单芯电力电缆金属护套环流计算及分析*

单芯电力电缆金属护套接地环流将降低电缆的额定载流量、缩短电缆的运行寿命,因此针对金属护套两端接地和交叉互联接地的单芯电力电缆,建立了金属护套接地环流的等值电路和计算模型,并推导了相应模型参数的计算式,在此基础上分析、计算了交叉互联接地方式不同工况下的金属护套接地环流值.计算结果表明,三相电缆系统结构和负荷电流的不对称度越大,则金属护套接地环流越大.     

单芯电力电缆护层绝缘水平下降对保护器额定电压的影响*

由于长期运行及环境变化等因素的影响,单芯电力电缆外护层绝缘水平随着运行时间的增加而普遍降低,因此需重新进行护层保护器设计和选型。电缆运行时,护层保护器需耐受在护层上产生的操作过电压,并在雷击过电压入侵时准确动作。为避免护层保护器在操作过电压作用下的误动作,便于工程应用,基于现有的高压试验数据,首先研究了电缆绝缘寿命理论曲线的绝缘水平下降规律,在此基础上修正了保护器额定电压与操作过电压的绝缘配合系数,并设计保护器选型MATLAB小程序。该研究成果具有一定的理论和工程应用价值。     

基于曲流技术和遗传算法的局部放电检测微带天线

基于微带天线原理设计了一种新型全向型局部放电特高频天线传感器。采用曲流技术对微带天线结构进行改进,增加天线的工作带宽。采用遗传算法对改进结构参数进行优化设计,使天线工作带宽达到最高。改进型微带天线的工作带宽为450 MHz~2 800 MHz,覆盖了局部放电特高频信号的主要频率范围。同时天线具有体积小、近似全向测量、增益高和灵敏度高的优点。模拟绝缘缺陷局部放电检测试验结果表明,该型天线可以有效检测典型局部放电特高频信号,满足变电站现场局部放电检测要求。     

基于山区雷电先导发展的改进电气几何模型仿真研究

山地对地面电场的畸变作用使雷电先导偏向山体发展,导致采用电气几何模型(EGM)计算的山区线路绕击跳闸率比运行经验偏小。因而提出一种适用于山区地形的输电线路雷击概率计算模型,通过一种类山体形态的保角变换函数将2维山区地形抽象化、映射到水平面,以使用传统镜像电荷法计算山区雷电下行先导的发展轨迹,并在先导"末跃"阶段采用电气几何模型EGM中的"击距"参数简化判断雷击点。仿真结果表明,应用该方法计算三峡地区几种典型山体地形的落雷分布,与雷电定位统计值具有良好的对应性。以三峡地区某220 kV线路雷击跳闸为例,与EGM计算结果对比表明,考虑山顶地形对雷电先导的吸引作用后,线路边相导线的绕击概率明显增大,可更好解释山区线路雷击跳闸率较高的原因。     

基于特高频法检测电气设备局部放电的改进Vivaldi天线

为提高检测变电站电气设备局部放电产生的特高频(UHF)信号的有效性,基于超宽带渐变槽线天线理论,在传统Vivaldi天线的侧边增加渐变槽线和谐振腔后,通过仿真及实测发现,改进后的天线工作频段由1.2~3GHz扩展至0.5~3GHz。同时提高了天线的指向性,而保持工作频段上天线相位中心不变。改进后的天线在工作频段上具有更高的增益和灵敏度,在2GHz时增益达到7.9d Bi,平均灵敏度大于12mm。为验证所设计天线效果,在实验室搭建了基于预制缺陷变压器的试验平台,结果表明所设计的天线可以有效检测到局部放电的UHF信号。与传统Vivaldi天线、加脊TEM喇叭天线和螺旋天线相比,改进Vivaldi天线检测灵敏度较高,脉冲时域响应特性更好,利于进一步的信号分析。     

基于电流流向判别的交流输电线路闪络塔定位方法

针对交流输电线路闪络杆塔准确定位困难的问题,仿真计算了线路绝缘子串闪络后短路电流沿避雷线和杆塔的分布,给出了1种实用的闪络塔准确监测系统。按实际线路参数在ATP-EMTP软件中建立的仿真模型计算结果表明:在每基杆塔接地电阻相同的情况下,95%的工频短路电流沿避雷线分流至其他杆塔;短路电流的分布受杆塔接地电阻的影响,杆塔入地电流的大小不能判断杆塔是否闪络。进一步提出了用杆塔避雷线两边工频短路电流流向的异同来判断该塔是否闪络:若短路电流流向相反则杆塔闪络,短路电流流向相同则未闪络。基于此方法设计制作了交流输电线路闪络杆塔定位系统:在塔顶地线两边各安装1个工频电流传感器,传感器与闪络监测子机相连,子机根据传感器信号判断杆塔是否闪络,闪络信息经子机接力传递至主机,主机将其以短信形式发回服务器。该系统经模拟故障试验验证可以准确定位闪络杆塔,并及时发送闪络杆塔号。     

SF6替代气体的分子构效关系研究进展

目前对SF6替代气体的研究大多为试验筛选,成本高、工作量大、效率低。研究分子结构参数与其绝缘性能之间的理论关系,可以为SF6替代气体的分子设计与筛选提供方向,提高SF6替代气体的寻找效率。本文首先介绍了目前具有发展潜力的定量构效关系模型,尤其是涉及到分子电学参数、力学参数和几何参数的一种新型定量构效关系模型,随后介绍了...     

基于时延序列特征的多局放源信号分离方法

现有多局部放电(PD)源信号分离方法多采用PD UHF信号的时频差异作为特征参数进行多源信号分离,但在信噪比较低时分离准确率低。为此,文中提出了基于时延序列分布特征的多PD源信号分离方法,采用两支定向天线组成的旋转检测平台分析出时延序列与天线阵列旋转角度满足余弦函数关系,以此对应关系为特征值进行多PD源信号分离。基于时域有限差分算法仿真了3个模拟PD源在不同信噪比时的分离准确率,与现有多源分离方法进行对比,当信噪比为5 d B时,分离准确率从71%提升至95%。在220 k V试验变电站内试验,结果表明多个PD源被准确地分离和定位,验证了该分离方法的有效性。     

三维定位方法在变电站局部放电检测中的应用

针对当前变电站局部放电定位系统仅能实现准确的局部放电(PD)二维定位,开展了三维定位方法在变电站PD检测中的应用研究。文中采用定向天线的PD多方位检测定位方法,采取在多个检测点旋转两支特高频定向天线的检测模式,利用不同旋转角度下局放源到达两支天线的不同时延求解定位方程组实现PD三维定位。为实现该方法的现场应用设计了一套局部放电三维定位系统,系统通过各硬件进行角度、时延、定位坐标等参数的采集并传输至上位机,然后在基于LabVIEW平台开发的上位机软件中进行PD源三维坐标计算、显示并保存计算结果。最后,通过试验验证了该系统的有效性,试验结果表明,该系统的PD三维定位偏差不超过0. 4米,远优于二维定位精度。