变压器油纸绝缘热老化特性及特征量研究

对25#变压器矿物油、以BIOTEMP为代表的植物绝缘油、普通牛皮纸和热稳定绝缘纸材料构成的油纸绝缘试品进行了加速热老化实验,对老化过程中绝缘纸的聚合度变化规律及老化特性进行了对比分析,并对油中水分、糠醛含量这两个重要的老化特征参量的变化规律及其与聚合度的相关性关系进行了研究。研究的主要目的是探索新型绝缘材料的老化特性,为传统的老化特征参量应用于新型油纸复合绝缘材料构成的变压器老化诊断提供依据,并为拓展变压器寿命预测理论奠定基础。

改进型微源下垂控制策略研究

传统无互联线微源"功率-电压-电流"三环下垂控制方法在微网系统中受到广泛关注,但其功率分配效果受线路阻感比的影响较为严重,文章分析了两种现有解决方案:利用参数调节使微源等效输出阻抗为感性的方法,其调节能力有限,优化效果不佳;利用虚拟阻抗串联改变微源输出阻抗的方法能大范围调节微源等效输出阻抗,但孤岛模式下微源输出端电压会出现明显跌落。为此本文在已有控制方法基础上,提出一种改进微源虚拟阻抗下垂控制策略,将虚拟阻抗等效为虚拟同步发电机电抗,利用虚拟阻抗压降实现微源输出电压的下垂特性,减小了微源的电压跌落。该策略无Q-V下垂控制外环,控制简单。最后通过仿真以及微源并联实验,对改进前后控制方法的性能进行了对比,证明了所提出方法的有效性。

天然酯与矿物油纸绝缘的加速热老化特性研究

用天然酯和矿物油分别与普通变压器纸组成试品,在3个不同温度下分别进行加速热老化试验,研究天然酯-纸绝缘和矿物油-纸绝缘老化特征参量的时效老化规律异同。结果表明:天然酯能有效抑制绝缘纸老化;在各老化温度下,天然酯中酸值随时间变化曲线的拐点所对应的时间与酯中水分含量达到老化过程中最高点的时间相同;天然酯–纸绝缘中,糠醛含量依然可以作为反映绝缘纸老化的重要特征量,糠醛浓度对数值和绝缘纸聚合度之间也存在较好线性关系;天然酯中CO和CO2含量比矿物油中的要低,但CH4、C2H4、C2H6及总烃含量都比矿物油中的要高。

厚壁注塑成型工艺研究进展

随着热塑性材料应用的迅速发展,塑料制品逐渐突破传统厚度的限制,越来越多的厚壁塑料制品得以实现。采用通用的注塑成型工艺制备厚壁产品时,经常会出现缩孔、缩痕、翘曲、熔接痕和裂纹等缺陷。本文综述了厚壁注塑成型工艺中的关键问题及近年来研究开发现状,为厚壁注塑成型工艺的应用提供参考。

等离子体技术在催化反应中的应用

本文介绍了一些等离子体技术在催化剂的制备、再生和改性等的应用 ;及等离子体技术在稳态分子甲烷。

油纸绝缘热老化特性及生成物的对比分析

对由普通25#矿物油、以Biotemp为代表的植物油和普通绝缘纸、热稳定纸组成的4种油纸绝缘试品在90、110和130℃ 3种温度下开展了热老化实验,测量并记录了老化过程中绝缘纸的聚合度、油中糠醛、CO、CO2以及油酸值和微水含量等老化特征参数和变化规律,并首次系统地对比分析了不同绝缘组合的老化特性,探索不同绝缘材料老化生成物的相关性关系,为传统的老化特征参量应用于不同油纸绝缘系统的老化诊断提供了依据,并为拓展变压器寿命预测理论奠定了基础。

天然酯-纸绝缘热老化速度减缓及其原因分析

研究了不同温度下天然酯-纸绝缘中绝缘纸聚合度下降速率、油中微水含量变化趋势,并与矿物油-纸绝缘的试验结果进行对比,初步分析了新型绝缘液体天然酯抑制绝缘纸老化的化学机制和物理机制。通过研究得出,老化温度每升高20℃,绝缘纸聚合度平均下降速率将变为原来的3～4倍;相同老化温度下,矿物油中绝缘纸聚合度平均下降速率是天然酯中绝缘纸聚合度平均下降速率的两倍多;天然酯能通过吸收水分、消耗水分和水解保护等方式减少绝缘纸中水分含量,减缓绝缘纸老化速度;天然酯中水分并不会无限增加,而是能够通过化学反应方式抑制自身水分增加;天然酯通过和纤维素分子中羟基发生酯交换反应抑制绝缘纸热应力下的水解作用。

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。

采用回复电压法分析油纸绝缘老化特征量

为将回复电压法用于电力变压器绝缘老化状态的无损诊断,通过实验室加速热老化实验,研究了不同老化程度下油纸绝缘回复电压各参数(回复电压最大值、初始斜率、中心时间常数)的变化规律;考虑到水分对回复电压参数的影响,亦对比分析了老化油纸绝缘试品干燥处理前后回复电压参数的变化。在原有回复电压参数的基础上,提出了一种新的可用于评估油纸绝缘老化状态的参数—电压相对稳定值。该参数可以反映回复电压曲线的后期信息,而且与油纸绝缘老化程度和水分质量分数都有着密切的关系。研究结果表明:回复电压各参数与老化有很好的线性关系,但水分的增加会降低其线性优度;随着老化程度的增加,回复电压最大值增大,中心时间常数减小,初始斜率增大,电压相对稳定值增大;充电时间对回复电压参数也有影响。

基于遗传算法的机器人作业单元布局优化

针对机器人作业单元内设备的布局问题,提出了一种基于遗传算法的优化布局方法.引入了工程师的经验和知识描述布局过程中的作业单元空间及机器人运动学约束,减小了优化空间,提高了算法的收敛速度.基于压铸作业的实例研究结果表明了该方法的有效性.该方法已与商业化的机器人编程与仿真软件相结合,表现出了较高的实用价值.

变压器油纸绝缘老化动力学模型及寿命预测

变压器固体绝缘材料(绝缘纸)寿命决定其使用年限,温度和水分是影响绝缘纸纤维素老化降解最主要的因素。以油浸变压器内广泛应用的#25变压器油和普通牛皮纸为实验原料,模拟变压器实际生产流程,制作初始水分质量分数分别为1%、3%、5%的油纸绝缘试品,并将3个水分质量分数的油纸绝缘试品分别在90°C、110°C和130°C下进行了长期的加速热老化。细致分析了不同温度和水分条件下油纸绝缘试品老化过程中绝缘纸聚合度的变化规律以及以聚合度为参量的油纸绝缘老化动力学模型。得到结果如下:老化温度和油纸绝缘初始水分质量分数越高,油纸绝缘试品的老化速度越快,并且油纸绝缘试品在到达其老化后期,绝缘纸聚合度下降速率会减缓;绝缘纸聚合度损失累积动力学模型(式(3))能很好地描述温度和水分作用下的油纸绝缘试品老化过程中绝缘纸聚合度变化规律;温度和水分协同作用下油纸绝缘材料的表观活化能为(101±15)kJ/mol;建立了基于时温叠加理论及聚合度损失累积模型的温度和水分联合作用下普通变压器绝缘纸在矿物油中老化的寿命模型(式(9)),该模型可预测温度和水分两因子作用下油纸绝缘的老化寿命。

天然酯-普通纸(或热稳定纸)绝缘热老化特性

为研究新型绝缘油天然酯与两种绝缘纸组成的酯-纸绝缘热老化特性,将天然酯-普通纸和天然酯-热稳定纸绝缘试品,在90℃、110℃和130℃下进行了399d的热老化试验。结果表明:天然酯-纸绝缘中,相同老化条件下,热稳定纸聚合度和稳定聚合度都分别明显高于普通纸;通过热稳定纸中含有双氰胺的红外光谱分析,从官能团角度研究了热稳定纸抑制绝缘老化的两大机制。热稳定纸能吸附较多糠醛;对同一种酯-纸绝缘,糠醛仍可作为衡量变压器中酯-纸绝缘老化程度的参量;对不同绝缘纸的酯-纸绝缘,糠醛含量的差异不能表征它们之间绝缘纸老化程度的差异。研究了这两种不同酯-纸绝缘老化过程中,酯中微水含量变化规律的异同,从而建议使用天然酯的变压器,用热稳定纸作为与之匹配的固体绝缘材料,以利于酯在老化过程中保持较好绝缘性能。

初始水分含量对油纸绝缘热老化特性的影响

为探讨初始水分含量对变压器油纸绝缘老化过程的影响机制,设计了绝缘纸初始水分质量分数分别为1%、3%、5%的矿物油-纸绝缘试品在90°C下的加速热老化试验,定期取样测量了绝缘纸聚合度、油纸绝缘水分质量分数、油中糠醛质量浓度、油中酸值等特征参量。然后,在分子模拟软件内建立了不同含水量的矿物油分子、糠醛分子、水合氢离子模型,通过分子动力学模拟技术计算了糠醛分子及水合氢离子与不同水分含量油分子模型之间的扩散系数、相互作用能、径向分布函数。实验结果表明:绝缘纸和矿物油中水分含量在老化过程中均是波动的,油中糠醛和酸值在老化过程中的变化趋势未与绝缘纸聚合度的下降规律相对应,受系统水分含量的影响较大。分子模拟结果表明:水分的增加显著降低了糠醛及小分子酸的扩散能力,并与糠醛及小分子酸形成稳定的氢键;同时,水分与糠醛及小分子酸的极性作用改变了彼此的相互作用能。实验数据与分子模拟结果相互验证,为深入研究油纸绝缘的老化机理及诊断提供了理论参考。

不同油纸复合绝缘老化时生成CO、CO2的规律

CO和CO2是反映油纸绝缘系统绝缘故障的重要特征气体。为了研究并比较不同绝缘组合下油中CO和CO2体积分数φ(CO)、φ(CO2)的变化规律,对#25变压器油、普通纤维素绝缘纸、BIOTEMP植物绝缘油、Munksjo热稳定纸组成的4种油纸复合绝缘在不同温度下进行约4000h的加速热老化试验,对不同油纸复合绝缘的油中CO、CO2体积分数φ(CO)、φ(CO2)及比值φ(CO2)/φ(CO)随老化时间、绝缘纸聚合度的变化规律进行了研究。结果表明:采用Munksjo热稳定纸的油纸复合绝缘时,进入老化初期(聚合度约830)后,φ(CO2)/φ(CO)可以反映绝缘纸老化程度的变化;采用普通纤维素绝缘纸的油纸复合绝缘时,推荐用进入老化中期(聚合度约600)后的φ(CO2)/φ(CO)来量度老化程度的变化;绝缘纸聚合度与φ(CO2)/φ(CO)变化的关系中,影响φ(CO2)/φ(CO)达到最大值及到达时间的主要因素是纸的类型,而油的类型影响较小;与#25变压器油进行组合时,若用新型Munksjo热稳定纸替换普通纤维素绝缘纸来提高性能,则现行的用φ(CO2)/φ(CO)判断绝缘系统故障信息的标准需要进行适当调整。

“点”“域”结合法在低频振荡分析中的应用

随着互联电网规模的不断扩大,大区互联电网区域间的低频振荡已成为威胁电力系统安全的重要因素之一。基于传统的希尔伯特-黄变换(HHT)和复奇异值分解(C-SVD),本文提出了一种"点""域"结合的低频振荡分析方法。对于测量"点",也就是单一的测量信号,首先对滤波去噪以后的信号进行经验模态分解(EMD),得到固有模态函数(IMFs),并建立虚拟空间场来分析IMFs之间的能量分布关系,然后利用Hilbert变换来计算主导振荡模态的时变振荡参数;对于测量"域",利用C-SVD来提取主导振荡模态的动态时变特性和能量空间分布。通过比较"点"和"域"的计算结果来确定主导振荡模态的时变振荡参数和空间分布。仿真算例和实测数据的计算结果证明算法的可行性和有效性。

微电网半实物仿真平台的设计和实现

提出基于dSPACE和实时数字仿真器(RTDS)的微电网半实物仿真平台,它由Matlab/Simulink和dSPACE模拟仿真器、并网变流器、数字功放、RTDS组成,实现了变流器向电网注入功率并稳定并网点电压的测试,试验证明了半实物仿真平台的正确性和可靠性。并且在负载突增的情况下仍能快速稳定并网点电压,消除了并网点电压的波动。该平台的建立有利于对微电网和变流器的建模和仿真,为研究微电网稳定性分析、功率调节和控制提供实时的仿真基础。

折弯机器人

近两年,工业机器人在国内的应用案例迅速增加但主要集中在几个有限的领域,如焊接、喷涂、堆垛等,在折弯方面还不多,而折弯是一种应用广泛又有一定危险性的工艺,因此折弯机器人的市场前景是非常乐观的。国外已有很多成功经验,美国的折弯机器人有服役十余年者,欧洲则更早。笔者在工作中积累了一些折弯机器人方面的认识和心得,愿和大家分享。

双回线无通道集成保护的实现方案

传统的双回线无通道保护利用两台独立的继电器实现,接线复杂,降低了保护的整体可靠性。数字化变电站技术的发展为在一台保护设备中实现双回线无通道保护、共享两个保护对象的电气量信息提供了技术保障。研究了双回线无通道保护在一台继电器(集成保护平台)上的实现方案,描述了集成保护平台的硬件结构和双回线无通道保护的软件流程。利用继电保护测试仪波形回放功能证明了该保护方案的正确性,验证了双回线无通道保护在集成保护平台上实现的可行性。

基于Netduino热控模块的标定分析

发热问题往往是工业设备正常运行的限制。针对自主开发的热控模块进行了温度传感器的标定,并对标定结果做了分析。该热控模块集成了温度信号调理模块及热执行器驱动模块,以同时实现热传感和热控制。基于Netduino的设计架构使该热控模块具有灵活编程调试,通过以太网接口远程操控和即插即用的特点。重点展示了该热控模块的温度标定过程,包括硬件平台的搭建及数据处理的软件实现。温度测量实验结果表明标定好的热控模块具有较好的精度和良好的可靠性。

如何提高操作人员效率

据估计。全球过程行业每年损失约200亿美元，相当于该行业总产值的5％。其实，其中80％是可以预防的，其中40％主要由操作人员错误所导致。这意味着，如果能够找到避免这些错误的方法，就可以实现64亿美元的潜在改善价值。操作人员的效率是保持过程控制和管理两方面价值的一项基本要素。通过提高操作人员对运行情况的警觉意识以及处理异常情况的能力，可以帮助他们更好地作出决策，从而提高过程安全性，保证过程正常运行时间，最终提高操作人员效率。