三芯电缆接头温度场计算

电缆接头是电缆线路运行中的薄弱环节,接头的绝缘状态与接头内部的温度直接相关,研究三芯电缆接头内部温升具有重要意义。首先,建立了三芯电缆接头及本体的3维模型,根据接头不同部位的形状采用不同的剖分方式,并将不同形状的网格通过网格耦合进行连接。然后,在考虑接头接触电阻情况下研究了模型中电缆本体的长度对接头温度分布的影响,选择合适的电缆本体长度,并仿真了三芯电缆接头模型的稳态和暂态温度场。最后,在三芯电缆接头温升试验平台开展试验,比较了接头内部温度的测量值和仿真值,相对误差不超过9%。结果表明该文建立的三芯电缆接头模型计算结果准确,可满足工程应用需求。     

大直径屏蔽球电晕特性与起晕电压预测

为研究大直径屏蔽球的电晕特性,提高直流换流站阀厅绝缘设计能力,依据典型阀厅屏蔽球尺寸设计了直径100 mm到600 mm的试品球,开展了球-网-地、球-地和球-球-地3种试验布置下的正(负)极性电晕试验,提出了表征电极周围空间电场分布的特征集,将其作为输入量,引入支持向量分类机构建机器学习模型,实现屏蔽球的电晕起始电压预测。试验得到了负极性起晕场强与球径之间的关系,同时以其中两种试验布置作为训练样本,预测另一种试验布置的起晕电压,结果表明:球-网-地、球-地和球-球-地3种试验布置下负极性起晕电压预测结果同试验值相比,平均绝对误差分别为5.19%、4.99%和4.33%,预测值拟合曲线与试验值基本相符,满足工程要求。该方法能通过已有试验数据预测相似环境下结构相异样本的同极性起晕电压,为起晕电压数值计算提供了一条新的途径。     

基于流线分析的10kV油浸式变压器绕组热点温度反演模型建立及验证研究EI北大核心CSCD

准确获取运行变压器绕组热点温度一直是电力行业的难点问题之一。源自变压器绕组热源区域的热流是导致变压器外场域温度升高的直接推动力,该文基于变压器温度流体场耦合数值计算,分析变压器内部热流扩散规律,通过提取流经绕组热点区域与外壳散热区域的典型热流流线,选取变压器外部可测并与绕组热点温度具有强关联关系的特征测温点,并采用网格搜索法优化的支持向量回归机构建特征测温点温度与绕组热点温度间的多维非线性关系,进而建立变压器绕组热点温度反演检测模型。为拓宽反演模型的普适性,采用正交设计法构建反演模型所需的训练样本和测试样本,采用变压器多工况温升试验验证变压器温度流体场仿真结果的准确性,并验证绕组热点温度反演模型的准确性,绕组热点温度反演平均绝对误差为1.82%,最大温差小于3℃。     

基于物理信息神经网络的短间隙流注放电模拟北大核心CSCD

流注放电物理过程可由相互耦合的泊松方程和对流扩散方程描述,是涉及电磁学和流体动力学的多物理场问题。针对瞬态流注放电计算量大的问题,本研究提出了一种基于物理信息融合神经网络的流注放电高效求解模型,该模型相对传统的数值求解算法可大幅提高模型的求解效率。首先,基于二维泊松方程的解析解形式,获取了大量二维随机分布空间电荷的电场分布。利用电荷分布与电场分布的对应关系,作为泊松算子物理神经网络的训练集,得到预训练的泊松方程神经网络求解算子。随后,基于二维有限元求解器获取了不同边界条件下考虑等离子体化学反应的粒子对流—扩散的求解结果,将其作为用于预训练对流扩散物理信息神经网络的训练集。最后,将预训练的泊松算子和流体算子进行连接,得到流注放电求解模型。本研究中用于生成预训练模型的神经网络结构为DeepONet,该网络能够良好的学习偏微分方程。它包含两层子网络,其中分枝网络用于输入物理场,主网络用于输入几何的空间位置。模拟结果表明,该神经网络在两类方程的学习中精度较高,相对误差小于5%。通过将两个预训练的神经网络算子迭代求解,可以复现流注放电的电子动态演变过程,且相对误差小于10%。     

基于振动信号的高压断路器触头超程状态识别

提出了一种利用振动信号识别高压断路器触头超程状态的新方法。高压断路器分/合闸动作过程中产生的振动信号包含有触头超程状态信息,合适的信号处理方法及特征提取技术可以将该信息提取出来。试验获取高压断路器不同触头超程下的振动信号,采用经验模态分解(EMD)对振动信号进行分解,计算分解得到的本征模态函数(IMF) Hilbert边际谱能量,作为触头超程状态特征量,并详细分析该特征量与触头超程之间的变化规律。结果表明,所提方法能够有效提取高压断路器的触头超程状态信息,能够实现触头超程状态的准确识别,为高压断路器触头超程状态在线监测与诊断提供一种新方法。     

特高压交流变电站耐张瓷绝缘子串均压环参数设计

特高压交流输电电压等级高,变电站金具电晕问题将更为突出,可能影响变电站的安全可靠运行,需通过金具参数优化降低金具表面的电场强度以达到防晕降噪的目的.为保证特高压交流变电站耐张瓷绝缘子串均压环满足工程防晕降噪要求,建立绝缘子串和均压环的三维静电场有限元模型,对绝缘子串电位分布和均压环表面电场分布进行了计算,全面分析了均压环中心直径、管径和罩入深度对绝缘子串电位分布和均压环表面电场分布的影响.在综合考虑各影响因素的前提下,提出了均压环参数优化配置建议.     

通过串音预测实现PCB的电磁兼容性设计

对PCB串音进行分析 ,归纳出影响串音的因素 ,以便在PCB设计中能够采取针对性措施 ,从而有效地降低串音和EMI水平。主要从PCB地线面结构布局方面考虑串音问题 ,通过分析不同地线面结构对串音大小的影响 ,得出部分满足电磁兼容性的PCB设计原则。     

高压直流单极离子流场的有限元迭代计算

采用有限元方法对HVDC单极离子流场进行迭代求解,在采取一定近似条件的情况下,将描述高压直流线路周围场分布的三阶非线性偏微分方程分解为对泊松方程和电流连续性方程的分别求解。在给定空间电荷密度初值后,不断迭代求解并根据每一步结果对空间电荷密度修正直至收敛。讨论了计算中需要考虑的若干问题,舍弃了Deutsch假设,并用更符合实际的导体表面场强经验公式代替Kaptzov假设,提出一种空间电荷密度更新公式。最后用具有解析解的同轴圆筒电极问题对该算法进行了验证,并与相关HVDC模型实验数据进行比较,得到了较满意的结果。该方法可适用于HVDC单极离子流场的计算分析。     

火焰条件下间隙的直流电压击穿特性研究

近年来,多条特高压直流线路建成投运,还有多条直流输电线路正在规划,山火严重威胁到输电线路的绝缘安全和可靠运行,研究火焰条件下间隙的直流电压击穿特性和放电机理具有重要意义,但国内外在山火条件下间隙直流电压击穿特性方面的研究较少。间隙在山火条件下击穿机理涉及火焰温度、电导率和灰烬等个因素,不同植被的燃烧特性决定了这3种因素触发放电的影响程度不同,因而击穿电压存在较大的差异。文中研究典型植被的火焰特性,利用模拟山火对不同影响因素条件下的导线?板间隙直流电压放电特性进行试验研究,分析了山火条件下间隙击穿机理。研究发现间隙在火焰中绝缘强度下降到纯空气的20%左右,直流电压下间隙的击穿存在明显的极性效应。     

树木对10kV配电线路防雷性能的影响

10kV配电线路所处的复杂地理环境、线路高度,树木等会对雷击位置、雷击过电压产生影响.运用产生雷击距里这个概念建立了雷击位置判断模型及过电压计算模型,仿真分析树木对线路防雷性能的影响.仿真结果表明：对于10 kV配电线路,位于特定位置并具有一定高度的树木能降低线路遭受直击和反击的次数.但会增加感应过电压给线路带来的威胁;树木对于10 kV配电线路防雷性能的综合影响随着树木位置及高度的改变而不同,合理管理树木才能达到保护线路的目的.