极不均匀电场下绝缘油中气泡动力学特性与迁移机制

变压器油中气泡的存在容易引发局部放电,导致绝缘油劣化。为厘清油浸式电力设备内部复杂电场作用下气泡的迁移与畸变规律,该文通过实验方法观测绝缘油中气泡在极不均匀交流电场作用下的动力学特性,并利用数值模拟分析气泡在不同场强下的迁移路径、速率、畸变程度等特征。结果表明,电场力对气泡具有拉伸和推离作用,且会加速气泡的上升运动,对微米级气泡尤甚,气泡被拉伸的方向始终平行于电场方向。场强足够大时,小气泡会出现“成对”上升现象,对电场的增强效应变大,“气泡对”交界面处场强增强系数可达2.28,使得气泡内部更易发生局部放电,应在设备设计和运行时引起重视。实验与仿真结果基本一致,验证了仿真模型的合理性。     

特高压交流GIS/GIL拔孔型陷阱优化设计与协同布置方法

交流气体绝缘组合电器（GIS）和气体绝缘输电管道（GIL）内的运动金属微粒是诱发设备绝缘故障的重要因素,且特高压下的运动金属微粒引发设备绝缘故障的概率更大,而微粒陷阱可抑制金属微粒的运动,但实际工程中的微粒陷阱仍缺乏主动捕获微粒的能力。该文首先基于GIS/GIL内金属微粒动力学模型,分析了拔孔型陷阱的微粒主动捕获机制,进而根据金属微粒荷电运动与碰撞动力学特性,建立了拔孔型陷阱捕获概率计算模型,考虑陷阱的捕获能力对拔孔型陷阱的结构参数进行优化设计。具体结果表明,针对苏通工程中的特高压交流GIL,当陷阱直径为60cm、深度为30cm时,拔孔型陷阱抑制微粒效果达到最佳。进一步考虑微粒碰撞反射角的随机性,将拔孔型陷阱附近捕获率大于90%的区域定义为有效捕获范围,优化的拔孔型陷阱的有效捕获范围为32cm。最后,通过分析栅格型陷阱与拔孔型陷阱轴向电场分布,表明栅格型陷阱能够增强拔孔型陷阱的有效捕获范围,并以提高绝缘子附近的微粒抑制效果为目标,提出了绝缘子附近栅格型与拔孔型陷阱的协同布置方法。     

多巴胺接枝的纳米氮化硼改性环氧树脂绝缘表面电荷高频消散特性

环氧树脂（EP）常用作高频变压器的主绝缘材料,因长期受高频重复电应力作用,导致表面积累的电荷密度增加,容易诱发绝缘失效。纳米改性是提升复合绝缘界面电荷消散特性的重要手段。该文采用多巴胺接枝的纳米氮化硼（h-BN）改性制备了环氧树脂复合材料,重点考察绝缘表面电荷的高频消散特性。受耗散时间、高频致热效应及深陷阱能级的影响,高频下的绝缘表面电荷不易消散,而引入多巴胺接枝的BN可有效提升环氧树脂复合绝缘的电荷消散速率。具体结果表明,掺杂质量分数为10%时,电荷消散速率达到最大值62.15%,相较于纯EP提高了19.41%,与此同时高频沿面闪络电压比纯EP提高了14.73%。其提升机理主要缘于两个方面：一是BN表面接枝的氨基增强了填料与基体的相容性,形成的三维交联网络拓宽了电荷消散路径;二是材料表层浅陷阱密度的提高,使得载流子易通过隧穿效应参与到电导过程,提高了载流子迁移率;此二者协同作用有效提高了表面电荷的高频消散速率。上述研究结果为高频变压器主绝缘系统优化设计提供了基础依据。     

网络环境中实现对机炉运行在线监测

介绍了一种机炉运行在线监测系统,阐述了其系统功能及实现过程。该系统已在某电厂投入使用,应用效果良好。     

以装备可用度为中心的保障方案优化方法

为在有限保障经费下提高装备的供应可用度,需要对备件的库存与订购策略进行优化.对随机需求下的可修件和不可修件分别给出了期望缺货数的计算方法,从而获得单个部件可用度和保障费用的计算模型;对于可以分解为多个层级、由多种类型部件构成的装备,给出了其可用度的计算模型;利用边际效应法,分层级将可修件的库存分配、不可修件的订购策略结...     

编队防空火力分配建模及其优化方法研究

为提高编队防空武器的整体作战效能,在面临多批空中威胁目标时最大限度地发挥编队内防空武器资源,建立了编队防空武器火力分配(WTA)模型,将人工免疫算法应用到模型的求解与仿真中。针对模型求解的特殊要求,构造了有效表达编队防空WTA作战效能的特种抗体数据结构染色体编码方案和亲和度算法,给出用于产生高效防空WTA结果的克隆免疫算子。通过实例分析,验证了该算法的正确性和有效性,并与其它进化式算法进行了比较,在大多数情况下,免疫算法能够获得更优的结果。     

同塔多回输电线路并联电抗器的参数优化分析

同塔多回输电线路间的电磁耦合使得并联电抗器与中性点小电抗的取值需重新优化。建立了同塔多回输电线路的分布参数耦合模型,得出潜供电流与弧道恢复电压的表达式,并可推广至多重故障情况;研究了影响潜供电流和恢复电压的关键因素。基于潜供电弧的动态模型,计算了电弧起始长度、中性点小电抗等对燃弧时间的影响,进而得到并联电抗器的取值准则,指出单回与多回线路中性点小电抗优化取值的差异之处。采用谐振频率分析法,综合考虑非全相运行、回路间电磁感应等引起的谐振过电压,导出了多回线路的固有谐振频率简化表达式,指出中性点小电抗的取值范围与取值方法。研究结果对超／特高压多回输电线路并联电抗器的优化设计具有指导价值。     

旋转状态下风机叶片雷击接闪特性的实验研究

风机雷击事故频发,严重威胁风电场正常运行。现场观测数据表明,旋转风机更易遭受雷击。对此该文设计1:30缩比可旋转3MW风机模型,模拟真实风机旋转叶尖线速度,使用正负极性标准操作波,利用长间隙放电模拟真实雷电,开展旋转状态下风机叶片防雷装置接闪特性研究。实验结果表明,旋转会对接闪过程中叶片接闪点分布与接闪后放电通道产生影响,放电具有明显的极性效应。旋转使得正极性放电下叶片接闪器拦截效率下降;对负极性影响较小。正极性放电更易击中远离叶尖部位。成功接闪后,接闪点附近放电通道因叶片旋转发生偏移,产生"拉弧"现象,造成叶片损伤,并与实际风机受损情况相对应。所得结果为风机叶片防雷优化设计提供参考。     

大型风电场雷击防护研究面临的关键问题

从风电场雷击现场观测与长间隙放电实验模拟、叶片雷击接闪放电、风电机组雷击风险评估与防雷系统优化设计、叶片雷击损伤机制、雷击电磁暂态与防护、叶片防雷系统测试方法、海洋环境风机防雷新问题等方面,对风电场雷击防护技术领域的国内外研究现状进行了总结。梳理出5个亟待解决的问题:风机旋转对叶片附近空间电荷的影响;叶片接闪的极性效应与负极性上行先导物理模型;多先导起始竞争机制及风机群屏蔽效应;雷击桨叶损伤机制与冲击爆裂动力学建模;风电机组雷击风险评估方法。对这些问题的有效解决将从理论基础、设计原则、评估测试体系等多个层面,提升对风电场雷击现象的认知水平,指导风机桨叶和防雷系统的优化设计。