温度对漏磁信号影响的研究

针对传统的漏磁检测方法,分析了温度对漏磁信号的影响,对不同温度下试件的漏磁信号特点进行了研究。建立了铁磁材料磁导率随温度变化的对应关系,进行了热磁耦合仿真和试验,仿真结果和试验结果具有较高的一致性,表明随着铁磁材料温度的升高,磁导率下降,漏磁场的磁场强度增强,分布范围扩大。     

基于声音判别的变压器偏磁无线报警装置设计

变压器直流偏磁会导致变压器噪声增加、铁心过热等危害,对变压器和电网安全运行极为不利。快速、准确地检测出变压器偏磁是解决偏磁对变压器本体、电力系统运行危害的首要任务。用测量变压器中性点电流的方式来检测直流偏磁装置具有成本高、结构复杂、故障时影响变压器运行等不足。利用变压器偏磁时运行声音增大这个显著特征,采用声音采集模块、西门子TC35模块和S7-200 PLC,设计出能够监测变压器直流偏磁的无线报警装置。试验和使用效果表明,该装置具有报警准确、安装方便等特点。     

高温钢管漏磁检测的仿真与试验研究

高温钢管的快速无损检测对于保证管体质量、降低后续加工成本具有重要的意义;研制了漏磁检测系统和具有多种冷却方式的检测探头,研究了高温钢管实施漏磁检测的信号特性,证实管体温度在居里点以下时开展漏磁检测是可行的;试验和仿真结果表明,普通探头在15～780℃下检测时,探头受温度影响大,在室温和650℃时信号分别为2.12V和2.27V;高温探头采用风冷和水冷的方式,大大改善了探头的温度特性,信号在100～650℃范围内变化较小;铁磁性材料在居里点附近饱和磁化强度迅速下降,缺陷信号也随之减小,揭示了漏磁检测的适用温度范围。     

置信电气-SBH系列非晶合金配电变压器

特点： ·产品采用箔式线圈,增强了变压器承受短路的能力。容量为50kVA、500kVA、800kVA、1600kVA的产品相继通过沈阳国家变压器质量监督检验中心的突发短路试验; ·变压器采用全密封结构,油箱和箱盖焊为一体,运行时油箱内变压器油、绝缘件与外界大气隔绝,不会受到大气污染和氧化,并且可以浸在水中安全运行;     

光纤F-P腔传感器特性研究

变压器能否稳定工作直接关系到变电站是否安全运行,其工作重心是检测出变压器局部放电产生的超声波信号.介绍了一种光纤F-P腔传感器,并在此基础上搭建了调制解调系统,分别通过对无超声波源、有超声波源和浸入变压器油中3种情况进行了实验测试,并在距离超声波源20,40,60,80,90,100 cm处进行了损耗特性测试,测试结果表明:此传感器受外界噪声干扰较小,且在变压器油中能实时地检测出超声波信号,精度高,损耗度为25.8 mV/cm,符合传感器在油浸式变压器中持续稳定工作的条件.当变压器出现故障时,能够及时发现问题,保证变压器安全运行.     

基于霍尔元件的矿用钢丝绳探伤仪研究

针对目前钢丝绳探伤仪无法准确检测钢丝绳是否发生损伤的问题,基于漏磁检测法设计了一种基于霍尔元件的矿用钢丝绳探伤仪。采用永磁体磁化钢丝绳,当钢丝绳受损时损伤处会有漏磁产生,利用霍尔元件采集钢丝绳损伤处的漏磁信号,通过分析霍尔元件的输出电压波形判断钢丝绳是否存在损伤。为了进一步提高该探伤仪检测的准确度,优化了霍尔元件的轴向、周向和径向布置方式:利用Ansoft Maxwell对钢丝绳的磁化情况进行仿真,根据仿真结果确定霍尔元件的轴向布置方式,霍尔元件的轴向位置选择布置在探伤仪的中心位置;为了消除钢丝绳的股间效应,对霍尔元件的周向布置进行了计算与设计,当2个检测点的周向距离为29mm时可基本消除股间效应的影响;采用改变提离距离的方法研究了霍尔元件的径向布置,钢丝绳运动过程中会产生抖动,为防止钢丝绳与霍尔元件产生接触导致设备损坏,需根据钢丝绳的抖动情况选择合适的提离距离布置霍尔元件。实验结果表明,该探伤仪可以根据钢丝绳损伤处信号突变情况准确检测钢丝绳是否发生损伤。     

谐波对矿用干式变压器损耗及温升的影响

为了更准确地分析谐波对变压器损耗和温升的影响,首先建立了干式变压器二维结构模型,并对干式变压器的漏磁场与谐波损耗进行了仿真计算,得到干式变压器轴向和径向漏磁场分布规律及谐波损耗与谐波次数、谐波含有率、谐波电流畸变率的关系;然后利用Fluent对干式变压器二维温度场与流体场进行了流固耦合分析,得到干式变压器温升与谐波次数及谐波电流畸变率的关系。仿真结果表明,干式变压器的谐波铜损耗与谐波电流含有率的平方成正比,且当谐波电流含有率一定时,近似与谐波电流次数的平方成正比;而谐波铁损耗与谐波电压含有率的平方成正比,但当谐波电压含有率一定时,谐波铁损耗随谐波次数的增大而减小,并逐渐趋于平缓。     

基于矩形线圈水平分量磁场分析的脉冲漏磁检测研究

针对铁磁性材料金属的缺陷检测,提出了一种基于矩形线圈水平分量磁场分析的检测方法.在涡流和漏磁理论基础上,建立了矩形激励线圈检测仿真模型.仿真表明:矩形线圈的下方水平磁场平整,当线圈轴线与缺陷方向垂直时,线圈底部水平分量的磁场与缺陷形成90°夹角.在铁磁性金属材料中,铁和空气介质处相对磁导率不一致导致磁场的偏转,产生了较强的漏磁场.在非铁磁性金属中,磁感线在缺陷处分布较为平滑,并不存在漏磁现象.搭建了检测平台,并分别在缺陷边缘和上部放置了Hall和GMR巨磁阻传感器进行检测.实验结果表明:在铁板表面,z分量磁场是涡流场和漏磁场的矢量叠加,磁场强,但与缺陷深度并没有线性关系;x分量磁场是单一的漏磁场,与缺陷深度存在线性关系,可以对缺陷进行定量分析.     

基于ANSYS CFX的变压器绕组温度场监测研究

利用Maxwell电磁仿真软件计算变压器在稳定满载运行过程中绕组损耗情况,将得出的损耗数据转换为发热载荷输入ANSYS CFX中对该35 kV油浸式变压器绕组的温度分布情况进行研究.从60, 120 min两个时间段对绕组的温度分布进行仿真分析,找出最热点分布以及相应的温度值,得出变压器在运行120 min时,为变压器最热点温度时刻,低压绕组最热点位于B相绕组,为75.5℃,高压绕组最热点温度位于C相绕组,为65.4℃;变压器绕组中部温度整体较上部和下部高,且随着变压器工作时间延长,变压器整体温度升高;变压器整体低压绕组温度较高压绕组温度高.     

一种新型复示磁罗经控制方法研究

介绍了一种新型数字磁罗经复示仪的基本结构原理,设计了以数字信号处理器(TMS32F2407)为主要控制单元的控制系统;当船舶航向发生变化时,航向磁敏传感器产生标准的RS232数据信号,传送给数字信号处理器(TMS32F2407),利用CPLD电路驱动步进电机转动,带动仪表盘和旋转变压器转动,由旋转变压器和AU6802N1组成的轴角转换电路实时转换成12位二进制数字信号,进行计算处理,从而使实际航向和仪表盘航向保持一致。     

表征绕组特征的参数与绕组变形关系的仿真

为了提升变压器绕组变形判别精度,研究了表征绕组特征的参数与绕组变形关系的仿真方法。利用有限元方法建立表征绕组特征的参数与绕组变形关系的双绕组、同芯式变压器漏磁场模型,通过二维泊松方程混合边值的有限元解分析变压器绕组漏磁场,利用最小二乘算法基于所建立变压器漏磁场模型辨识可表征绕组特征的漏电感参数,通过所获取漏电感值与实际漏电感值相比实现变压器绕组变形判别。通过有限元方法建立变压器绕组仿真模型并分析表征绕组特征的参数与绕组变形关系,仿真结果可知,该方法可有效辨识表征绕组特征的漏电感参数,依据表征绕组特征参数与绕组变形关系实现变压器高压与低压绕组变形的精准判别,判别精度高达99%以上,实验效果表明利用表征绕组特征的漏电感参数在线监测绕组变形具有可行性。     

基于FBG传感的电子式互感器温度场监测研究

基于光纤Bragg光栅(FBG)测温原理,对电子式互感器内部温度从其工作时间为12h和24h两个时间段进行数据采集,并运用ANSYS仿真软件对内部采集的温度数据进行仿真分析,得出温度场分布云图,可知,电子式互感器上部沿着外壳边缘为温度最高处,中部两侧温度次之,下部温度最低,此时电子式互感器热点温度位于上部.随着电子式互感器工作时间延长,工作达到稳定状态,由于向外部环境散热,电子式互感器工作12h时整体温度比工作24h时高,两个时间段最热点温度分别为90.836,79.764℃.电子式互感器中部导体温度为电子式互感器整体最高.     

发电列车车下燃油箱保温性能CFD仿真

基于CFD理论,应用STAR-CCM+仿真某发电列车车下燃油箱在给定高寒工况下的保温性能.在考虑列车运行时车外流场影响的基础上,耦合分析箱体、保温材料和燃油等的温度分布特性,找出燃油可能发生结蜡的区域.给出相关分析结论和改进建议,为保证燃油箱拥有稳定的工作性能提供可靠的设计参考.     

石英挠性加速度计中补偿环的优化设计

温度对石英挠性加速度计力矩器磁路的稳定性有着极大的影响,进而使标度因数发生变化。为了提高石英挠性加速度计的稳定性和测量精度,首先利用ANSYS有限元仿真分析磁路中气隙处的磁场分布,确定了力矩线圈最优工作位置,减少因摆片上下摆动引起的测量误差;然后对比了在-20℃~60℃时有无补偿环对工作气隙磁通密度的影响,验证了补偿环的温度补偿作用;最后结合实验数据,对温度在20℃~60℃范围内变化时补偿环的尺寸进行了优化。结果表明,在线圈最优工作位置以及补偿环适当尺寸下,工作气隙磁场的温度稳定性得到了很大提高。     

深度可调式FBG变压器油温传感器研究

油浸式电力变压器顶层油温超过允许限值时表示该变压器处于非正常运行状态。研制了一种深度可调式光纤Bragg光栅(FBG)油温传感器。该传感器中FBG处于悬空状态,其中心波长的变化只受到温度的影响,通过油浸式电力变压器顶部的管座,将该传感器浸入变压器的顶层油中,旋拧铜管外侧的调节螺母以调节传感器浸入变压器油中的深度,对该传感器中FBG的中心波长进行实时监测即可实现对变压器顶层油温的在线监测,反映变压器的运行状态。实验表明:该传感器的灵敏度为9.8pm/℃,重复性误差为1.78%FS,非线性误差为2.4%FS,滞后误差为1.5%FS。     

不同铁心模型对绕组累积效应影响的仿真对比

铁芯是变压器主磁通的传输路径,在变压器磁场相关仿真建模中铁芯模型是不可缺少的部分。采用有限元法建立片状仿实型、矩形均匀化、圆柱型三种不同铁芯模型,通过施加短路电流激励获得了不同模型下漏磁通密度、电磁力密度变化规律和分布对比。最后以实际片状仿实型铁芯模型作参考,对绕组累积效应变形量进行仿真对比,仿真结果为矩形和圆柱型铁芯的误差均在10%以内,表明在提高变压器相关仿真效率问题时,矩形和圆柱型铁芯可提供建模方法参考。     

一种钢轨表面伤损漏磁检测信号滤波方法

漏磁检测(MFL)是工程上常用的无损检测方法之一,针对钢轨顶面伤损漏磁检测信号受提离干扰的影响,根据伤损漏磁场在不同方向上的分布特征,提出了一种抑制钢轨漏磁检测提离干扰的滤波方法。采用阵列式传感器,根据x和z方向信号的差值确定参考信号实现滤波,根据伤损漏磁场的分布推导了传感器的安装方式。实验结果表明,该方法能够有效地抑制漏磁信号的提离干扰,显著地改善了漏磁检测信号。     

浅埋厚煤层地表漏风对采空区煤自燃影响数值模拟研究

西部矿区浅埋厚煤层通常采用抽出式通风方式,地表漏风不仅使风流紊乱,而且其中的O 2贯穿采空区,与采空区遗煤共同作用使其氧化,从而发生煤自燃,并且产生的CO等有害气体超标,严重影响矿井的正常开采。目前一般采用现场实测、理论分析及实验研究方法对地面漏风引起的采空区内煤自燃的气体浓度场和温度场等进行研究,然而地表裂隙漏风自然发火实验复杂程度较高,理论分析及实验研究方法难以从三维角度认识地表漏风对采空区内煤自燃的影响规律。针对上述问题,根据我国西北矿区埋深浅、煤层厚等特点,建立三维数值计算模型,采用数值模拟与现场实测相结合的方法研究了浅埋厚煤层条件下导气裂隙采空区“三带”分布情况及不同工况下采空区O 2浓度场、CO浓度场、温度场、压力场等的分布规律,并采用ZD5煤矿火灾多参数监测装置进行现场验证。结果表明:采空区内“三带”分布规律和O 2浓度场分布受地表漏风影响明显,采空区顶部O 2容易聚集,改变了采空区内气体流场分布规律,采空区内高体积分数O 2(体积分数为18%~23%)聚集范围为沿采空区走向0~270 m、沿采空区竖直方向3~20 m,特别是在沿采空区走向0~80 m、沿采空区竖直方向3~8 m空间O 2充足、有一定遗煤且热量不容易散失,该区域煤自然发火危险程度较高;采空区内回风隅角压力最小,为-10 Pa,回风口压力最低,进风口压力最大,沿倾向、竖直方向及走向压力均逐渐增大;采空区内温度和CO分布规律类似,在采空区底部受顶部漏风影响很小,主要受工作面进风隅角影响,热量积聚和CO聚集规律与不漏风时基本一致,而从采空区中部开始,温度和CO主要受顶部漏风影响,在中部区域温度和CO均呈现“O”形圈分布,采空区顶部,温度和CO在每个断裂带与采空区交接处达到极大值,并向两侧递减,在最深部的断裂带与采空区交接处出现最大值。     

Leakage detection in a fuel evaporative system

On-board diagnostic (OBD) regulations require that the fuel system in personal vehicles must be supervised for leakages. Legislative requirement on the smallest leakage size that has to be detected is decreasing and at the same time the requirement on the number of leakage checks is increasing. A consequence is that detection must be performed under more and more diverse operating conditions. This paper describes a vacuum-decay based approach for evaporative leak detection. The approach requires no additional hardware such as pumps or pressure regulators, it only utilizes the pressure sensor that is mounted in the fuel tank. A detection algorithm is proposed that detects small leakages under different operating conditions. The method is based on a first principles physical model of the pressure in the fuel tank. Careful statistical analysis of the model and measurement data together with statistical maximum-likelihood estimation methods, results in a systematic design procedure that is easily tuned with few and intuitive parameters. The approach has been successfully evaluated on a production engine and fuel system setup in a laboratory environment.