风力作用下的大坝浇筑空间冲突频率研究

大风易导致混凝土垂直运输机械振荡,增大缆机运输作业对仓面作业的影响范围,提高大坝浇筑空间冲突频率,造成安全事故。为刻画风力作用下的大坝浇筑空间冲突频率,本文分析风力对吊罐运行影响,构建吊罐事故工况下坠落运动方程,界定吊罐坠落的影响空间;根据浇筑仓面尺寸,剖析仓面机械物理工作空间变化规律;提出交叉作业时间重叠的循环网络仿真方法,确定吊罐影响空间和仓面机械工作空间的重叠时间;结合不同风速出现的频率,采用联合概率表征风力作用下的大坝浇筑空间冲突频率。实证表明：本文提出的模型可有效预测和量化风力作用下的大坝浇筑空间冲突频率;相较于未考虑风力的情景,风力作用下的大坝浇筑空间冲突频率明显增大。     

基于支路能量时空特征的电力系统暂态稳定性分析

提出支路能量分布熵和支路能量近似熵指标,分别从扰动能量在电网中的空间分布聚集程度和从扰动能量随时间推移的振荡态势来分析故障后电力系统的暂态稳定性。首先简述系统动态模型和基于结构保留模型的支路势能分析方法,引入复杂系统熵理论构造支路能量分布熵指标;同时引入近似熵与多尺度熵理论构造支路能量近似熵指标,进一步给出基于两类熵指标的暂态稳定分析方法。四川电网算例研究验证了:线路故障注入电网的扰动能量越大,支路能量分布熵越小,则关键支路割集所聚集的能量越大,系统越容易失稳;支路能量近似熵越小,则聚集在支路上的能量随时间推移越发增加,系统越容易失稳。     

强台风环境下基于格点化和支持向量机的10 kV杆塔受损量预测方法

10kV杆塔因抗风等级较低而易遭受强台风影响发生受损事故,开展10kV杆塔受损量的预测对灾前防御措施部署和抢修资源调配具有重要意义。为此,提出了一种基于格点化和支持向量机的10 kV杆塔受损量预测方法。从区域自然灾害系统论出发,构建包含致灾因子、孕灾环境和承灾体的10 kV杆塔受损影响因子特征集,并进行3 km×3 km格点化单元处理,作为支持向量机回归(support vector machine regression, SVR)模型的输入量;以格点单元内10 kV杆塔受损量作为支持向量机回归模型的输出量,建立了强台风环境下10 kV杆塔受损量预测模型。采用该模型对1614台风"莫兰蒂"期间某地区电网的10 kV杆塔受损量进行了预测,得到预测值与实际受损量达到显著相关水平,验证了方法的有效性。所提方法可为强台风环境下10 kV杆塔受损量的预测提供一条可能的途径。     

基于油中气体分析与类重叠特征的变压器分层故障诊断模型

油中溶解气体分析可以有效识别变压器放电故障与过热故障,为提高变压器故障诊断准确度,提出一种基于类重叠特征的变压器分层故障诊断方法。首先使用支持向量数据描述（SVDD）划分出变压器故障样本数据空间的重叠区域,选择类重叠率与类重叠度作为重叠特征,分别对类重叠程度和样本点重要性进行描述,然后以类重叠率为分层标准建立分层故障诊断模型,采用分隔训练法将各诊断层的样本集分开训练,针对分类难度较大的重叠区,基于类重叠度构造二分类模糊支持向量机(FSVM)进行故障诊断。实验结果表明,相比于其他模型,所提方法具有更高的准确度。     

基于油中气体分析与类重叠特征的变压器分层故障诊断模型

油中溶解气体分析可以有效识别变压器放电故障与过热故障,为提高变压器故障诊断准确度,提出一种基于类重叠特征的变压器分层故障诊断方法。首先使用支持向量数据描述（SVDD）划分出变压器故障样本数据空间的重叠区域,选择类重叠率与类重叠度作为重叠特征,分别对类重叠程度和样本点重要性进行描述,然后以类重叠率为分层标准建立分层故障诊断模型,采用分隔训练法将各诊断层的样本集分开训练,针对分类难度较大的重叠区,基于类重叠度构造二分类模糊支持向量机(FSVM)进行故障诊断。实验结果表明,相比于其他模型,所提方法具有更高的准确度。     

高拱坝施工的SD-ABMS混合仿真建模研究

针对现有的高拱坝施工仿真多采用离散事件仿真（discrete event simulation,DES）这一建模方法,难以从微观层面精细地描述大坝施工复杂系统中的个体行为,同时仿真模型缺乏对关键连续因素的复杂作用关系进行定量分析的问题,提出高拱坝施工的SD-ABMS混合仿真建模方法。首先采用基于多智能体的仿真与建模方法（agent-based modeling and simulation,ABMS）,依据高拱坝施工流程,抽象出拌和楼、自卸汽车、缆机、施工仓面四种Agent和详细的混凝土转运过程,对各Agent的行为以及它们之间的相互作用进行建模;同时,对影响施工效率的各种连续因素,基于系统动力学方法（system dynamics,SD）进行建模,定量分析疲劳、熟练度等连续影响因素对施工效率的影响;最后,以工作时间、缆机循环时间等为接口变量,建立高拱坝施工的SD-ABMS混合仿真模型。工程应用表明,与传统DES模型以及单一ABMS模型相比,仿真结果与工程实际偏差率分别平均缩小了4.83%和3.5%,为高拱坝施工过程精细化仿真分析提供了新的思路。     

基于能量概率与微孔力模型的脉冲电场对细胞电穿孔动态过程的仿真分析

采用Matlab软件基于跨膜电压、微孔半径以及孔的受力随时间和空间变化的分析来模拟细胞在1 k V/cm、100μs脉冲期间电穿孔动态变化过程。采用的模型相比传统模型有两点明显的改进:第一,利用微孔能量的概率模型判断微孔半径变化的初始时间,当脉冲电场注入的能量大于微孔的最大能量的概率超过0.99时,微孔半径开始变化;第二,建立微孔受力模型来描述微孔的发展和分布,提出新的参数-孔冲量来决定微孔的大小。结果表明,除了极点不发生穿孔外,细胞膜都发生电穿孔,细胞膜大部分区域的微孔的受力接近于0,孔径基本区域稳定,不发生变化;但靠近极点附近的小部分区域孔径受力为正值,如果延长脉冲时间,孔径仍然在发展。此模型可以用来判断微孔的形成与预测微孔的发展。     

缺陷对特高压交流盆式绝缘子电场分布的影响

为了研究缺陷对特高压盆式绝缘子电场分布的影响,采用有限元软件ANSYS建立了特高压盆式绝缘子的基本计算模型,研究了气体间隙、凸起和凹陷等缺陷对盆式绝缘子电场分布的影响。结果表明,气体间隙长度越大,宽度越小,引起的场强越高;凸起和凹陷呈现出的场强峰值及电场分布规律均与其尺寸无关,电场增强系数与其位置无关;附着金属颗粒会显著增强其边缘的电场强度,电场增强系数随颗粒径向位置的增大而减小,随颗粒狭长程度的增大而增大;悬浮导电颗粒影响下,导电颗粒尺寸越大,距盆体表面越近,则盆体表面最大场强越高;内部气泡的电场增强系数与其尺寸及其在盆体内的位置无关。在研究的几种缺陷里,附着金属颗粒增强电场的影响最大,悬浮金属颗粒影响的区域范围最广。     

潮流发电试验场水动力特性数学模型研究

以普陀山岛–葫芦岛潮流能试验场为研究区域,三维、二维数学模型相结合,模拟分析了发电装置对试验场局部近场、大范围远场水动力的影响情况。提出一种基于能量方程的装置概化方法,即采用流场上下游沿程阻力损失量化装置对水流影响,并对概化后各组合等效与综合糙率进行回归分析,得到来流流速与综合糙率的函数关系。建立三维局部流场模型,利用计算流体动力学(CFD)软件模拟分析了装置在7种转速-流速组合下的局部流场分布。采用有限元法(FEM)离散二维浅水环流方程,建立二维潮流数学模型,并将综合糙率函数关系代入,通过修改装置所在网格糙率来模拟装置产生的影响。结果表明,全体装置布设时某个涨落潮历时下、全潮过程下,装置对流场的影响范围与潮流流速、装置泊位附近地形有关,离装置越远,装置对流场影响越小。整体上,装置对远场流速影响程度较小,流速变化量最小在2%左右,最大不超过布设前流速8%。     

直流电弧对导线电极侵蚀特性的仿真及实验研究

导线的绝缘劣化和接头处电极接触不良等因素时常导致电弧的发生。直流电流因其无过零点的缘故,发生电弧时会对设备造成极大的侵蚀损害,甚至造成失火。针对电流为几十安的光伏及直流配电网等直流电应用场景,基于磁流体动力学(MHD)理论并且考虑电弧与电极之间的能量耦合,建立了导线电极的电弧–电极多物理场耦合仿真模型。模型中电弧热源考虑了焓传递项,电弧与阴极能量传递过程中考虑了热电发射电子流与阴极表面温度的关系和电场隧道效应,研究分析了电弧系统的温度场特性,探究了在不同电流、导线截面积和导线电极间距情况下,直流电弧对导线电极的侵蚀程度。研究结果表明：电弧的温度在靠近电极的区域高于弧柱中心的温度,阴极附近的温度略高于阳极附近的温度;然而,阳极的温度始终高于阴极温度;并且,电弧电流越大或者电极间距越大,电极表面的侵蚀熔融区越大;线径越大,电极表面的侵蚀熔融区越小。仿真与实验均表明10mm²导线截面积的导线要求通过的电流在20 A以下才能有效防范电弧对导线电极的侵蚀;仿真结果表明并不是增大电极间距便可减轻侵蚀,间距为2 mm时导线电极未发生侵蚀;50 A的电流需要选择35 mm     

基于GPS-UWB组合定位技术的缆机施工防碰研究

防止高拱坝缆机施工过程中碰撞事故的发生对工程施工安全意义重大。在解释缆机自身结构、运行方式、施工环境等特点的基础上,阐明了缆机运动状态与避免碰撞间的本质关系;结合GPS与UWB,通过定位精度及遮挡试验研究,设计了满足缆机施工定位精度要求的组合定位系统;以定位结果为依据制定缆机碰撞检测方法,并建立距离和时间预警模型;通过模型试验检验了防碰系统的实用性和可靠性,试验结果表明,该防碰系统能够在缆机运行过程中对可能发生的碰撞情况进行检测并及时作出预警。     

城市电缆线路的顶管施工管理方法探讨

介绍顶管资料管理在防范输电电缆外力破坏过程中起到的作用。分析输电电缆线路敷设方式、电缆区域分布及近5年主要道路施工、规划涉及的电缆分布在顶管开挖范围内的冲突。采用思维导图法分析出图纸资料缺失以及现场交底不清等问题是导致电缆外力破坏的直接原因,并提出使用地理信息系统标识电缆路径等解决措施。对现有的标准、制度和规范进一步细化,形成南宁供电局电缆工程顶管施工资料管理规定,并论证使用地理信息系统标识电缆路径的可行性。管理好顶管施工资料是提出防范输电电缆外力破坏措施的基础。     

全尺寸直流电缆脉冲电声法（PEA）空间电荷测量系统设计及声信号衰减与色散补偿

脉冲电声法（PEA）空间电荷测量是交联聚乙烯（XLPE）绝缘直流电缆材料选型与评价的主要技术手段,被广泛应用于直流电缆薄膜试样。但应用该方法测量厚尺寸平板试样和大尺寸同轴试样以研究材料体效应对空间电荷的影响时,声波信号在材料中传播时的衰减与色散将直接影响电荷密度测量的精度和空间分辨率。提出了在空间电荷校准过程中利用理论计算直流电场的方法确定内外电极表面的电容电荷密度,然后计算确定在绝缘介质中传播的脉冲声波信号传递函数（该函数含有衰减和色散系数）,再对原始信号进行反卷积分运算以去除系统响应。在频域利用测量信号乘以传递函数获得脉冲声波信号经过衰减、色散恢复后的信号,从而保证大尺寸直流电缆试样测量中电荷密度及空间分辨率的测量精度。同时,设计了全尺寸直流电缆空间电荷测量系统,并在LabVIEW环境下开发了数据采集与处理系统。     

电缆终端故障造成220 kV变电所全停事故分析及处理

针对一起220 kV电缆终端故障造成220 kV变电所全停事故,进行了故障终端解体检查和事故原因分析,指出220 kV故障电缆终端尾管与电缆金属护套的铅封施工工艺存在缺陷.电缆终端尾管与铝护套处于完全分离状态,致使电缆金属护套电位悬浮,长期运行下出现发热和灼烧,最终导致电缆绝缘击穿.同时,有针对性地提出防止类似事故发生...     

高压电力电缆增加段长关键技术研究展望及应用

随着城市化发展进程加快,大容量、长距离、大截面电力电缆线路在各大城市输电网络中的应用规模逐年增加。而目前传统电缆设计段长有限,单位长度内电缆接头数量相对较多,导致工程投资增加的同时,电力电缆线路运行故障概率也随之上升。文中从大长段电力电缆设计、交接试验、运维等环节出发,针对大长段电缆感应电压计算、电压限制器要求、局放信号衰减等影响因素,对高压电力电缆增加段长关键技术进行可行性分析,同时以国内首次敷设220 kV 1450 m的电缆应用工程为例,为今后大长段电缆工程实际应用提供理论依据和相关数据。     

基于广义塑性模型的高心墙堆石坝反演计算分析

高堆石坝工程在填筑、蓄水和运行过程中,堆石料常经历复杂多变的应力路径,它所表现出的各向异性和颗粒破碎对其力学特性有明显的影响。采用现有的方法计算高堆石坝变形误差大,其主要原因是目前本构模型在反映堆石料的本质特性方面有待完善。本文构造了各向异性状态参量,定义了参考各向异性状态参数替代基于固定临界状态线的状态参数,可将各向异性、颗粒破碎、复杂应力路径的影响综合考虑到与参考状态线的相对空间位置中。基于参考各向异性状态参数,发展了考虑各向异性和颗粒破碎的堆石料弹塑性本构模型。最后,采用所发展的堆石料广义塑性模型MPZR对已建的糯扎渡高心墙堆石坝进行了应力变形有限元计算分析,并与堆石体内测点的监测值进行对比,验证了模型的可靠性和实用性。     

基于闭环反馈控制和RTK-GPS的自动碾压系统

有效控制坝体的填筑压实质量是保证土石坝安全的关键。为此提出了一种基于闭环反馈控制和RTK-GPS的自动碾压系统,可实现碾压机精确导航和自动碾压作业。该系统包括远程监控装置和机载自动导航控制装置,拥有自动碾压、遥控碾压和人工碾压三种工作模式,具有设备间无线通讯、自动点火启动、调速、转向、刹车功能。此外,该系统采用A*算法实现整体和避障局部路径规划,并结合RTK-GPS技术实现自动导航功能。通过工程实例研究表明,提出的自动碾压系统既能保证在特殊或紧急情况下碾压施工正常进行,又可解决相邻作业面间漏碾、交叉、重复碾压的问题,显著提高压实作业施工质量和效率。该系统具备较大的实际应用价值,可应用于水利、公路、铁路、机场、港口等土石方工程,尤其适用于危险环境或极限条件下的填筑碾压作业。     

危险化学品事故特点及四川电网的防范措施

为掌握危险化学品事故特点,防范危险化学品事故,对国内外历史上发生的300余起典型危险化学品事故进行研究分析。分析结果表明,危险化学品事故类型以火灾爆炸居多,夏季高温季节是重特大事故易发、多发时期,使得该时期的危险化学品安全工作具有特殊性、复杂性,生产(运行)环节、作业和检修环节以及储存环节是事故防范的重点,违法违规是导致事故发生的主要原因。根据四川电网危险化学品实际,提出针对性的事故防范措施建议,为保障四川电网危险化学品安全形势持续稳定提供参考。     

高频传感器在10kV电缆带电检测中的应用

电缆安装和长期运行中可能产生各种缺陷导致局部放电。由于交联聚乙烯等挤塑型绝缘材料耐放电性较差,绝缘材料老化最终导致绝缘击穿,造成重大事故。电缆终端的故障率远高于电缆本体,通过试验研究了基于大尺径高频传感器的电缆终端检测方法。在实验室进行了传感器的研制和试验方法的校验,对运行中的电缆终端进行了局部放电普测,通过实例验证了此种方法的可行性,可为高压开关柜内电缆终端局部放电高频检测现场诊断提供参考。