高压交流线路避雷器劣化状态数值仿真

高压交流线路避雷器的劣化分析是保障其运行安全的重要评估技术.针对避雷器出现的劣化问题,提取其伏安特性中的小电流区间,建立数学表征模型,并以模型中的时间常数表征氧化锌的劣化程度.结合晶粒物理结构、Voronoi网格分析晶粒及晶粒间的电气连接特性,推演RC等效电路模型并简化电路.开展数值仿真计算,获得不同劣化程度下避雷器的伏安特性曲线以及交流电压作用下的阻性电流变化规律,分析了容性电流分量与谐波电压对总泄漏电流的影响.泄漏电流波形的畸变率可判断避雷器的劣化程度,模型可辅助优化基于泄漏电流的避雷器在线监测与诊断技术.     

利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线

针对中性点不接地系统单相接地故障选线困难的问题,通过母线故障相接地故障转移与中性点接入小电阻的方式来增强故障信息从而选出故障线路。建立了故障转移阶段、并联电阻投入前后各个阶段的零序网络模型,分析了健全线路和故障线路各自的零序电流幅值的变化特征。在中性点小电阻投入、母线开关分闸前后各馈线零序电流幅值变化明显,健全线路零序电流在母线开关分闸后显著减小而故障线路零序电流增大。利用故障线路与健全线路的零序电流变化特征构建了不接地系统故障选线判据。大量的仿真计算验证了该方法对于不接地系统单相接地故障良好的适应性,有助于进一步提高故障选线准确率。     

基于电压曲线特征的电压暂降凹陷域快速计算

针对现有的电压暂降凹陷域计算方法进行了分析研究,提出一种基于敏感负荷节点电压曲线特征的凹陷域快速计算方法.当线路发生单相接地故障时,分析敏感负荷节点电压的表达式,在此基础上定义了由节点阻抗矩阵元素组成的一致性参数和单调性参数,用来判断电压曲线是否具有单调性.根据电压曲线单调与否,把线路分为两类,采用不同的临界故障点计算方法.以IEEE 39节点标准测试系统为例,分析敏感负荷节点的凹陷域.并与已有的解析式法对比,结果表明,该算法在保证精确度的前提下提高了计算速度.     

输电杆塔沉降状态感知技术研究

为了满足对采空区或湿陷性黄土地区的输电杆塔微沉降的准确测量,提出一种基于模态参数识别技术,实现杆塔沉降状态感知与诊断。首先,建立了杆塔在脉冲激励下的振动微分方程,通过有限元计算得到杆塔的振型节点,从而确定振动传感器的安装位置;接着设计了输电杆塔沉降状态实时感知系统,系统包括感知节点、边缘节点、后台监控中心3个部分;最后,在西安工程大学110 kV实验输电线路进行实验。通过实验发现当杆塔塔基发生位移时,模态频率明显下降(当位移值达到30 mm时,第一阶和第二阶模态频率分别下降了43.98%和13.12%),而且模态频率与位移量呈现线性关系。这表明采用该方法可以实现对杆塔沉降状态的准确感知与诊断,为保证输电杆塔安全运行提供有效的技术手段。     

基于PSO算法的直流近区光伏发电系统控制参数优化方法

针对直流近区光伏发电系统的小扰动和振荡问题,本文提出了一种基于P SO算法的直流近区光伏发电系统控制参数优化方法以提升系统小干扰稳定性.首先,建立包括光伏阵列、逆变器及其控制器、直流输电系统的直流近区光伏发电系统小信号模型.其次,建立了基于特征值的直流近区光伏发电系统控制参数优化问题,并提出了一种基于P SO算法的控制参数优化方法对优化问题进行求解.最后,在Matlab/Simulink仿真平台中采用所提出方法对直流近区光伏发电系统的控制参数进行优化,并施加不同类型的扰动,比较控制参数优化前后系统的动态响应.仿真结果表明,采用优化后的控制参数,系统的动态响应性能得到明显提升.     

变压器绕组多倍频振动机理及特性

变压器绕组振动信号与其机械状态密切相关,但现有的绕组振动机理研究尚不能很好地支持变压器绕组机械状态检测方法研究。为此,考虑变压器绕组机械振动与其所处漏磁场的相互耦合作用,建立了绕组两体振动模型,采用哈密顿原理推导出了模型的振动数学方程,解释了由机电耦合作用所引起的绕组非线性振动现象,完善了绕组振动机理,并通过理论分析及试验验证确定了绕组多倍频振动产生的条件。研究结果表明:绕组的振动主要集中在基频100 Hz处;然而,在机电耦合作用下,当绕组固有频率满足电流激励的整数倍时,会出现参变共振多倍频振动,振动频率为电流频率的整数倍。研究结论对变压器绕组机械故障诊断、抗短路能力设计、减振降噪技术具有指导意义。     

基于微纳光纤的三光束干涉型电场传感器

光纤电场传感器具有体积小、电气绝缘性能良好等特点,在电气设备状态监测中具有广泛而重要的应用。针对传统基于双光束干涉的电场传感器所存在的灵敏度低、温度稳定性差等技术瓶颈问题,提出一种基于三光束干涉(TBI)的电场传感器。为此介绍了传感器的工作机理,讨论了TBI器件的结构参数对传感器性能的影响规律,给出了具有良好温度稳定性及灵敏度的传感器最优结构设计方法。实验测试结果表明,TBI电场传感器的平均灵敏度约为1.32 V/(kV·cm–1),温度稳定性为2.6 pm/℃,传感器对工频及脉冲电场的响应结果表明:传感器具有较宽的响应频带范围。该研究工作对提升全光纤电场传感器的技术水平、推广其在工程中的实际应用具有重要意义。     

基于灰色关联分析的电网安全事故关键致因分析

探讨和研究电网安全事故的影响因素及控制已成为预防电网安全事故发生的热点问题。为揭示电网安全事故发生的深层机理,基于事故致因理论,采用质性分析和灰色关联分析的方法,分析中国电网安全事故的关键致因。研究发现,电网安全事故的影响因素主要包括主体因素（认知因素、行为因素和身体因素）、过程因素（组织氛围因素和组织过程因素）、对象因素（设备可靠性低和设备管理松懈）及情境因素（作业环境因素和非作业环境因素）。灰色关联分析表明：电网安全事故的致因因素可以分为红色危险因素（r≥0.8）、橙色警备因素（0.7≤r＜0.8）和黄色警告因素（r＜0.7）,其中,组织氛围因素、认知因素和行为因素是电网安全事故的关键致因因素。在此基础上提出电网安全事故管理的政策建议,以期推动中国电网安全发展进程。     

基于2D与3D匹配模型的变压器全损耗特征计算

变压器损耗分布和绕组形变、变压器热传递等因素有着密切联系,损耗计算是变压器绕组结构和绝缘配合设计的关键问题.随着变压器等级容量的不断提升,使用传统的经验公式或简单的数值计算方法进行损耗分析往往具有较大的偏差.依据有限元理论构建了一种基于2D与3D模型匹配的变压器损耗混合模型计算方法,在降低计算量的同时兼有计算的准确性.并以一台400 kVA的三相电力变压器为例,得到了变压器损耗分布规律:变压器内部固定夹件的杂散损耗主要分布于夹件的内侧面,并集中于靠近线圈的边缘,在油箱壁侧面、背面和底面损耗分布呈现抛物面形、"驼峰"形和"三峰值"形;高低压绕组损耗分布趋势与电流密度的分布基本吻合,整体绕组和导体内部损耗分布趋近于高压绕组之间的夹缝和绕组两端方向.