基于Dolph-Chebyshev窗的电力电缆中间接头定位诊断

提出一种基于Dolph-Chebyshev窗的配电电缆中间接头定位改进方法。根据电缆传输线模型说明频域反射法（frequency domain reflectometry,FDR）的定位原理,建立定位仿真模型进行验证,通过仿真对比分析选择基于Dolph-Chebyshev窗的FDR改进方法;同时搭建电缆总长为20 m、接头位置为10 m的中间接头冷热循环受潮平台,探究其受潮发展规律;建立多接头仿真模型,探究接头在不同缺陷程度时的定位幅值关系。结合诊断模型,在2 800 m多接头10 kV XLPE电缆上进行验证。仿真及实验结果表明：所提方法能够准确定位各接头并有效识别出缺陷接头;验证了所提方法对电缆异常接头定位及诊断具有可行性。     

脉冲波形对脉冲反射法的电缆故障 定位影响的研究

摘要： 针对脉冲反射法在电缆故障定位中的应用进行了研究。利用电磁暂态软件建立仿真模型,对电缆的不同的故障模式、脉冲波形和脉冲宽度对测量的精度的影响进行了分析。研究结果表明：断线故障的反射波形和原始脉冲是同向的,而接地故障反射波形是反向的,脉冲反射法中,推荐使用方波作为脉冲的波形。方波的脉冲波形宽度越窄,高频分量越高,信号衰减越快,则可测范围越短,测距精度越高。对正确判断故障类型、确定脉冲波形形式和宽度等具有重要指导意义。     

基于阻抗谱加窗傅里叶变换的电缆多段缺陷识别方法

电缆各类潜伏性缺陷的识别和定位对电力运维具有重要意义,然而现有电缆检测方法无法在故障产生前对电缆老化、局部破损等缺陷检测进行定位。提出了一种基于电缆宽频阻抗谱的无损局部缺陷检测方法,可以有效地定位电缆早期缺陷,避免演变产生电缆故障事故。建立电缆分布参数的数值模型,研究了电缆阻抗谱特征规律,对比分析不同老化程度的潜伏性缺陷的出现对电缆阻抗谱的影响,分析了不同潜在缺陷的频域阻抗谱特征;对含有缺陷的电缆阻抗谱进行离散傅里叶变换,并以切比雪夫窗函数对积分变换的结果进行处理,实现了对多段潜伏性缺陷的准确定位。实验和仿真结果表明：该方法可以实现电缆上多段潜伏性缺陷定位,通过窗函数算法可以显著抑制噪声,提升定位精度。为电缆故障定位技术改进提供了新的技术手段。     

光伏系统直流电缆故障检测及其定位研究

针对大型光伏电站中直流电缆发生故障难以检测和定位的问题,提出一种基于传输线等效分布参数模型的时域反射法,并通过扩展频谱的方式提高其抗干扰性。研究光伏电站电缆发生故障的原因和类型,对拓展频谱和时域反射进行理论分析,通过仿真和实验验证理论的正确性,并结合不同工况分析该方法的可行性及其抗干扰能力。实验结果表明所采用的方法能稳定地对光伏系统中的直流电缆故障实现迅速的在线检测以及精确的定位。     

基于反射系数傅里叶逆变换的电缆局部缺陷诊断方法研究

为了及时发现电缆中存在的潜伏性缺陷,研究一种基于反射系数傅里叶逆变换的电缆局部缺陷诊断方法。首先根据传输线理论建立电缆计算模型,然后采用快速傅里叶逆变换（IFFT）将电缆首端反射系数谱转换到空间域,最后利用缺陷定位诊断函数DF（x）实现电缆局部缺陷的定位和诊断。针对存在典型局部缺陷的10 kV交联聚乙烯（XLPE）电缆仿真分析,当选取适当的测试频率和测试点数,缺陷定位误差最低可达0.01%。定位曲线中缺陷对应的DF（x）幅值受分布参数的影响,与电容变化的程度线性相关;缺陷长度在一定范围内,DF（x）幅值与缺陷长度成正比;随着缺陷到电缆首端距离的增加,DF（x）幅值成指数衰减;此外,电缆上多处缺陷的诊断结果相互独立。结果表明,该方法具有良好的灵敏度和精确性。     

电缆线路中间接头绝缘缺陷电场仿真与放电小室局放检测研究

高压电缆作为输送电能的优选设备而被广泛应用,但其长期处于高压环境下,将会导致故障的发生。电缆接头是电缆中最为薄弱的环节,由于其制造过程的不严谨和长期运行与高压环境,将会产生诸多绝缘缺陷,导致局部放电。缺陷会导致内部场强的增加和温度的升高,将严重影响电缆的正常工作,甚至导致绝缘击穿引发巨大故障。为预防绝缘缺陷引起的故障,对电缆进行气隙,杂质和受潮3种典型的绝缘缺陷进行仿真分析,通过对比来得出不同缺陷对电场强度和电压的影响,接着对中间接头的典型绝缘缺陷进行了局部放电检测,结果显示即使微小的缺陷也会引起场强和电压的突变,从而导致绝缘劣化。     

高温超导电缆终端预制式应力锥气隙缺陷仿真及改善措施

高温超导电缆终端预制式应力锥可有效改善终端电场分布从而降低终端电场强度,但预制式应力锥在制造过程中可能会出现一些气隙缺陷,使电缆终端电场畸变、集中,引起局部放电甚至发生击穿致使高温超导电缆损坏。基于球型和长型两种气隙缺陷类型,建立了7种缺陷模型,通过有限元软件仿真得到各缺陷模型终端电场的分布和最大值,并根据仿真结果给出了改善措施。     

计及反射辐射的分布式光伏阵列建模研究

针对分布式光伏阵列传统建模方法不能考虑阵列自身安装特点及周边复杂太阳辐射环境,从而导致模型不准确的缺陷,文章提出了一种计及反射辐射的光伏阵列建模方法。利用气象站采集数据,通过研究建筑物立面对光伏阵列产生的反射辐射,建立了反射辐射模型。同时,根据太阳位置、建筑物以及光伏阵列相对位置关系,分析建筑物对光伏电站的遮挡影响,建立了复杂环境下光伏阵列辐射模型。以光伏组件的输出数学模型为基础,结合光伏阵列的安装方式,通过叠加法得到光伏阵列输出模型,并通过实验验证了模型精度。     

锅炉管阵列中的声二极管效应与冷态缺陷研究

基于声子晶体理论,通过设定管阵列的几何参数和温度等环境参数,采用数值计算方法分析了声波通过2种不同结构管阵列的传播特性,得到在某些频率范围内存在声波的单向导通特性,并对冷点缺陷位于管阵列中不同位置处的声传播特性进行了计算.结果表明:声波的单向导通特性与2种管阵列过度位置的结构排布方式有关;管阵列中存在冷点缺陷时其声传播特性会发生变化;研究声波通过不同管阵列的声传播特性对管阵列中声源定位有重要意义.     

交联聚乙烯绝缘电缆防水接头的应用与分析

如果地下变电站的电缆护层渗水问题得不到解决,会引发电缆运行事故,影响电网的可靠供电。针对地下变电站护层多次发生交联聚乙烯绝缘电缆渗水事故,分析了电缆护层渗水的主要原因,叙述了FSJ-10/3.3型电缆防水接头的设计原理、安装工艺、注意事项和应用实绩。提出了要进一步推广和提高电缆防水接头的应用成果,并将电缆防水技术应用于电压等级较高的交联电缆。     

多孔介质中高温气体非稳态渗流传热数值计算

针对水平导管中填充颗粒物料层内的高温气体参流传热现象，考虑渗流与传热的相互作用并采用局部非平衡假设建立多孔介质中的瞬态渗流传热物理数学模型。研究不同情况下填充物料中的渗流速度和气固温度分布。计算结果表明，高温热气体对水平导管中移动颗粒料层的热渗透主要发生在渗流入口端区域，随着渗流时间延长，热渗透深度沿导管推进。增大入口渗流速度以及减小出料速度，将导致物料温度沿导管慢速下降，热渗透深度扩大，热渗透作用区域内的物料温度水平提高。在热渗透作用区域，孔隙率对流场和温度场有很大的影响。研究对于高温反应器的颗粒输运和给料器的设计与运行有一定的参考作用。     

土工膜缺陷引起的土工膜防渗砂砾石坝渗漏数值模拟

为研究土工膜缺陷对土工膜防渗砂砾石坝渗流场的影响,基于某土工膜防渗砂砾石坝的实际情况,应用饱和〖CD1〗非饱和渗流理论,构建了三维有限元数值计算模型,并对土工膜缺陷条件下坝体和坝基渗流场进行了数值模拟,拟定了不同缺陷部位、尺寸的计算方案,分析了在不同压力水头下复合土工膜发生不同程度的破损对渗流场的影响,获得了土工膜防渗砂砾石坝缺陷渗漏渗流场的特性。发现单个土工膜缺陷的发生部位和大小对砂砾石坝的渗流要素（浸润线、渗透坡降、渗透流量）影响不大,对缺陷附近局部渗流场的影响较大,随着缺陷处压力水头或缺陷尺寸的变大,局部饱和区变大。表明单个土工膜缺陷渗流影响区域仅为缺陷附近垫层内部较小区域。     

特高压直流输电系统馈入的城市电网谐波渗透特性分析

针对城市电网直流输电落点谐波从高电压等级向低电压等级渗透过程中出现的高次谐波放大现象,基于网络固有结构理论,提出一种城市电网谐波放大分析方法。注意到电缆对谐波跨电压等级渗透的影响,在谐波国标框架下按等效注入谐波电流大小评价其影响,提出等效注入感容耦合度评估其影响机理,并建立电缆分布参数模型,对其系统等值阻抗感容临界条件进行分析。利用多直流落点局部城市电网对所提方法进行分析验证,并与现场测量数据对比,结果表明所提方法能有效判别谐波敏感回路,以及分析电缆对谐波渗透的影响机理。     

不同成矿材料尾矿库概化分区模型及渗流场特性分析

为确保尾矿库的稳定与安全,针对某金矿、某铁矿尾矿库的成库特性,建立不同概化分区尾矿库的整体三维模型,在库体基本渗透参数及排渗设施布置相同的条件下,分别计算分析了某金矿与某铁矿尾矿库的渗流场及其变化特性,验证了渗流设施的渗流控制效果。针对某金矿尾矿库浸润线埋深不能满足渗流控制要求的分析结果,提出了渗控方案和渗控改进措施。研究成果可为不同成矿材料尾矿库工程的渗控方案提供指导。     

基于分布式光纤温度传感技术的渗流监测试验

为实现实时、长距离和分布式的渗流监测,基于分布式光纤温度传感技术定位原理,设计了室内渗流监测模型及理想的提高渗流监测空间测量精度的光纤布置方式,通过对埋置于粘土、砂土以及均匀混合土壤中的光纤进行加热模拟渗流试验,对比分析不同渗流量下光纤温降情况,说明光纤布置方式的合理性及渗流定量监测的可行性,并给出了提高温度测量精度及压实效果的有效措施。     

移动床中热气体渗流传热对煤粒热解反应过程的影响

针对移动床内热气体对煤颗粒预热处理工艺,分析了颗粒料层中热气体渗流传热对煤热解反应过程的影响,建立了多孔介质渗流传热与煤热解反应相互作用的物理数学模型。研究了不同情况下移动床内气固温度和压力分布以及煤热解反应规律,计算结果表明,高温热气对移动床煤颗粒料层的热量渗透主要发生在渗透入口端区域,热解反应发生在热渗流作用区域,煤的热解反应对应酬内温度场分布有较大的影响,改变运行参数可以调整热渗透作用区域推移速度和物料温度水平,从而控制煤热解反应过程,在热解反应区域,孔隙率对流场,压损和煤热解过程有很大的影响。图9参11     

Modeling of hot gas flow through a feed stream within a horizontal pipe

High heat penetration into a feed stream within a horizontal pipe is described mathematically with a gas flow and heat transfer model. Influences of varied factors on the gas flow and heat transfer in porous media are examined for different conditions. The temperature of the packed‐bed particles and the gas velocity distribution curves are obtained for the feeding service at interruption and at regular charge operating conditions. The numerical results show that the thermal effect to the packed‐bed particles by the seepage flow fluid is high only in the position near the gas entrance. The thermal penetration depth tends to increase with the seepage flow velocity and decrease with the feed rate. The operating conditions and the porosity of solid bed have importance effects on the gas velocity and temperature field in the thermal penetration zone. The model results are found to compare favorably with the experimental data available in the literature. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Heat Trans Asian Res, 32(6): 553–565, 2003; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/htj.10109     

Analysis and suppression measures of lightning transient overvoltage in the signal cable of wind turbines

Lightning strikes are a major threat to the secure operation of wind turbines. When lightning strikes a wind turbine, the lightning current flows through the blade and the tower and then the induced overvoltage will damage sensors and signal cables. In this study, a comprehensive transient surge impedance model of a wind turbine was built to analyze the causes of the overvoltage in the signal cable. The model that studies the overvoltage caused by both capacitive coupling and electromagnetic induction included the blade, nacelle, tower, signal cable, power cable, and grounding system using π networks. The influences of the cable shielding layer, soil resistivity, and lightning current waveform on the overvoltage were also analyzed. Then, 2 overvoltage suppression measures, ie, grounding at 2 ends of the outer shielding layer and installation of a surge protective device, were tested. Results show that a signal cable with double shielding layers reduced the overvoltage in the signal cable, and higher soil resistivity resulted in increased voltage on the tower base. In addition, the peak and the front time of the lightning current significantly influenced the overvoltage on the tower and the cable. The effectiveness of the 2 suppression measures was also verified. The calculation results will provide guidance for a reasonable lightning protection design.     

不同面板缺陷下面板堆石坝渗透稳定性数值模拟研究

为研究不同面板缺陷联合库水位变动(库水位高程、库水位骤降速率、缺陷高程、缺陷尺寸)对面板堆石坝渗透稳定性的影响,以浙江省临海市某面板堆石坝为例,利用岩土软件Geostudio的Seep/w与Slope/w模块对含不同缺陷及不同库水位情况下的面板堆石坝进行了有限元分析,得到了渗漏量、面板后浸润线高程及上下游坝坡的安全系数变化规律。计算结果表明,库水位高程越高,面板坝坝后浸润线高程越高,坝体的渗漏量越大,上游坝坡安全系数越大,下游坝坡安全系数越小;当库水位高程低于缺陷高程时,完整面板坝与含缺陷面板坝的渗透稳定特性一致,当库水位高程大于缺陷高程时,库水位水平越高,面板坝后的浸润线高程越高,同时渗漏量也越大;库水位骤降下面板坝内部浸润线呈现先疏后密的规律,在库水位骤降经过缺陷高程时,坝体内部浸润线有个突然下降的过程;一旦面板发生缺陷,面板坝后的浸润线及渗漏量会出现较大的增长,安全系数下降幅度也较大,缺陷高程越高,面板坝后浸润线高程及渗漏量越大,安全系数也越小;缺陷尺寸越大,面板后的浸润线高程及渗漏量也越大,安全系数越小,但变化幅度较小,同时,上游坝坡的安全系数整体上要大于下游坝坡。     

基于电流波形差异性的超导电缆失超保护策略

针对高温超导电缆失超运行工况难以准确快速检测,失超过程中发生轻微故障差动保护难于及时反应的问题,提出了失超综合保护策略。利用超导电缆简化数据模型推导出超导态运行时屏蔽层电流相对于超导层的补偿系数,计算出电缆失超时电流波形的差异度,提出基于电流波形差异性和非电气量的失超综合保护策略,并利用PSCAD建立反应超导态、失超态连续变化的超导电缆失超模型,对提出的保护策略进行了仿真研究,仿真验证了失超综合保护策略的可行性。