高温气冷堆热态功能试验中一回路加热动态特性研究

高温气冷堆反应堆压力容器堆内构件由石墨和碳化硼烧结陶瓷材料组成,热态功能试验过程中需对一回路堆内构件进行加热除湿。针对高温气冷堆一回路热试系统特点,采用COMSOL Multiphysics 5.4计算软件构建了压力容器、蒸汽发生器和主氦风机三维数值模型,并通过示范工程加热试验值验证了模型的可靠性,并获得了一回路加热过程中温度场动态特性。为了解决高温气冷堆示范工程一回路首次加热效率低的问题,提出了将辅助蒸汽通入到蒸汽发生器,并动态调整辅助蒸汽运行参数来加热一回路氦气的方法,结果表明:相较于主氦风机单独加热方式,外加辅助蒸汽热源可节省加热时间约31.3 h,同时可将堆芯最终平衡温度由250℃提高至265℃;在满足运行准则的前提下,更有利于碳砖和石墨堆内构件的除湿。该研究结果为高温气冷堆一回路热试提供了有力支持。

模拟换流阀长期运行工况的高压大功率晶闸管电热联合老化系统研制

近年来国内多个直流换流站发生严重事故,经调查发现事故起因多为长时间运行的换流阀晶闸管发生不同程度的老化甚至绝缘能力丧失。掌握晶闸管参数退化规律是开展晶闸管运维监测、预防此类事故继续发生的基础。因此为了深入了解换流阀晶闸管老化过程中特性参数退化规律与老化机理,首先需要搭建试验所需的模拟换流阀运行过程的晶闸管老化试验装置。文中首先分析了换流阀晶闸管的实际运行工况,并基于此设计了晶闸管电热联合老化主电路,接着对电路中涉及到的控制单元,包括绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的驱动电路与晶闸管的触发电路进行设计与搭建,并基于晶闸管的实际运行工况设计了晶闸管结温控制系统。为了获得晶闸管老化过程中特性参数的退化规律,设计了晶闸管漏电流在线监测系统与反向恢复离线测量系统。经过检验,各个模块以及主电路均能够保持长期稳定运行,为换流阀晶闸管的老化试验打下了良好基础。

高压交流断路器标准的主要差异分析

本文主要对GB/T 1984—2014与IEC 62271-100:2021的差异进行分析,主要针对文本差异和基本技术参量差异两个方面,其中文本差异主要分析了适用范围和规范性引用文件、使用条件以及术语和定义;基本技术参量差异主要分析了额定绝缘水平、温升限值、TRV参数以及试验参量的容差。通过以上几个方面的分析,加深对标准理解和规范检测认证。

一种芯片的参数温度变化率批量测试方法

阐述一种芯片的参数温度变化率批量自动化测试方法,解决芯片ATE测试中对超低温度变化率(5ppm/℃以下)的芯片参数进行批量化、自动化测试的问题,测试完成后提供与芯片同步测试数据。

DC-DC转换器高低温测试方案研究

高低温测试是DC-DC转换器筛选过程中的重要环节之一,直接关系到对电路的判定。以传统DC-DC转换器测试方案来进行高低温测试,壳温变化较大,影响测试的稳定性。针对传统测试方案存在的问题,提出了一种基于ATE、热流罩的高低温测试方案,介绍了物理结构设计、选材侧重点和板卡布局等要点。通过对方案优化前后的测试效果进行对比,展现新方案测试能力的提升,可以为DC-DC转换器的测试筛选和应用验证方案设计提供参考。

基于高密度潜油电机温升优化及试验分析

针对高密度潜油电机的冷却方式、运行环境及散热原理,热量等效热路法分析了电机不同部位损耗分布情况,通过给出电机各主要部件换热系数、导热系数的计算方法,理论分析了电机不同部位的温度变化规律。基于有限元仿真,深入的分析了电机固定损耗-铁耗,并由影响铁耗大小的各部磁密,提出了试验样机可以进一步优化磁路设计的依据及方案。分析了国标GB/T16750—2015中温升试验电阻法试验过程及原理,并依照此方法试验了一台高密度YQY114-80HP潜油电机。并提出了在断电后温升增加现象时,国标中外推法的不足之处,并提出了改进方法。

电学法热阻测试切换误差评估方法研究

半导体器件电学法热阻测试过程中,电流切换带来的误差是影响测试准确性的重要原因,且该误差目前尚无有效方法评估。在对误差原理分析基础上,设计了“双芯片”测试回路结构避免电流切换,得到不含切换误差的结温参考量值,实现了对仪器测试结果的有效评估。结果显示,该方法能够对热阻测试仪切换过程误差进行定量评估,在热阻测试仪计量方面具有较好的实际意义。

脉冲压缩技术在高温锻件电磁超声检测中的应用

针对脉冲压缩技术应用于电磁超声检测时,检测系统频谱特性与调制信号带宽不匹配,导致脉冲压缩效果下降的问题,建立了电磁超声检测过程的场路耦合分析有限元模型,比较线性调频(LFM),Barker,LFM+Barker和调幅线性调频(AMLFM)+Barker共4种调制信号对脉冲压缩效果的影响。以高温锻件平底孔缺陷螺旋线圈电磁超声检测为例,对比和验证了同时宽的4种调制信号脉冲压缩技术的应用效果。研究结果表明:采用Barker信号激励时,获得的脉压信号主瓣信噪比最高,但由于时频积较小,空间分辨率差;采用LFM信号激励时,高温锻件中高频成分超声波衰减愈加严重,造成主瓣信噪比下降和波包宽度变大等问题;采用AMLFM+Barker激励时,由于子函数加窗导致主瓣宽度有所增加;基于LFM+Barker复合调制信号的脉冲压缩技术兼具高主瓣信噪比和高空间分辨率的优点。该研究可以为高温环境下铸锻件超声检测提供解决方法。

静态真空液氮管道运用于芯片低温测试领域的改进方案分析

阐述通过对静态真空液氮管道系统的改进,避免管道夹层漏放气速率增加导致表面结露、结冰后产生的凝结水滴落,造成低温测试机器损坏的风险,解决排气不通畅造成低温不稳定的问题,对芯片低温测试领域液氮输送系统提供有效方案。

单芯电缆热时间常数的理论计算与试验研究

由于电缆热容的存在,当施加阶跃电流时,电缆温度随时间逐渐变化,经一段时间后达到热稳态,导体温度变化的速度一般用热时间常数来反映。为此,以单芯电缆为研究对象,介绍了电缆热时间常数;建立了电缆本体及周围介质的暂态热路模型并进行简化等效;计算了空气敷设和直埋敷设单芯电缆的热时间常数;并在试验现场进行了阶跃电流下的单芯电缆温升试验,通过对实测导体温度暂态过程的曲线拟合求得了电缆实际的热时间常数,验证了理论计算的正确性。电缆的热时间常数可用于估算阶跃电流作用下的导体暂态温度响应、以及到达最高允许温度所需要的升温时间,为电缆的运行状态监测及故障预警提供理论支持。

外皮温度监测的单芯电缆暂态温度计算与试验

导体温度是反映电缆运行状态的关键因素,因而有必要实现对它的监控。实际中对运行电缆导体温度的直接测量难以实现,工程中常采用计算的方式来获取,而复杂多变的电缆外部因素使得对导体温度的精确计算也非常困难。为此,在电缆外皮温度监测的基础上,建立了单芯电缆暂态热路的数学模型;分别推导出只考虑电流变化和只考虑表皮温度变化两种情况下的暂态温升递推公式,进而推导出单芯电缆暂态温度的完整叠加公式;并采用经典4阶Runge-Kutta法求解微分方程组计算电缆本体温度。同时编制了电缆暂态计算软件,可根据电缆外皮温度的监测,计算电缆导体和金属护套暂态温度。为验证暂态模型和软件编制的正确性,在试验现场进行了单芯电缆暂态温升试验,并将计算结果与试验测得的温度数据进行了对比验证。结果表明,基于电缆外皮温度监测的单芯电缆暂态温度计算具有较高的精度,可用于单芯电缆实际运行中的温度控制、电缆状态监测及其故障预警等方面。

以箱壁温度为判据的油浸式变压器绕组热点温度计算模型及试验分析

电力变压器的热点温度是影响其绝缘寿命非常重要的因素,准确估计电力变压器热点温度,有助于提高电力变压器的经济与安全运行水平。为此,提出了一种估计变压器绕组热点温度的改进方法。该方法依据变压器热路模型,采用变压器油箱壁温度来估计绕组热点温度。为了验证该方法的准确性,在实验室的试验变压器上进行了负载试验,得到不同负载下的变压器绕组热点温度和油箱壁温度的实测值,并将热点温度的实测结果与该方法计算值以及IEEE负载导则公式的计算值进行了比较。分析结果表明,改进方法具有较小的热点温度估计误差,证明了改进方法估计变压器热点温度的有效性。

油浸式配电变压器分布式热路模型

变压器运行时的热点温度与其绝缘寿命息息相关,是变压器负载最关键的限制因素。为此以配电变压器的散热结构为基础,将变压器油看作绕组的外界环境重点关注绕组层间的散热过程,从而建立了油浸式配电变压器的分布式热路模型。通过该模型可计算出热点温度,获取热点位置。并以100、315和400kVA柱式变压器的相关参数为依据,对所建模型的准确性进行了校验。在额定运行条件下,模型计算结果与变压器温升试验报告中实测的绕组平均温升间的偏差在5%以内,验证了模型的准确性。负载导则法计算出的热点温度略高于模型计算值,而负载导则法留有一定裕度,因此对比结果进一步验证了模型的有效性。模型计算结果表明靠近铁芯与靠近油流的绕组温度较低,中间层绕组温度较高;额定运行条件下不同层绕组的最大温差可达10℃以上。

分布式光纤传感在大型变压器温度和绕组变形监测中的应用研究

为实现对变压器绕组全长温度、应变信息的分布式监测,对一台110kV变压器进行了改造,在其低压绕组和中压绕组上布置传感光纤,探究诸如外部布带包裹式、外部纸包裹式等多种适用于不同类型绕组的光纤布置方式在变压器内部应用的可能,其应用范围可拓展至新生产的智能变压器和返厂变压器的智能化改造。还探究变压器内部传感光纤的引出方式及布线方法,改造完成的变压器经例行试验和型式试验验证符合出厂标准。使用BOTDR、BOTDA、ROTDR等多种分布式光纤传感手段实现对温升试验过程中绕组温度实时监测以及短路试验前后绕组变形情况监测,探究基于分布式光纤传感技术的变压器状态监测数据处理方法,获得变压器在运行过程中的绕组温度场分布以及短路冲击后的应变场分布。

基于热网络法的高压开关设备热特性分析

引入热网络技术,建立了某型号瓷柱式高压断路器主回路的仿真模型。温升试验表明,实验结果与仿真结果之差的最大值误差为7.9%,该仿真方法的准确度在工程许可范围之内。基于此仿真模型,利用3种改善措施,观察其对断路器温升的影响程度。研究结果表明,应用热网络方法可以方便快捷地修改任意参数,了解其对电力设备热特性的影响,为产品设计提供参考。

特高压交流输电系统中110kV并联电抗器试验及匝间短路保护问题辨析

特高压交流输电系统中110kV干式空心并联电抗器在试验、工艺及匝间短路保护等相关方面存在诸多问题。通过与变压器等产品进行横向比较,指出存在的问题主要是由于干式空心并联电抗器特殊的产品结构所引起。为完善并规范干式空心并联电抗器试验项目,解决特高压交流输电系统中面临的实际问题,以电抗器产品技术协议和相关标准为主要依据,结合工厂惯例,借鉴已有研究结论,对存在的问题逐一进行辨析,指出:110kV干式并联电抗器例行试验体系缺乏完整性,建议在产品例行试验中增加并完善小电流分布测试方法及判据要求,规定导线允许电流密度作为绕组工艺分散性控制指标;雷电全波冲击试验作为例行试验代替绕组匝间耐压试验,采用3次负极性(不采用正极性)全波电压进行绕组内(匝)绝缘耐压试验考核,理论上可不要求进行截波冲击试验;绕组局部放电试验不适用,但应在现行工艺条件下(如不采用整体真空压力浸渍工艺),适当控制电抗器绕组表面爬电距离,按无局部放电进行外绝缘设计;借鉴发电机定子绕组匝间短路的横向差动电流保护原理可提高电抗器绕组匝间短路故障检测灵敏度。

一起特高压交流变电站高压并联电抗绕组温度异常分析与处理

本文中作者介绍了一起特高压交流变电站高压并联电抗器绕组温度异常事件,分析了出现该异常可能的原因,结合试验结果确定了故障原因,并给出了解决方案。

延时电路在高温湿气环境中的腐蚀行为与机理研究

目的提高延时电路的贮存环境适应性。方法在80℃、90%RH的湿热条件下,开展延时电路实验室加速老化试验,分别在老化0、97、133 d时取样,检测电性能,分析电路外表面腐蚀损伤特征,测试内部缺陷和多余物,检查腔体密封性,定位失效部位,观测内部芯片腐蚀损伤特征,检测腐蚀产物,分析高温湿气对延时电路外引线-玻璃界面密封性失效与可伐合金基体腐蚀的作用机制。结果湿热老化133 d时,延时电路输出端3无输出波形。随湿热老化时间的延长,外引线-玻璃界面缝隙腐蚀程度逐渐加深,氦漏率单调上升,壳体密封性逐渐降低乃至失效。外界湿气进入延时电路内部,整个老化周期内部芯片无缺陷,但133 d时电路内腔出现多余物,位于第14外引脚引线柱边缘处,也是导通测试定位的失效点。该引线柱的可伐合金基体与其上的镀金层在高温湿气的作用下,由于电位差形成腐蚀电池,可伐合金作为阴极与湿气和氧发生电化学腐蚀,生成腐蚀产物并覆盖于镀金表面,导致第14外引脚与其上的金键合丝之间开路,延时电路失效。结论降低延时电路贮存环境湿度,同时改进生产工艺,在金属-玻璃封接界面形成一层厚度适当的致密氧化膜过渡层,可延缓湿气进入电路内部。增大可伐合金基体镀金层或镀镍层厚度,可减小基体发生电化学腐蚀几率,提高延时电路贮存环境适应性。

电力电缆暂态导体温度计算及过负荷能力预测

为解决无法直接测量导体温度的问题,在电缆内置光纤温度监测的基础上,建立了单芯电缆暂态热路模型,同时编制了由光纤温度推算导体温度的计算程序,并根据实时负荷和光纤的温度计算导体温度。在实验室对单芯电力电缆进行了恒定负荷和周期负荷的暂态温升试验,结果表明,基于实时负荷电流和电缆光纤温度推算电缆导体温度具有较高的精度,同时,基于光纤温度和实时负荷对电缆进行过负荷能力预测,可满足工程需要。

半导体吸收式光纤温度检测系统硬件电路

利用光纤温度传感器的工作原理,通过对透射光强信号的检测,提出了一种用于电力系统的光电检测法,并重点设计了用半导体吸收式光纤传感器检测电力系统热点温度的硬件电路。根据电力系统的特点及精度要求,阐述和分析了检测系统的原理、组成及性能。理论和实验表明:该系统精度高、抗干扰能力强、测量范围宽、实时性强,精确度和实时性均可满足实际要求。该系统稍加改进对其他强电磁干扰以及易燃易爆场合、狭小空间等特殊工况下的温度检测也有一定的实用性。