一种配网防冰防雷复合绝缘子绝缘段结构设计研究

将避雷器和绝缘子结合应用于配网线路中,开发出配网防冰防雷复合绝缘子。基于防冰防雷绝缘子的工作机理,对绝缘段的电气性能进行了试验分析。测试结果表明:100 k V正极性雷电冲击下,当放电球直径从9.87 mm上升到39.98 mm,不同直径放电球对应的空气间隙距离从80.32 mm下降到32.54 mm;26 k V工频湿耐受下,间隙击穿特性随着放电球直径的增大受雨水的影响显著上升。并运用有限元法搭建了防冰防雷绝缘子仿真模型,对放电球进行了电场仿真分析。基于仿真分析和试验结果,得到相同雷电冲击电压作用下放电球直径与空气间隙距离关系的经验公式。结合雷击和工频测试结果,得到放电球直径的取值应≯25 mm。对不同长度支撑件进行了正极性雷电冲击测试,得到了正极性冲击耐受电压随着支撑件长度的变化的经验公式。试验结果表明:当支撑件长度从25 mm上升到60 mm,击穿电压从67.19 k V上升到150.20 k V。基于测试结果,结合防冰防雷绝缘子设计原理表明支撑件的长度应≮60 mm。     

盐雾对棒——板短空气间隙雷电冲击特性影响研究

目前国内雾霾天气对输电线路外绝缘的影响不容忽视,因此通过盐雾模拟雾霾天气,研究盐雾对短空气间隙雷电冲击击穿电压的影响具有重要实际意义。文中选择击穿电压最低的棒—板空气间隙为模型,分别对5、10、15 cm空气间隙,不同雾水电导率下进行雷电冲击电压击穿试验。结果表明,短空气间隙雷电冲击击穿电压受雾水电导率和空气间隙距离的共同影响,棒—板短空气间隙雷电冲击击穿电压随雾水电导率增大而减小,并且雾水电导率对击穿电压的影响程度随间隙距离增大而减小。通过粒子群算法(particleswarm optimization,PSO)对实验据进行拟合,得到了相应短空气间隙下雷电冲击击穿电压的计算公式。文中结论对如何加强雾霾环境下的输电线路外绝缘强度具有指导意义和重要参考价值。     

一种10 kV配电线路防雷复合绝缘子的绝缘设计及防雷性能

提出了一种避雷器和绝缘子相结合的防雷复合绝缘子设计方案,通过搭建试验平台与仿真模型对其绝缘设计及防雷性能进行分析。绝缘性能研究表明:100 kV正极性雷电冲击电压下,随着放电球直径的增大,放电球间隙距离的下降;26 kV工频湿耐受条件下,间隙击穿电压与放电球直径的关系成"U"型曲线分布;随着支撑件长度的上升,支撑件内绝缘冲击击穿电压显著上升。基于试验结果和分析,对防雷复合绝缘子的绝缘参数进行优化设计,并开展整体性能测试,整体绝缘和机械抗弯性能符合标准要求。基于绝缘设计,通过EMTP-PSCAD和平行多导线的时域有限差分算法对防雷复合绝缘子的防雷特性进行仿真分析。分析结果表明防雷复合绝缘子防雷性能满足标准和线路运行要求。基于吸收能量等效,结合数值分析,文中设计的通过幅值65 kA波形4/10μs大电流冲击测试的防雷复合绝缘子,最大耐受直击雷为-35 kA,最大耐受感应雷(雷击于距离杆塔65 m处)为-147 kA。     

基于相似矩阵盲源分离与卷积神经网络的局部放电超声信号深度学习模式识别方法

电气设备的故障类型与局部放电现象密切相关,有效提取和分析局部放电信号中的特征信息对故障类型判断和运维检修具有重要意义。针对局部放电超声信号的特点,提出了基于相似矩阵的盲源分离方法对原始超声信号进行预处理,有效提取局部放电的特征量。采用光纤传输的局部放电超声检测平台对4种类型的局部放电信号进行采集,并应用上述方法对信号数据预处理,将处理后的数据作为训练样本用于深度学习模式识别,选用卷积神经网络,最终识别准确率达到90%以上,提高了局部放电类型识别的准确性,为新一代电力系统的设备故障诊断提供了一种新方法。     

基于等效源法的变压器瞬态声场重构与声学监测测点位置定量评价方法

电力变压器运行中的声纹信号包含本体的状态信息,可通过部署声纹传感装置对其进行在线监测。为了探究变压器近声场的分布规律、优化声纹监测点的位置,首先采集油箱表面声信号,构成变压器等效声源;然后使用间断伽辽金有限元法(discontinuous Galerkin finite element method,DGFEM)对变压器进行近声场瞬态重构,用于分析声场内声压随时间变化规律;最后构建Pearson均衡相似系数,用于计算备选测点处声纹与等效声源之间的频谱相似度,实现声纹监测位置的定量评估。结果表明,该方法能够评价传感器处于不同位置时对变压器整体声纹状态的感知能力,对变压器声纹在线监测装置部署工作具有一定参考价值。     

计及运行和惩罚成本的储能容量优化配置方法

电池储能系统应用于新能源接入电网工况时,由于新能源出力的随机性,使得电池单元处于频繁且随机充放电状态。在电池储能应用于风电接入电网场景下,对电池寿命衰减程度与电池充放电深度的关系进行了研究,考虑了储能系统中的运行成本与惩罚成本,对配置不同容量的储能系统的总成本进行了分析,并计算得出了使总成本最优的储能容量配置策略。     

基于声—振信号的高压断路器机械故障设置与数据采集研究

高压断路器机械故障数据的可靠、全面采集是有效分析和准确故障诊断的前提,也是提高设备操作安全可靠性的基础。文中以LW30-252型SF6高压断路器的CT26弹簧操动机构为研究对象,分析其结构特点及数据采集难点,详细阐述了高压断路器正常、油缓冲器漏油、合闸弹簧疲劳、分闸弹簧疲劳、传动轴销磨损、主轴卡涩、地脚螺栓松动共7种典型工况的模拟过程。文中以断路器分合闸过程中的振动、声音信号为检测信号,解决了传感器型号确定及安装位置选择问题,研制了故障信号采集系统,并介绍了故障检测采集系统的软硬件组成。本研究为后续高压断路器机械故障特征提取及故障诊断提供可靠的数据基础。     

金属化膜电容器研究进展

金属化膜电容器是脉冲功率系统广泛使用的储能器件,具有储能密度高和可靠性好等特点。文中介绍高储能密度金属化膜电容器关键技术的研究进展。结合金属化膜自愈特性的研究,提出自愈性能优化方法;研究电容器的泄漏特性,提出导致高储能密度电容器电压下降的原因有薄膜体积泄漏和松弛极化效应,研究表明松弛极化效应是主要因素;分析影响电容器通流能力的主要限制性因素;研制出的高储能密度电容器储能密度达到2.7 MJ/m3,寿命大于850次。     

具有防雷功能的500kV防冰闪绝缘子结构设计及电场仿真研究

雷击和覆冰是输电线路面临的两大自然灾害,严重威胁电网的稳定运行。文中将避雷器和绝缘子结合,通过绝缘段雷电冲击和工频闪络试验,设计出一种新的500kV防冰防雷复合绝缘子,并利用有限元法对该500kV防冰防雷复合绝缘子电场分布进行仿真计算,研究了清洁和覆冰工况。结果表明:局部高场强区域集中在高压段、绝缘段和避雷段交界处,最大场强为18.1kV/cm,满足现场运行要求;结合间隙雷电冲击试验,采用带1.8 m均压环间隙的绝缘段和避雷器串联具有较好的防雷保护效果。     

结合载纤绕组形变测量法的大型变压器绕组多次短路冲击暂态声纹特征

电力变压器遭受短路冲击的暂态声音信号包含变压器绕组状态信息。为探究短路冲击声信号与变压器绕组形变之间的关系,该文首先对载纤改造后的110kV变压器开展多次短路冲击试验,并采集短路瞬间声纹。然后,构建占比时频谱熵与频谱成分欧氏距离2种短路冲击暂态声纹特征,用于表征绕组变形情况。最后,提出基于占比时频谱熵与频谱成分欧氏距离2种声纹特征的联合判定流程,并利用光纤应变量与短路电抗值验证该方法的有效性。结果表明,该方法能够对抗短路能力出现明显下降瞬间的声信号进行大致判别,在绕组状态的初期诊断工作中具有一定的价值。