基于三维电化学热耦合析锂模型的锂离子电池参数设计

锂离子电池负极析锂可能会诱发热失控,进而导致安全事故。而通过优化电池设计参数能够有效减少析锂副反应的发生,因此本工作提出一种基于三维电化学热耦合析锂模型的锂离子电池参数设计优化方法。首先,将模型参数进行分类,分别采用实验、精确测量、文献查找和参数辨识等方法获取相应的参数。同时加入可逆锂重嵌入机制和产热模型,建立三维电化学热耦合析锂模型。模型建立完成后,对模型精度进行验证,验证结果表明模型可以较好地模拟电池在常温和低温下端电压的变化,并且能够定量描述在低温大倍率充电期间电池内部的析锂程度、温度分布等非均一现象。最后,通过分析电极尺寸和极耳位置,研究电池设计参数对非均一析锂的影响。仿真结果表明：电极长度增加会导致电极区域温度差异和电流密度的不一致性增大,综合影响下使电池析锂时间略有提前,但对电池总体析锂程度影响较小;电池极耳位置处于长度方向的轴线对侧时能够有效缓解负极析锂,相对析锂程度降低了16.7%。     

GIS直线与L型结构中电磁波传播特性的仿真研究

本文使用有限时域差分法(FDTD)对由局部放电产生的电磁波在GIS典型结构(直线型和L型结构)中的传播特性进行了仿真研究。通过设置不同的电磁波激发方向、对比不同测量角度的信号时域和频域特征、以及比较两种结构的仿真结果,获得了TEM波和TE模波在直线型和L型结构中的传播特性,以及L型结构产生的反射波特征。仿真结果表明,影响电磁波传播的因素主要包括电磁波激发方向、模波速度色散和模波模式转变等。     

振荡型雷电冲击电压下SF_6气体中悬浮电位缺陷的局部放电特性研究

为模拟悬浮电位缺陷,设计了一种悬浮电位缺陷模型,并通过构建可产生符合IEC 60060-3标准要求的振荡型雷电冲击电压试验平台及相应的局部放电检测系统,对GIS中最常见的悬浮电位缺陷在振荡型雷电冲击电压下的局部放电特性进行研究,分析最大放电幅值、放电次数等随外加电压增加的变化规律。结果表明:在振荡型雷电冲击电压作用下,悬浮电位放电发生在外施电压的下降沿和上升沿处,随着外加电压的增加,放电最大幅值和放电次数均增加,且放电次数的增加幅度大于放电幅值的增加幅度。     

GIS内典型绝缘缺陷的局部放电信号超声特性分析

为了研究组合电器(GIS)典型绝缘缺陷局部放电信号的超声波特性,在一段110kV GIS试验段上,设计和模拟了GIS中的母线金属尖刺缺陷、筒壁金属尖刺缺陷、悬浮电位缺陷、盆式绝缘子内部气泡缺陷、自由金属颗粒缺陷等5种典型局部放电模型和铁心电磁振动模型,使用超声波法对其放电和振动信号进行检测。结果表明,不同缺陷的局部放电或超声信号在幅值、相位特征、相位分布(PRPD)谱图特征等方面会呈现不同的特点,为缺陷的模式识别提供了试验依据。     

特高压GIS集中监造工作的若干思考

随着经济的飞速发展,我国的特高压输变电工程进入了一个快速建设的阶段。由于监造工作量的快速增长,在特高压SF6封闭式组合电器(GIS)设备监造中普遍采用了集中监造的方式,一方面整合了多个业主单位的优秀监造资源,另一方面提高了监造的效率。2015年江苏电网建成3座特高压变电站,江苏省电力公司电力科学研究院承担了其中特高压GIS的设备监造工作,并采用了集中监造的方式开展工作。在集中监造期间,发现了设备工装放电、零部件入厂把控不严、零部件管理混乱等典型问题,体现了集中监造的意义,并对今后的集中监造工作提出了建议。     

基于声学可视化的GIS击穿定位系统研制及应用

针对传统GIS耐压击穿定位方法精度不高、测点布置工作繁杂等问题,开展了基于声学可视化技术的GIS击穿定位方法研究。通过对声学可视化击穿定位原理的深入分析,确定了声学可视化击穿定位系统的总体设计方案,研制了高度一体式的声学可视化定位装置,并基于定位分析流程开发了流程化的定位监控软件,整个定位系统通过无线方式组网,并采用非接触式布置方案,极大提高了现场测试效率。通过试验现场应用,验证了该定位系统能够有效实现GIS耐压击穿定位,可视化的定位结果具有较高的定位精度。     

配电矩形管复合材料横担及其材料电气性能研究

为了更好地指导复合材料横担的应用,对矩形管聚氨酯复合材料横担及其材料样品的电气性能进行了研究。结果表明:在绝缘子挂点距离相同且与相同规格的绝缘子组合时,矩形管复合材料横担的干燥雷电闪络电压、潮湿工频闪络电压比角钢横担分别提高了约50%和39.9%,相应的潮湿工频耐受电压和污秽耐受电压比角钢横担分别提高了约117%和30%,且潮湿闪络和污秽闪络仅发生在复合材料横担表面。     

基于可听声的GIL设备交流耐压击穿放电定位研究

为对GIL设备耐压试验时击穿放电点进行准确定位,文中选取110 kVGIS上的一段母线气室,模拟GIL设备开展基于可听声的GIL设备交流耐压击穿放电定位研究,针对GIL设备击穿性放电时可听声信号中的背景噪声,首先综合基于完备总体平均经验模态分解(complete ensemble empirical mode deco...     

基于超声波飞行图的GIS自由金属微粒缺陷诊断研究

自由金属微粒是气体绝缘开关设备(GIS)中最常见的缺陷之一,极易引起绝缘子闪络等绝缘故障。建立了自由金属微粒的典型缺陷模型并进行大量局部放电试验,对信号的工频相位相关性进行判断,确定了不同缺陷类型、不同试验电压下放电超声波飞行图的特征差异,为GIS中自由金属微粒缺陷的识别和诊断提供了一种有效的方法。     

计及系统过电压的直流配电网接地方式选择与绝缘配置

过电压特性与系统接地方式密切相关,对关键设备选取、设计具有重要意义,但目前在直流配电网中结合过电压分析进行接地方式选择的研究仍不完善。文中首先基于模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)型±10 kV双端直流配电网分析过电压产生机理,并通过PSCAD/EMTDC平台的故障仿真,对比3种典型接地方式下系统关键位置的过电压峰值。然后,提出综合故障恢复能力、经济性、电压稳定性、过电压峰值作为指标进行接地方式的选择,评估得出交流侧变压器中性点经电阻接地、直流侧不接地为所研究系统的优选接地方式。最后,基于荷电率计算设计方法确定相应的避雷器参数与配置方案,并通过仿真进行了有效性验证。研究结论为直流配电网接地方式选择与绝缘配置提供了参考。