵,可以实现多分支结构的风电场单相接地故障区间判定,利用零序电流进行单相接地故障点的快速精确定位,解决风电场复杂拓扑结构的故障判定与识别,可大大缩短风电场集电线路故障处理的时间。

刀熔接地装置在低压电缆分支箱检修中的应用

为避免设备检修时突然有人误送电、设备本身产生的静电等意外事件伤害检修人员,须在电气设备检修实践中挂接地线.接地线是保护检修人员的一道安全屏障,是电力员工的生命线.从目前电力设备检修中事故发生的类型及危害来看,极有必要管控、以减少造成电力员工人身安全的重大事故风险,否则一旦发生安全事故,所造成的社会影响和伤害会更大,也将严重影响到整个电网改造工作的推进.在目前低压电缆分支箱检修实践中,刀熔接地装置的应用越来越普遍,应用效果比较理想.基于此,有必要分析探讨刀熔接地装置的作用及其具体应用,为设备检修过程中人员安全作业提供理论和实践参考.

煤矿采动区地面L型瓦斯抽采多分支井钻进关键技术研究

淮北矿区各煤矿采动区瓦斯威胁突出,为解决井下工作面采掘期间卸压瓦斯抽采难题,结合井下及常规地面瓦斯抽采技术,考虑到使井眼覆盖到更大抽采面积,以满足抽采需求,提出地面L型多分支井瓦斯抽采技术。针对地面L型瓦斯抽采多分支井成井质量影响抽采效果的问题,在许疃煤矿某工作面开展地面L型瓦斯抽采多分支井高效钻进技术研究。通过井位层位优化布设、井身结构及井眼轨迹优化设计、套管侧钻开窗技术、井眼轨迹精确控制技术、筛管悬挂完井技术等关键技术研究,形成地面L型瓦斯抽采多分支井成井技术,充分利用煤层采动卸压效应,提高回采工作面瓦斯抽采效率,有效解决井下采掘衔接紧张及瓦斯制约安全生产矛盾。

接地网腐蚀故障诊断的可测性研究

为研究接地网故障诊断的可测性,提出了一种利用接地网拓扑变换的分析方法。将接地网分解为若干以可及节点为边界的元版块,根据电路网络理论削去不可及节点后得到对应的元网络,对所有元网络进行网络综合得到只含可及节点的可及接地网,进一步约简得到可及节点间最多只含一条支路的本征接地网。根据支路电阻的唯一确定性,将支路分为明晰支路和不确定支路两类,给出其判别方法,确定了不确定转化为明晰的原则。根据叠加原理和互易定理,归纳出进行独立激励并获得不重复量测数据的原则,还给出了接地网故障诊断独立方程数目以及获得独立方程的方法。结合一个实例详细说明了所提出的方法并设置了两组代表性故障进行分析计算,结果验证了所提出方法的正确性,并表明接地网故障诊断的可测性是可以预计的,可测性研究对于优化测试方案和科学利用诊断结果具有指导意义。

负地闪先导-回击过程的光学观测和分析

为了解闪电先导传输的过程以及雷电灾害产生的机理,利用高速摄像观测自然闪电的资料,结合地面电场变化观测,分析了27次自然负地闪先导-回击发展过程的特征。结果表明：〉90%的负地闪首次回击前下行梯级先导具有明显的多级分叉现象,随其下行发展,接近地面时分叉逐渐增多,先导的发展速度为10^4～10^5m/s量级;约30%（8/27）的地闪具有多个接地点;约44%（12/27）的地闪具有多次回击,其中回击次数最大值为13,回击次数〉10的地闪有4次;多接地闪电中有62%（5/8）具有多次回击,但发生多次回击的接地点均只有1个,其余的接地点均只发生1次回击。

一次多分叉多接地的空中触发闪电过程

该文分析了2007年广州从化人工引雷试验中,6月30日一次空中触发负极性闪电的光学和电学观测资料,结果表明:此次空中触发闪电的上行正先导和下行负先导分别出现了多个分叉。上行正先导早于下行负先导4.93 ms始发,上行正先导初始阶段的二维平均速度为104m/s量级,后增加到105m/s量级。下行负先导经历了3次分叉后分为4个分支接地,其中有两个接地分支一直持续发光到闪电放电结束,观测到下行负先导的二维平均速度为1.69×105m/s。小回击之后上行正先导也出现了多个分支,高速摄像和宽带干涉仪对这些分支的观测结果基本一致。小回击之后,初始长连续电流过程的持续时间为178.6 ms。

生草和树枝覆盖对果园土壤持水性能的影响

针对黄土高原枣园普遍盛行传统清耕制,将生草及覆盖技术引入枣园生产中,于2011—2013年采用人工土槽模拟研究方法,探讨不同生草和覆盖措施对枣树地土壤持水性能的影响。结果表明:生草与枣树枝覆盖能有效改善土壤物理结构、提高土壤孔隙度、降低土壤容重;各处理土壤水分蓄持能力及比水容量均按枣树枝半覆盖+白三叶生草、枣树枝全覆盖、白三叶生草覆盖和清耕处理依次递减,处理间的差异在高吸力阶段更为明显;与清耕处理相比,生草与覆盖处理土壤饱和含水量、田间持水量、凋萎系数均有提高,枣树枝半覆盖+白三叶生草处理增加最为明显,分别增加9%、20%、33%。

一种线性的接地网故障诊断新方法

提出了一种采用参数识别法将接地网等效为电阻网络进行故障诊断的方法。根据接地网可及节点的分布位置将其约简为本征网络。采用建议量测方案,根据特勒根定理建立线形方程组直接求解本征网络的支路电阻,在此基础上通过逐层上溯的方法精确获取可以约简为该本征网络的接地网支路电阻信息,达到接地网故障诊断的目的。采用数值法对给定接地网在已知可及节点位置条件下各条支路诊断结果的可靠性分析,给出了接地网各支路诊断结果可靠性判断的通用方法。以一个中规模的36节点实验接地网验证了所提出方法的可行性。