电力变压器用天然酯绝缘油中特征气体溶解特性

为了探索适用于天然酯绝缘油的油中溶解气体分析方法(DGA),需要研究特征气体在天然酯绝缘油中的溶解特性。以FR3~?绝缘油、精炼大豆绝缘油和甲酯化菜籽绝缘油等天然酯绝缘油为研究对象,以25号矿物绝缘油为参照,测定了温度为30~70℃时H_2、CO、CO_2、CH_4、C_2H_4、C_2H_6、C_2H_2等7种故障诊断特征气体在4种绝缘油中的Ostwald平衡常数(K)。通过对K和温度(θ)的拟合,得到7种特征气体在4种绝缘油中的28组K-θ模型方程,该方程可以推算其他温度下任意特征气体在绝缘油中的K。通过各特征气体在同一种绝缘油中K-θ变化曲线对比发现:4种绝缘油中烃类气体的溶解度大小顺序为:K(C_2H_6)>K(C_2H_4)≈K(C_2H_2)>K(CH_4);非烃类气体溶解度大小顺序为:K(CO_2)>K(CO)>K(H_2)。

聚酯纤维用于低频降噪的研究

针对变电站低频噪声难治理的问题,选用聚酯纤维,采用阻抗管研究其低频吸声性能,考察容重、材料厚度、背后空腔厚度对其低频吸声性能的影响,并将聚酯纤维与亥姆霍兹共振器组成复合结构,结果表明:聚酯纤维的容重对于吸声性能存在一个最佳范围;增加材料厚度和背后空腔厚度均能提高聚酯纤维的低频吸声系数,但是在100 Hz处的吸声系数仍然偏低;聚酯纤维与亥姆霍兹共振器复合结构在100 Hz处的吸声系数达到0.9以上,同时其平均吸声系数也处于较高水平。

输电线路无源干扰分析时导线建模方法研究

输电线路对邻近无线电台站的无源干扰可能影响无线电台站信号的有效接收和发射,因此准确计算在外界电磁波入射情况下包括架空导线和杆塔在内的输电线路的电磁散射是确定两者合理避让间距的基础。对于雷达台站而言,由于雷达的工作方式等影响,架空导线是影响雷达探测的主要因素。针对一般情况下应用矩量法开展无源干扰计算时,将架空导线全部假设为圆柱导体,分别就建模方法为线模型、三角形面模型的架空导线空间电磁场的方法进行了阐述,并且与实际绞线形式架空导线的计算结果进行了对比,获得了建模方法不同的导线在雷达不同工作频率和空间不同位置处的电场强度,分析了应用线模型和三角形面模型等面模型以及实际绞线模型对导线建模的适用范围。从而为获得雷达与无线电台站的避让距离提供了建模基础。

基于时域有限差分的传输线串扰方法研究

针对串扰这一高频电子电路多发现象,从时域有限差分法这一有效的电磁学计算工具出发,给出了π型Leapfrog中心差分格式的理论推导.利用时域有限差分法计算出三芯线在集总参数模型、分布参数模型以及外施场激励条件下的“场-线耦合”模型三者的串扰值理论值,并与三维电磁场软件CST Studio Suite的仿真结果进行对比,验证了此方法的准确性与可靠性.

铜包铝复合材料用于特高压携带型短路接地线的轻型化方案研究

针对现有携带型短路接地线(简称接地线)在特高压线路上挂接时存在质量重、不便于携带安装的问题,该文提出使用铜包铝复合材料用作特高压接地线导体的轻型化方案。对铜及铜包铝材料在短时间下的熔断电流进行理论计算及试验,并对典型1000 kV同塔双回线路接地线短路电热耦合暂态过程进行仿真分析。研究结果表明:当导线截面大于4 mm2、熔断时间小于1.5 s时,接地线导体材料熔断电流试验值与理论计算值基本一致。采用CCA-10铜包铝接地线相比铜接地线截面积增大71.1%,但质量减轻36.2%。对于1000 kV同塔双回线路单回停电检修的情况,可选择50 mm2的铜接地线或95 mm2的CCA-10铜包铝接地线,且铜包铝接地线安全裕度更大。

带电断接35kV空载线路时的暂态过程研究

在高压实验室采用不同速率搭接电容器研究搭接速度对搭接过程的影响,测量其稳态和暂态过程,分析了带电断接35kV空载线路的工艺要求。

GIS隔离开关操作过程中管壳空间暂态电磁辐射计算

随着电力系统的不断发展,越来越多的电子设备引入到变电站中,而气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)中的隔离开关操作往往作会造成空间暂态电磁辐射,分析隔离开关操作过程中GIS管壳周围空间电磁场分布对安装在管壳周围的电子设备的电磁兼容设计有着非常重要的参考意义。建立了GIS管壳的电路和电磁辐射模型,计算得到了GIS隔离开关操作过程中管壳接地电流引起的空间暂态电磁场。结果表明:管壳周围电磁场时域波形跟随管壳电流变化;管壳附近的空间电磁场随着与管壳之间距离增加而剧烈衰减,在离管壳较远的位置,电场呈线性衰减,磁场呈指数衰减;随着接地点个数增加,暂态对地过电压的幅值显著降低,且离套管位置较远处电磁场幅值有所减小。对GIS管壳附近的空间电磁场进行了测量,计算结果与现场实测数据基本相符。

特高压交流同塔双回输电线路可听噪声长期测试数据分析

为获取实际运行的特高压交流同塔双回输电线路可听噪声水平及其特性,并对BPA公式修正方法进行评估,通过在1 000 kV淮南—上海特高压同塔双回输电线路沿线的安徽芜湖建立一处电磁环境长期观测站,对可听噪声开展了10个月的长期测试,获取了不同天气下的可听噪声典型频谱,并对雨天可听噪声测试数据进行了统计分析。研究表明:芜湖观测站3个测点测得的雨天可听噪声基本符合正态分布,边相导线投影外20 m可听噪声A声级与其8 k Hz分量的相关性较好。边相导线投影外10、20 m处的雨天可听噪声实测L50值分别为49.83、49.58 d B,与BPA公式计算值减2 d B修正后的预测结果较相符。

500kV线路绝缘斗臂车带电作业安全距离试验

为了给500 k V带电作业用绝缘斗臂车的安全使用提供技术依据,通过试验研究确定了绝缘斗臂车带电作业的安全距离。首先结合实际线路和车辆,针对使用绝缘斗臂车在500 k V单回线路直线塔进行带电作业时的各典型工作位置的安全距离进行了1:1模拟工况的操作冲击放电试验研究。结果表明,作为大型导电悬浮体的工作斗降低了组合间隙的击穿电压约15%。依据试验结果,通过危险率计算分析确定了海拔1 000 m地区500 k V绝缘斗臂车带电作业的中相最小安全距离和组合间隙分别为3.8 m和4.7 m,边相最小安全距离和组合间隙分别为3.2 m和3.8 m。考虑到工作斗的长度和导线距塔身的间隙,当工作斗的位于导线和塔身的间隙之中时,安全距离和组合间隙难以满足要求。因此当使用绝缘斗臂车在500 k V直线杆塔上开展带电作业时,工作斗不应进入边相导线和杆塔之间以及中相塔窗。

基于分段电弧模型的多次重燃弧VFTO计算与分析

精确的隔离开关电弧模型对变电站特快速暂态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)的仿真有着关键性的作用。文中对开关电弧的电阻模型进行了优化,建立了电弧的分段模型。同时,笔者从间隙击穿,高频电弧熄弧对电弧重击穿的影响等方面进行了讨论,并以此为判据,建立了可以反映VFTO多次重燃过程的计算流程。根据实际测试线路,在ATP仿真软件中搭建了仿真电路并进行了暂态仿真。仿真结果表明,相对于单次燃弧的传统电弧模型,基于分段电阻的多次重燃弧模型可以更好地模拟实际开关特性。在此基础之上,文中对重燃弧过程中各个关键位置的VFTO波形以及流过隔离开关的电流波形进行了计算与分析。

GIS变电站开关操作过程中架空线产生的暂态电磁场计算

随着电力系统的快速发展,气体绝缘变电站(GIS)广泛应用于高压电力系统中。GIS变电站中的开关操作会产生强烈的瞬态空间电磁场,进而威胁到变电站中电子设备的电磁兼容性(EMC)。文中计算了GIS变电站中架空线路在开关过程中产生的空间电磁场。利用数值拟合法得到了开关操作过程中的快速暂态过电流,采用时域有限差分法(FDTD)计算了架空线路产生的暂态空间电磁场,未对接地管壳和绝缘套管等电力设备建模;分析了空间暂态电磁场随距离、时间、频率变化的情况,计算结果可为GIS变电站的电磁兼容设计提供参考。

不同电压等级下架空导线对雷达的无源干扰

输电线路对邻近无线电台站的无源干扰可能影响无线电台站信号的有效接收和发射,因此准确计算在外界电磁波入射情况下输电线路的电磁散射是确定两者合理避让间距的基础。其中对于雷达台站而言,由于雷达的工作方式等影响,架空导线是影响雷达探测的主要因素。高压架空输电线等设施作为障碍物,如果距离雷达站过近,会破坏雷达阵地反射面的要求,使雷达波瓣变形,进而影响探测性能;还会对雷达造成一定的遮蔽角或电磁波减弱,从而使雷达遗漏目标或探测距离降低。由于在不同电压等级下,输电线路的分裂系数、杆塔类型决定的线路高度及排列方式都会发生改变。针对一般情况下应用多级子算法开展架空导线的等效半径、高度和水平排列对雷达的无源干扰计算,得出了三条结论:当计算频率低于450 MHz时,可以用等效半径模拟分裂导线计算,高于这一频点情况下必须建立分裂导线模型;在误差允许的范围内,导线高度对电场强度遮蔽损耗的影响较小;同时导线水平排列不存在前后导线的遮蔽现象。从而对研究输电线路对无源干扰的影响具有应用指导作用。

一种基于单片机的时钟可调脉冲电源

研制了一种以STC89C52单片机为主控制器、由IKW20N60T型IGBT为开关的时钟可调脉冲电源。开关和控制器之间采用TLP521光耦器件隔离,更好地保护了单片机的电气安全。控制器拥有与PC计算机串口通信、红外遥控、板载按钮和闹钟定时等四种控制方式,能够适应不同的工作环境。试验结果表明:由单片机产生的脉冲波形经IKW20N60T放大后,波形良好。

特高压交流变压器的工程应用及创新发展

特高压交流变压器是特高压交流输电工程的核心设备之一,从设计、制造、试验和运输等方面分析了我国1000 kV特高压交流输电工程用变压器的主要特点。介绍了我国特高压交流变压器的工程应用情况,以及在关键原材料、组部件方面取得的突破,特高压变压器标准化方面取得的成果等。随着我国特高压电网的不断发展,特高压变压器技术水平取得了长足进步,重点分析了特高压升压变压器、特高压1000 kV降压220 kV变压器、特高压大容量变压器和解体运输、现场组装式特高压变压器(以下简称解体式特高压变压器)等一系列创新产品的特点及适用场合。工程应用表明:我国特高压变压器技术先进、运行可靠。最后,对特高压变压器的性能提升、组部件国产化及运行维护方面做了展望。

基于进化差分算法的环形电感建模及应用

基于进化差分算法的环形电感线圈高频模型,首先建立了环形电感线圈的等效模型,阐述了其阻抗的计算方法.然后通过VNA设备得到测试线圈的幅频特性曲线,使用进化差分优化算法对等效模型参数进行优化,得到最优的模型参数.再通过仿真对比阻抗拟合曲线与实测曲线,拟合效果良好,验证了模型及参数的可靠性.最后在开关电源辐射EMI的仿真中添加电感线圈部分,验证了其抑制电磁噪声的作用,为实际的工程整改提供了理论依据.

输电管道余热利用装置设计及数值计算

新型输电管道在传输电能时,导体部分因损耗而发热,若能将该热量利用,加热导热介质,可对外供暖,因此,需要开发一种装置,在不影响输电管道正常工作的前提下,利用热量并对外供暖。文中以合理利用输电管道导体的发热量为目标,以保证装置的绝缘强度为基础,以方便与输电管道的连接为考虑,设计一套用于输电管道的余热利用装置;文中介绍了装置的具体结构和各部分的作用,并对装置的工作原理和与输电管道的连接方案做了说明。为了研究余热利用装置的绝缘和温升情况,建立了相应的余热利用装置模型,对模型的电场和温度场进行了计算分析,结果表明,装置的绝缘部分最大电场强度为1.86 kV/mm,小于绝缘介质的绝缘强度;装置内热交换层的温度在60~80℃间,达到了国家供暖的温度要求;计算结果为余热利用装置设计合理性和实用性提供了依据。

基于天牛群-反馈神经网络的绞线串扰预估

在三绞线间的串扰问题中,绞线不同扭转角度会带来单位长度(per unit length,PUL)RLCG寄生参数的变化,已不能通过常规方法直接求解传输线方程得到串扰.需借助于频域链参数的理论,将三绞线进行若干分段,通过对每一段级联得到串扰.提出天牛群(beetle swarm optimization,BSO)算法优化反馈神经网络(back propagation neural network,BPNN)的权值,使其误差更小.预测绞线不同分段截面处的寄生参数,并将BSO算法与天牛须(beetle antennae search,BAS)算法的寻优能力进行比较.最后,基于BSO-BP、BAS-BP和BP共3种方法所预测的寄生参数进行串扰求解,并与CST cable studio仿真值进行比较验证.结果表明,BSO-BP算法与仿真值相比具有最好的吻合度,而初始的BP算法则效果最差.