基于特征气体能量的油纸绝缘放电缺陷识别方法

油中溶解气体分析法(DGA)因其包含的信息丰富、准确度高而广泛应用于现场变压器故障诊断。在传统DGA测试的基础上,结合热力学中的焓变理论,提出一种特征气体能量的计算方法,通过对比特征气体能量和放电能量的变化,发现二者发展趋势具有良好的一致性。设计了3种油纸绝缘典型放电缺陷模型:球板、柱板和针板,根据得到的特征气体能量发展情况,可将放电过程划分为前期、中期和后期3个阶段。结果表明:球板模型下气体能量发展趋势呈"S"型,而柱板和针板下气体能量的发展趋势类似。进一步提出能量密度比值R=c(C_2H_2)/c(CO)来识别柱板和针板放电。柱板模型下R值呈现出前期增长、中期停滞、后期再增长的变化趋势,而针板模型下R值持续增长。基于本研究结果,可实现对上述3种不同放电类型的识别。     

基于多特征参量的油纸绝缘老化状态定量表征方法

为定量地评估油纸绝缘的老化状态,在实验室条件下对油纸绝缘样品进行为期40天的加速热老化试验,测试不同老化阶段的纸板聚合度、油色谱数据、频域介电谱、糠醛含量等老化特征量,引入主成分分析法,建立不同老化阶段下油纸绝缘样品的综合评价指数。结果表明:该综合评价指数并非随着老化过程呈线性变化。通过拟合该综合评价指数与聚合度的关系,发现二者在不同老化阶段的变化规律不同,最后建立了不同阶段下的指数和线性数学模型,根据此模型可以对绝缘纸板聚合度进行评估,在不拆卸变压器的情况下可以对油纸绝缘老化状态进行诊断。     

圆渐开线涡旋盘啮合模态分析

为研究涡旋压缩机动静盘啮合时的固有频率,建立了涡旋压缩机动涡旋盘、静旋涡旋盘啮合时的数学模型。通过Solid Works软件建立了两个涡旋盘啮合的三维实体模型,将建立的模型导入有限元软件ANSYS中计算,得到相应的动、静涡旋盘啮合时的6阶固有振型及各阶振型最大位移量。通过对比两种不同材料:灰口铸铁和镁合金,分析得出提高系统固有频率的一种途径。研究成果为涡旋压缩机的设计及在外部激振力作用下的振动响应分析提供了一定的理论依据。     

考虑灵活性供需平衡的输电网扩展规划

随着可再生能源的大规模并网,其时空分布特性和不确定性将改变电力系统原有的运行方式,传统电网规划已无法适应当前多重不确定性影响下的电力系统需求。灵活性指标能够量化电力系统应对不同时间尺度下不确定性的能力,以消除或减小其带来的负面影响,对电力系统安全稳定运行具有重要意义。从灵活性出发,兼顾灵活性供需平衡,考虑网—源协调,建立电力系统灵活性评估指标,综合评价电力系统对不确定因素的耐受能力。基于灵活性评估指标,提出了一种考虑灵活性供需平衡的输电网双层规划模型。采用改进混沌交叉变异遗传算法求解最优规划方案。通过对Garver-18节点系统的仿真,分析证明了所提指标与规划模型的有效性和可行性。     

电场下聚酰亚胺破坏的反应分子动力学模拟

为深入研究聚酰亚胺(polyimide,PI)固体绝缘材料在电场作用下的破坏机理,采用ReaxFF(reactive force field)反应分子动力学方法,计算模拟Kapton型聚酰亚胺模型在电场作用下的破坏过程,从原子层面分析了其化学键的断裂/生成过程、特征产物的生成机理,并从原子内电荷结构的角度揭示了电场作用对化学键断裂的影响。对聚酰亚胺模拟体系外加强度分别为4、4.5、5、5.5、6×10~(-3)V/nm电场,结果表明:电场强度影响分子裂解的速度和反应的平衡状态,在电场的作用下部分化学键最终断裂,游离出大量元素单体;酰亚胺环中的C-N键是聚酰亚胺分子裂解的初始反应,电场作用下苯环断裂与裂解主要特征产物C2H2的生成有关;构成酰亚胺环中的C-N极性键的二原子在电场作用下电荷结构发生变化,产生强转矩,导致极性键断裂。电场环境下绝缘材料聚酰亚胺分子链的裂解是电气设备固体绝缘失效的主要原因。     

基于局部放电能量的油纸绝缘典型缺陷放电严重程度评估方法

变压器内部缺陷引发的局部放电会导致油纸绝缘老化与损伤,甚至造成威胁变压器安全运行的绝缘故障。为探究基于局部放电信号的变压器缺陷严重程度评估方法,文中搭建了球—板、柱—板、针—板3种典型缺陷模型,得到局部放电相位谱图、放电次数和放电量等特征参量随时间的变化规律,发现球—板和柱—板模型下放电次数、针—板模型下平均放电量由上升到下降这一变化趋势的改变,可作为放电后期的判断依据。在此基础上,引入放电能量对放电强度进行量化表征,分析了缺陷类型和放电发展阶段对放电能量的影响规律,据此可将放电严重程度划分为起始、发展和危险3个等级。研究成果可为不同缺陷类型下的局部放电严重程度评估提供参考依据。