断路器合闸电阻运行可靠性分析及故障诊断技术研究

合闸电阻作为断路器合闸过程中合闸涌流、操作过电压抑制的重要部件,主要应用在800 kV及以上电压等级输电线路与换流变电站交流滤波器场,其特殊的应用环境导致其故障率较均压电容、支撑绝缘件等其他电气部件高。然而,在合闸电阻日常运维与故障诊断过程中,无相应的标准与系统的方法对其是否存在缺陷以及故障后的故障原因进行分析。本文首先对合闸电阻特性参数与工作原理进行介绍,之后对串联结构断路器与并联结构断路器分别进行运行可靠性与故障诊断技术研究。提出了动态电阻拟合、声振信号检测、绝缘性能测试、热容量测试等断路器运行过程中合闸电阻状态监测方法,以及基于ICP的合闸电阻堆拼接、应力特性分析、电场仿真等合闸电阻故障诊断方法,最后通过设备解体验证了所提方法在合闸电阻运行状态检测过程中的可行性。     

新疆和田植被水分利用效率的SEM-ANN模型构建

水分利用效率（WUE）反映了消耗单位质量水所制造的干物质量,是评估植被生长适宜性的综合指标,但是WUE的复杂影响机制使得区域多种因素的驱动贡献不甚明晰。为了探究多种因素对WUE的直接或间接影响关系,以求得到更好的WUE模拟效果,本研究构建了结构方程模型（SEM）与人工神经网络（ANN）相耦合的SEM-ANN模型。由SEM确定WUE影响因素之间的结构关系及影响程度,然后转化为ANN的拓扑结构。结果表明：在新疆和田地区,不同植被类型WUE的影响因素和影响层次有所不同;温度、降水、饱和水汽压差、风速均对植被WUE有着不同程度的直接影响;在草地及耕地中,增强植被指数（EVI）可体现为为间接影响WUE的中间变量;而在灌木及常绿针叶林中,标准化降水蒸散发指数（SPEI）将作为中间变量。经过SEM优化后的ANN结构,拟合效果更好,SEM-ANN模型对于生态系统的环境控制和WUE的模拟有着很高的解释性和精确性,这为提高新疆生态系统的高效用水能力以及预测未来气候变化下WUE的响应状况提供了理论依据和模拟途径。     

线板型静电除尘器的电场、流场与颗粒浓度分布的数值模拟

为了深入研究颗粒在静电除尘器内的传输行为,采用开源软件OpenFOAM计算了Maxwell方程组、连续方程、动量方程、颗粒荷电和输运方程,分析线板型静电除尘器内电场、流场和颗粒浓度分布的特点.结果 表明,电势、流场和收尘效率的预测值与实验数据符合良好.在线板型静电除尘器内,电势和电荷密度以电晕线为中心呈对称分布,流场和颗粒浓度场以电晕线连线为对称轴基本呈对称分布.静电除尘器的收尘率随板间距的增加而减小,随电晕线间距的增加先增加后减小.当表示电场力与惯性力之比的无量纲准数MEHD和表示惯性力与黏性力之比的雷诺数Re的平方之比NEHD/Re2＜ 1.31×10-8时,静电除尘器内漩涡几乎消失,一次流占主导地位.当NEHD/Re2＞3.35×10-6时,静电除尘器内流场出现多个大尺度漩涡,电子风占主导地位.当NEHD/Re2＞ 3.35×10-6或NEHD/Re2 ＜3.35×10-8时,大涡模拟和k-ε湍流模型预测的收尘效率相同;当1.31×10-8＜NEHD/Re2＜3.35×10-6之间时,大涡模拟和k-ε湍流模型预测的收尘效率存在较大差异.     

聚乙烯对油田加热集输工艺的适用性

为明确非金属复合管聚乙烯内衬在油田加热输送工艺的适用性,借助反应釜、扫描电镜研究4731B聚乙烯挂片在温度50℃、压力0.1、4、6 MPa、采出原油与采出水介质中168 h内的渗透行为。研究发现,采出原油、采出水均可渗透进入聚乙烯使其溶胀、增重,采出原油引起的增重率大于采出水,最大为4.52%;聚乙烯表面产生裂纹,介质沿裂纹局部渗透,最大渗透深度达166.7μm;介质渗透使聚乙烯力学性能降低;采出原油引起的溶胀随压力增大而减小,采出水引起的溶胀在压力4 MPa时最严重;光氧老化对聚乙烯力学性能的影响显著高于介质渗透。结果表明,加热输送条件下,聚乙烯耐油田介质性能虽满足ISO 23936-1-2009要求,但裂纹现象与高裂纹扩展速率易导致非金属复合管泄漏失效。     

关于高压电气设备带电检测信息化管理的研究

随着电力系统的发展,对发电、输电、供电和用电的可靠性要求越来越高,高压电气设备状态检测也尤显重要.建立了一种智慧仪器仪表在线检测智能运检平台,制定统一的数据传输规范,实现检测数据终端分析、检测结果线上管理,全面提升电力设备带电检测试验工作水平,支撑泛在电力物联网重要战略部署.     

基于关联分析的变电站附属设备差异化运维

针对变电站附属设施缺陷分析手段欠缺、运维策略粗放、简单周期化的问题,研究基于关联分析的变电站附属设备差异化运维技术,基于现有的变电站附属设备管理系统搜集的缺陷历史数据,从变电站、附属设备类型、厂家、型号和投运年限、季节等维度对变电站附属设备进行关联分析,实现附属设备的状态评估,提出附属设备差异化运维方案,从而提升运维人员决策的预见性和全局性.     

微米级P-Si@a-TiO2负极材料的制备及电化学性能

以微米级Al-Si合金粉为原料,采用去合金法和溶胶-凝胶法制备了无定形TiO2包覆珊瑚状多孔Si结构的复合材料(记为P-Si@a-TiO2),通过XRD、XPS、SEM和TEM对复合材料的结构和形貌进行了表征,分析并揭示了TiO2层的制备机理及包覆层厚度对复合材料电化学性能的影响.结果表明,珊瑚状多孔Si结构和适当厚度的包覆层可以有效缓冲材料的体积膨胀,提高电极的循环稳定性.当TiO2包覆层约为10 nm时,对材料的改性效果最佳.此时的P-Si@a-TiO2的电极电势差仅为0.321 V,在1.0 A/g电流密度下循环50次后具有1357.4 mA·h/g的放电比容量,展现出优越的电化学性能.     

聚乙烯醇/海藻酸钠双交联凝胶球的制备及其应用

将聚乙烯醇(PVA)、硼酸、海藻酸钠(SA)和氯化钙结合构筑双交联凝胶网络,并负载腐植酸钾(KHA)和钙基蒙脱土(MMT)纳米粒子,成功制备了一种双交联凝胶球(PVA/SA/KHA/MMT).该凝胶球用于亚甲基蓝(MB)和Pb(Ⅱ)的去除.通过FTIR、XRD、TGA、SEM-EDS、Zeta电位分析和BET表征了凝胶球的理化性质.结果表明,吸附过程遵循准二级动力学模型,实验数据与Langmuir模型吻合良好.在25℃时,MB和Pb(Ⅱ)的理论最大吸附容量分别为793.65和507.61 mg/g.热力学结果表明,该凝胶球的吸附是自发吸热的,并且是由系统总体熵的增加所驱动.FTIR和XPS结果表明,Pb(Ⅱ)的吸附过程主要是通过羧基的螯合实现,而MB的吸附则通过氢键和静电相互作用发生.PVA/SA/KHA/MMT对MB和Pb(Ⅱ)具有较高的吸附选择性.经过5次循环使用后,凝胶球对MB和Pb(Ⅱ)仍表现出较高的去除率.     

低温洗涤法烟气脱硫脱碳工艺模拟研究

本文提出了一种通过低温戊烷液体洗涤烟气将CO2和SO2同时冷凝脱除的烟气处理工艺。该工艺采用2塔喷淋冷却方式冷却烟气,第1个喷淋塔采用冷冻水喷淋降温至接近冰点,第2个喷淋塔采用低温正戊烷液体喷淋降温至SO2和CO2的凝华温度,洗涤冷凝得到的SO2、CO2和H2O等组分不溶于正戊烷,故而从洗涤液分离出来。本文基于ASPEN PLUS软件建立600 MW 燃煤机组低温冷凝法脱硫脱碳工艺模型,通过物料和能量平衡计算,对SO2和CO2脱除效率和系统能耗进行了分析。结果表明:将烟气降温至–116 ℃时,CO2捕集率达到90%,SO2脱除率接近100%;当捕集的CO2以气态形式存在时,系统能耗约为80.25 MW（188.6 kW·h/t）,当捕集的CO2以液态形式存在时,系统能耗约为114.56 MW（269.2 kW·h/t）,比传统醇胺吸收法脱碳能耗降低30%左右。     

积灰对光伏电池板输出特性影响研究

积灰对光伏电池板输出特性具有显著影响,且因地域、实验环境等因素不同存在较大差 异。为此,本文分析了不同自然积灰的粒径分布特征,分别利用黄土、红土和高岭土,构造了我国不同地域自然积灰的模拟样本;搭建了由光伏电池阵列、MPPT控制器、上位机以及光强测量仪、温度测量模块等构成的实验平台,开展了积灰对光伏电池板的伏安特性、温度、相对透光率以及输出功率影响的测量实验;基于实验数据建立了相对透光率、相对发电效率与积灰密度关系的拟合模型。结果表明:随着积灰密度的增加,光伏电池板的温度、相对透光率和相对发电效率均逐渐降低,且降低幅度与积灰类型有关;应用算例表明,所建模型可用于光伏发电功率预测以及光伏电池板积灰的清洗周期选取。