电场强度对原油乳化液破乳脱水的影响

为选择合适的脱水电场以提高对原油乳化液的脱水效率,试验研究了不同电场强度下乳化液的脱水效率。通过水滴极化模型的建立,推导出水滴在电场中的极化电荷量及水滴间的聚结力,并得到水滴破裂的临界电场强度表达式,以此在理论上确定了最佳脱水电场强度。研究结果表明:水滴聚结的偶极力与外施电场强度、水滴半径和水滴间距有关,不同半径和间距的水滴存在不同的临界脱水电场强度;当外施电场强度小于临界电场强度时,随着外施电场强度的增加,脱水率呈上升趋势,但当外施电场强度超过水滴破裂临界电场强度时,脱水率随电场强度的增加而下降。得到的临界脱水电场强度表达式与试验结果的一致性较好,可作为确定最佳脱水电场强度的理论依据。     

高压变频原油脱水电源的频率与脉宽调制技术

为拓宽原油脱水电源的频率和脉宽调制范围,进而提高静电聚结效率,提出了一种频率和脉宽均可连续调制双端PWM的微处理器生成方法,频率调制范围为0～20 kHz,脉宽调制范围为1%～49%.基于该方法研制成功了交流脉冲频率在200 Hz～20 kHz之间连续可调的新型高压变频原油脱水电源.     

高压静电聚结破乳技术

为提高原油的电脱水效率,控制乳状液破乳程度,根据电破乳机理推导出液滴在交流电场中碰撞聚结及变形破裂的规律并分析了影响液滴运动特性的因素。研究中用设计的紧凑型静电聚结管道,对油包水乳化物施加50 Hz高压交流电,通过调节聚结管道电极板间所加电压及极板间乳化物流量qV观察液滴大小的变化规律,并计算乳化物通过聚结器前后的时间对液滴颗粒粒径的影响。结果表明,场强升高可增大液滴直径提高液滴聚结效果;但增大到一定程度时会发生电分散影响脱水效果,故应控制场强在一定范围内使得液滴聚结以提高脱水效率;同时液滴在电场中的停留时间也对聚结效果有明显的影响。     

非均匀电场下原油乳化液脱水特性

为了提高陆上及海上原油平台的脱水效率,利用同轴圆柱电极结构开展了乳化液在非均匀电场下的脱水特性研究;通过分析水滴在非均匀电场中的极化特性,建立了水滴极化及受力模型,分别对水滴运动、聚结和破裂的动力学特性进行了分析。研究结果表明:随着非均匀系数的升高,乳化液脱水速度增大;在一定范围内提高电场非均匀系数有利于乳化液最终含水率的降低,但电场非均匀系数过高容易造成电分散。在非均匀电场中,水滴受到的介电泳力和水滴之间的偶极聚结力与电场场强、水滴半径、电场的非均匀系数成正比,与水滴距电极中心的距离和水滴之间的距离成反比。水滴电分散场强与水滴电荷面密度、水滴粒径、表面张力有关,当水滴发生荷电后,其电分散场强减小。所建立的非均匀电场脱水模型较好地解释了电脱水试验现象,可为高效电脱水器的设计提供依据。     

交流和直流电场作用下的乳化液电脱水特性

电场类型及电场强度对原油电脱水效率及脱水电场的稳定性有显著影响。为研究不同初始含水率原油乳化液在电脱水时宜采用的脱水电场类型及电场强度,在实验室试验研究了原油乳化液在交流电场和直流电场作用下的电脱水效果;并从理论上分析了交流电场和直流电场作用下的原油乳化液电脱水机理,建立了交流电场和直流电场作用下的水滴运动模型,得到了水滴电分散电场强度和水滴电泳速度的表达式。结果表明:乳化液电脱水存在最佳临界电场强度,当电场强度超过临界电场强度时将引起水滴电分散,导致脱水率下降;交流电场对高含水率乳化液的脱水速度高于直流电场下的脱水速度,且脱水电场稳定;直流电场对低含水率乳化液有深度净化作用,可提高乳化液的脱水率;所建立的电脱水理论模型较好地解释了不同电压下的电脱水试验现象,并为确定最佳脱水电场强度和选择不同含水率乳化液的脱水电场类型提供了理论依据。     

直流叠加高频交流方波电场下乳化液电脱水试验研究

为了提高原油乳化液破乳效果和电脱水效率,提出采用直流叠加高频方波电场进行原油电脱水的方法。在实验室中开展了直流叠加高频方波电场下乳化液电脱水试验研究,分析该方法下乳化液中水滴的聚并机理,并借助于高速相机观察了乳化液中水滴的运动及水链的消散过程。理论与试验结果表明:采用直流叠加高频方波电场可充分发挥直流和方波电场下的各自脱水优点,使水链易于消散,保证脱水电场的稳定,提高乳化液的电脱水速度和脱水率,且叠加高频交流方波含量在10%～20%范围内,脱水效果最佳,研究结果可为原油生产现场的脱水工艺改进提供参考。     

聚结分离技术在汽轮机油净化中的应用

利用材料的亲水、憎水特性来进行油、水分离的聚结分离油处理技术 ,可用于汽轮机油除机械杂质和脱水处理。该聚结分离油处理器及系统与离心分离机相比 ,具有效率高、能耗低、体积小、重量轻、噪声小、寿命长的优点 。     

直流下局部放电试验与测量系统设计

笔者组建了一套直流下局部放电试验与测量系统,由放电脉冲波形超宽带测量系统和超高频信号测量系统组成。设计了6种油纸绝缘局放模型以模拟换流变压器的典型缺陷。直流下试验结果表明:缺陷模型放电稳定,相同条件下放电重复性好;测量系统可以准确检测到放电脉冲波形和超高频信号。为研究直流下局部放电脉冲单个波形、脉冲序列以及超高频信号在线监测等提供了试验研究平台。     

局放脉冲信号的三种小波去噪方法的研究

介绍了三种小波去噪的方法:小波分解与重构法、非线性小波阈值法、小波模极大值法,分析了各自的特点和优劣。针对从高斯白噪声中提取的局部放电脉冲信号给出了仿真试验结果。为局部放电脉冲信号检测方法的选择提供了参考依据。     

尺度空间滤波在局部放电脉冲提取中的应用

在提出脉冲提取思想的基础上，利用局部放电信号所固有的奇异性特征，将小波变换的奇异性检测原理应用于提取局部放电脉冲。为了满足局部放电在线监测的在线准实时要求，提出了改进的尺度空间滤波算法，并将其应用于局部放电脉冲的提取。通过相邻尺度的小波系数直接相乘，可以突出奇异点的信号，并获得基于尺度的屏蔽滤波器，将阈值方法和尺度空间滤波相结合，最终得到基于时域的屏蔽滤波器，将时域滤波器和原信号相乘，就可以提取出局部放电脉冲。仿真试验和发电机实测信号的算例表明，相对于模极大值算法，该方法在提高运算速度的基础上，不但能准确检测出局部放电脉冲，而且能很好地保持局部放电脉冲的幅度和位置。     

局放脉冲信号的三种小波去噪方法的研究

介绍了三种小波去噪的方法:小波分解与重构法、非线性小波阈值法、小波模极大值法,分析了各自的特点和优劣.针对从高斯白噪声中提取的局部放电脉冲信号给出了仿真试验结果.为局部放电脉冲信号检测方法的选择提供了参考依据.     

局部放电信号在电力变压器绕组传播过程中的畸变

由于变压器是绕组类设备，变压器内部的局部放电信号将经绕组向两端传播至监测装置，从而导致作为故障诊断基础信息的放电脉冲信号发生一定程度的畸变，该文根据对脉冲信号在绕组中传播过程的实际测量结果，获得了绕组的基本冲击响应特性，利用典型模型放电的纳秒级快速变化波形测量结果，研究了不同情况（不同放电类型、不同放电部位以及不同的测量点）下放电脉冲信号在绕组中的传播规律，并提出了一种从实际测量波形中有效分析原始放电波形的方法，为实际的局部放电脉冲波形监测提供了试验依据。     

矩形波交流原油脱水电源的研制

为了满足油田商效脱水需求.研制了一种矩形波交流原油脱水电源.大功率IGBT作为主电路开关器件,控制电路以专用脉宽调制芯片SG3525为核心.详细介绍了电源主电路、PWM控制电路和驱动电路的设计方法,并给出了电源实际工作波形.研制的电源不仅脱水速度快、脱水质量高,而且节能,已成功应用于油田现场.     

局部放电试验中检测阻抗参数选择方法的探讨

本文推导了局部放电脉冲在检测阻抗上产生的脉冲压降的数学表达形式;分析了放电脉冲上升常数α与试验回路衰减常数β对试验结果的影响;指出需要对检测阻抗的参数进行适当的选择,才能获得比较准确的测量结果;提出了关于检测阻抗参数选择范围的基本方法。     

高压变频交流脉冲原油脱水电源及其静电聚结特性

由于高压高频电力电子技术等方面因素的限制,采用传统变压器升压方式的大功率原油脱水电源仅能产生近似于方波交流的交流脉冲。为此,基于二次逆变式结构主回路、宽频升压变压器和全数字PWM控制电路,研制成功新型高压变频交流脉冲原油脱水电源。该电源交流脉冲输出电压可调节范围为100V～20kV,频率的可调节范围为200Hz～20k...     

声波振动式洗涤方法以及实现该洗涤方法所用的换能器

本发明为声波振动式洗涤方法以及实现该洗涤方法所用的换能器。声波振动式洗涤方法，由声波脉冲发生器产生一个频率可调的方波电脉冲，该方波电脉冲作用于换能器上，将方波电脉冲转换成能使水产生振动的机械能，该方波电脉冲的频率范围为20—3000Hz。换能器包含支架、与支架固定的环形磁铁、与环形磁铁固定的铁芯、套于铁芯上的线圈和与线圈固定的振动板，振动板的中部有凸起。本发明效果十分明显，能够在大水域内实现振动式洗涤，使振动式洗涤方式真正具有实用价值。以该方法为基础可制成各种洗涤装置，如声波洗衣机、洗碗机、声波浴盒、洗脚盒以及其它的洗涤装置。     

换流变压器阀侧交流外施耐压试验故障的分析与判断

对换流变压器阀侧交流外施耐压的试验原理进行了简单的介绍，指出了换流变压器阀侧交流外施耐压试验接线的不同对试验结果的影响，结合两例换流变压器阀侧交流外施耐压试验时局放超标案例，通过声电联合定位、故障方波模拟、放电脉冲极性鉴别等方法对故障原因进行了分析和判断，区分了套管缺陷与变压器内部绝缘缺陷引起的局部放电，准确定位了故障点，为换流变压器出厂试验时的阀侧交流外施耐压试验过程中的故障判断提供了实践经验。     

局部放电超高频脉冲分段采集及相角计算方法

采用连续采样方法检测局部放电信号成本较高,为此提出一种分段采集模式。采用高、低速系统分别采集局部放电超高频脉冲及工频信号,利用局部放电脉冲同步触发工频信号。采用模糊聚类方法计算所采集工频信号的实时基波频率,进而基于傅里叶级数算法,计算所采集工频信号的初始相位角,并以此作为局部放电脉冲的相角。通过局部放电脉冲相角、局部放电脉冲时间间隔及工频信号频率计算整个局部放电脉冲链相角。仿真试验和现场检测验证了所提方法的有效性和实用性。     

直流局部放电干扰源研究

局部放电作为影响绝缘老化的主要原因之一,是评估电气设备绝缘性能,研究绝缘老化趋势的重要手段。为掌握直流下局部放电波形的特性,笔者结合直流换流阀试验,对悬浮电位、高压尖端放电、地尖端放电3种典型缺陷的直流局部放电典型干扰源进行模拟研究。在直流电压逐步升高的情况下,从放电脉冲的极性、放电脉冲的位置、放电脉冲的幅值、放电脉冲的根数4个方面对特征进行总结、归纳,为直流下缺陷类型的识别奠定了基础。     

油纸绝缘系统针板缺陷下局部放电发展过程研究

对典型油纸绝缘针板缺陷进行了交流电压下的局部放电试验,并对其放电脉冲相位分布(phase-resolved partial disdarge,PRPD)谱图与典型脉冲波形进行了分析,并根据PRPD谱图中局部放电脉冲分布趋势将局部放电发展过程划分为3个阶段。试验结果表明,油纸绝缘交流电压下局部放电脉冲可分为两类,分别代表着油纸绝缘结构中发生的局部放电与气泡中发生的局部放电。随着电压的升高,绝缘纸表面开始出现负极性下的沿面放电,对绝缘纸造成较大损伤,导致绝缘纸性能劣化,最终导致介质击穿。研究油纸绝缘结构局部放电随着电压等级升高的发展过程有助于实现变压器在线监测。