仿真技术人才培养新路径探索——以云道智造产教融合实践为例

仿真技术人才是国家软件和信息技术服务业、制造业等关键产业发展战略的重要组成部分,当前仿真技术人才培养存在师资水平较低、教学设备短缺、教学内容与产业需求脱节等问题。北京云道智造科技有限公司探索产教融合培养仿真技术人才新路径,通过教育部产学合作协同育人项目、创新型数字化教材及课程体系、仿真工程师培训体系等多种方式,促进自主仿真技术人才规模化培养,支撑我国制造业转型升级。

三相大电流互感器杂散磁场干扰等效测试方法

针对三相三线制电力系统水平排列母线上大电流互感器(HCT)易受到外电流产生的杂散磁场干扰的问题,提出了一种利用偏心母线电流及其返回导体电流共同产生的干扰磁场来等效杂散磁场的测试方法。在对该测试方法的论证上,基于大量数值仿真计算结果,构建了一个表征上述杂散磁场以及干扰磁场最大值的近似计算式。依据该近似计算式,可建立表征上述磁场等效关系的数学模型,反推得到通电偏心母线及其返回导体的摆放位置。基于研究结果对某厂家生产的HCT受外磁场干扰进行仿真计算,该方法得到的干扰磁场分布曲线与其最大杂散磁场分布曲线基本一致,因此可较准确、有效地模拟三相三线制系统水平排列母线上HCT受到外电流产生的杂散磁场的干扰。

用于等效测试大电流互感器抗干扰性能的非均匀缠绕线圈的设计方法

为了更准确地验证非均绕等安匝法的物理原理,探索实施非均绕等安匝法的最佳技术路线,提出了非均绕等安匝法用非均匀缠绕线圈参数的优化设计方法。为此,首先完善了表征干扰磁场的解析模型,并利用铁芯汇集系数修正了干扰磁场的解析计算结果;基于大量的数值仿真试验结果,推导出了适用于大电流互感器的铁芯汇集系数经验公式;进而依据表征线圈泄漏磁场的解析式,提出了两种用于优化非均匀缠绕线圈参数的设计方法,即L2范数最小法和部分级数求和法。通过数值仿真,分析了基于这两种方法得到的线圈泄漏磁场与外电流产生的杂散磁场之间的误差,发现这两种方法可将两种干扰磁场之间的误差由之前的约20%降低到约1%;通过物理试验,验证了该非均匀缠绕线圈参数优化设计有关结论的正确性。

特高压直流阀厅金具选型与结构优化

随着直流输电电压等级越来越高,换流阀厅内设备越来越密集,尤其是±1 100 kV电压等级阀厅,对阀厅内金具的绝缘要求更加严苛。通过有限元数值计算,可以得到阀厅内金具表面电场,判断金具是否满足绝缘设计。阀厅内部交直流混杂,针对阀厅金具,分别采用静电场与瞬态电场进行计算,计算结果表明,阀厅金具可以通过直流电压下的电场计算对瞬态结果进行预估。根据电场计算结果进行金具选型,并对金具结构参数进行优化,分析得出影响场强的主要参数,将仿真计算紧密嵌入金具设计中,缩短设计周期,降低生产成本。

大电流互感器五相外电流杂散磁场分析与等效方法

利用正、负序分解法,定性分析了五相外电流在大电流互感器铁心中产生的杂散磁场的特性,基于单相外电流产生杂散磁场的物理数学模型,并运用相量法得到了杂散磁场的解析方程。通过试验验证了解析模型的正确性,并对如何实施大电流互感器抗外磁场干扰性能测试提出了建议。

光储联合运行直流微电网控制策略

为了更好地解决光伏系统的并网问题,提出了一种基于光储联合运行的直流微电网运行控制策略。首先构建了光储联合运行的直流微电网系统结构,该系统由光伏系统、储能系统、非隔离型DC-DC变换器以及高频隔离型DC-DC变换器组成。在划分系统6种工作模式的基础上,该策略可以在保证直流母线电压稳定的前提下,通过实时检测并对比光伏输出功率与负荷需求功率来确定储能系统的工作状态,即采用储能系统来作为直流微电网的松弛节点,从而保证直流微电网系统的稳定运行。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真软件验证了该系统以及运行控制策略的有效性,针对核心器件高频隔离型DC-DC变换器进行了样机实验研究,实验结果证明了理论分析的正确性。

机器学习在复合绝缘子缺陷超声检测中的应用与展望

在综述不同无损检测方法的基础上,重点介绍了3种复合绝缘子缺陷的超声检测方法,分析了各自的优势和不足,并讨论了基于机器学习原理的超声检测缺陷识别方法,总结了深度学习在超声缺陷识别预测中的优势,探讨了基于深度学习的复合绝缘子超声检测中的3大难题,给出了可行的解决策略,可为该领域的进一步研究提供技术参考。

分布电容对高压电流互感器影响的仿真分析

高压电流互感器在高压下校准时,由于一次绕组对地电位差和绕组层间电位差增大,引起容性漏电流和容性误差占比增大,进而导致精度下降。对其影响程度进行仿真分析有助于评估测量结果,优化器件结构,具有实际意义。通过等效变换电流互感器的T型等效电路,进而搭建考虑寄生参数的电流互感器电路仿真分析模型。通过仿真,分析互感器的性能,研究各分布电容对校准精度的影响,以确定其中的关键因素。

换流变压器有载分接开关磁热耦合仿真计算与应用

本文中笔者对分接开关整体结构进行合理简化,建立了有载分接开关磁-热耦合的有限计算模型。对换流变有载分接开关磁热耦合仿真进行了计算分析,分析了漏磁集中分布特性、欧姆损耗与漏磁损耗对温升的影响特性。

流场与电场耦合作用下特高压复合绝缘子串的积污特性研究

利用流体力学的相关理论与方法,建立了流场和电场耦合条件下复合绝缘子串的积污仿真数值模型,研究了污秽颗粒粒径、风速、风倾角对复合绝缘子表面积污特性的影响。结果表明:复合绝缘子串表面对污秽颗粒的吸附能力随场强的增加而提高,随风速的提高而降低;一定范围内污秽颗粒粒径增大会增加绝缘子对污秽颗粒的吸附量;风倾角向上时增加了下表面对污秽粒子的吸附,风倾角向下时增加了上表面对污秽粒子的吸附。

新型平波电抗器复合支柱绝缘子力学性能分析

当前±1100 kV直流输电工程中,平波电抗器复合支柱绝缘子每柱结构由5节单元件组成。近来相关厂家打破常规的5节单元件的布置方式,改用4节布置方式并完成复合支柱绝缘子的结构设计。使用仿真计算软件,对设计的新型平波电抗器复合支柱绝缘子的力学性能进行了仿真分析。结果表明:结构改进后的复合支柱绝缘子强度符合相关设计规范指标;在地震荷载的作用下,新型复合支柱绝缘子强度安全系数大于相应设计规范要求,可以满足±1100 kV等级平波电抗器的抗震性能要求。

基于场-路耦合法的干式空心电抗器匝间短路特性研究

针对轴向并绕数为1的35 k V/2 330 kvar空心并联电抗器,采用场-路耦合法进行计算,对比分析了不同位置发生匝间短路故障对电抗器短路电流、磁场分布和电动力的影响规律。计算结果表明:匝间短路使得短路匝的短路电流增大了数百倍,极易引起电抗器烧毁;随着短路位置向中心高度、电抗器外层靠近,短路电流逐渐增大;匝间短路故障使电抗器磁场产生畸变,不再沿高度方向上下对称分布,且随匝间短路位置向电抗器外层、中心高度靠近,磁场畸变程度增大;在同一层线圈内,匝间短路位置越靠近中心高度,短路匝所受到的径向电动力越大,轴向电动力越小,当中心高度处短路时,轴向电动力为0;随着匝间短路位置向电抗器外层靠近,短路匝受到的轴向电动力逐渐增大。

基于Abaqus的高强材料连接金具接触问题分析

接触问题是一种高度非线性行为,且不同的接触类型及控制因素对仿真模型的计算结果有着重要影响。采用Abaqus软件对高强材料连接金具在使用过程中抵抗极限载荷的能力进行了非线性静力仿真分析,通过对连接金具U型挂环与其连接件间接触类型的不同设置,对比分析不同接触类型下的计算结果,明确了U型挂环在给定工况下适合的接触类型。并根据U型挂环的变形与应力分布规律,提出了相应的改进建议,为连接金具的结构设计提供了更加科学的指导。

大截面电力电缆夹具涡流损耗计算与分析

电缆夹具是电缆输电线路中起固定和支撑作用的重要部件,通过建立大截面电力电缆及其固定夹具的3D有限元涡流仿真计算模型,对不同结构、不同电缆导电截面和不同材料等条件下电缆夹具的涡流损耗进行计算,分析各类条件对夹具涡流损耗大小的影响,研究结果对电缆夹具的设计和选型具有一定的参考价值。

基于大数据和卫星定位技术的工业智慧物流运输系统设计

随着我国工业物流业不断发展,工业物流网络化信息化问题越来越凸显,尤其是工业物流运输信息化的需求与日俱增。因此,需要加强对工业物流运输系统的研究,实现工业物流运输进程的信息监控和智能调度。针对工业物流信息化水平低、发展不充分的现状,利用先进的大数据与卫星定位技术,围绕工业智慧物流运输系统的关键技术分析和智慧物流运输系统的设计,以期为工业物流网络化信息化发展提供支撑。

500kV变压器套管电场校核及软件开发

高压套管的电场仿真计算是套管设计和故障分析的关键技术。本文针对某500kV油纸电容式变压器套管建立有限元模型,开展仿真计算并对套管电场分布进行校核和绝缘性能分析。计算结果表明,套管电容芯子的设计在正常工况下能够有效均匀套管内电场分布,满足工程实际要求。基于套管的电场仿真计算模型,对仿真计算软件进行二次开发,形成用于油纸电容式套管在不同工况下的绝缘性能分析计算模块,方便故障分析使用。

以工业互联网“新基建”为契机 突破工业软件“卡脖子”难题

近期,工业软件"断供"现象成为了社会热点话题。从华为被"断供"仿真软件Ansys,到哈工大、哈工程等高校被"断供"科学计算软件Matlab,工业软件"卡脖子"问题备受各界瞩目。工业软件是什么?中国工业软件为什么没有发展起来?中国工业软件还能发展起来吗?如果能,该如何发展?我们结合自身的实践探索,谈谈关于以工业互联网"新基建"为契机,突破工业软件"卡脖子"难题的思考,与工业软件界行业专家们探讨。