基于多物理场仿真和VIKOR决策的干式铁心电抗器多目标优化

损耗和金属导体用量是干式铁心电抗器优化设计过程中需要考虑的关键因素,为有效降低损耗和成本,该文提出基于多物理场仿真和VIKOR决策的干式铁心电抗器多目标优化方法。首先以干式铁心电抗器为研究对象,建立磁场-流场-温度场模型,将磁场计算获得的铁心和线圈损耗密度作为热源,经过流-热耦合计算得到电抗器温度分布;建立磁场-结构场模型,将基于磁场计算得到的电磁力作为应力项,计算得到铁心及线圈振动位移分布,通过有限元仿真与拉丁超立方试验设计相结合的方法,得到不同结构参数下铁心电抗器温升与振动位移结果。为进一步简化优化流程,采用灵敏度分析方法进行参数降维,针对关键参数建立设计参数与温升、振动之间的代理模型,并采用多目标遗传算法得到满足电抗器性能要求的Pareto前沿解集。考虑到电抗器金属导体用量与损耗之间相互冲突,引入VIKOR综合决策方法,在确定优化目标权重的基础上,计算Pareto解集的利益比率大小,以最小利益比率确定最优设计参数组合,最后通过仿真验证优化设计方法的正确性。优化后的铁心电抗器与优化前相比,在损耗增加4.4%的情况下,铁心和线圈金属导体用量分别减少了3.0%和16.6%,同时温升及振动在满足设计要求的基础上分别降低了7.4%和16.7%。所提方法可以有效提升电抗器性能,为电抗器优化设计提供指导。     

具有变压器功能的并联铁心电抗器特性分析与结构设计

在复频域建立了场路直接耦合二维有限元方程,开发了相应的计算程序,计算了一台具有变压器功能的500 kV并联电抗器的磁场。电抗器的线圈也作为变压器的初级线圈。初级线圈的电路方程直接与有限元方程进行了耦合。基于计算分析,提出了2种变压器次级线圈的设计方案。分析了变压器负载电流对电抗器电感和次级线圈电压的影响。在假定次级线圈短路的情况下,计算了初级和次级线圈的故障电流,从而评估了由并联电抗器附带的变压器的抗短路能力。     

基于Ansoft软件的电抗器匝间短路在线监测研究

针对目前电抗器匝间短路不能被及时发现的问题,建立了干式空心电抗器匝间短路故障电路模型,从磁场的角度对干式空心电抗器匝间短路故障进行了在线监测和保护研究。采用Ansoft软件与硬件相结合的方法,将磁场信号转换为电信号,研究了探测线圈安装位置的不同对发现电抗器匝间短路故障的影响。通过对探测线圈电压的计算值和阀值的比较,能够判断电抗器内部绝缘结构是否完好,并能准确判断是否发生故障,避免了保护装置的误动。实验数据表明,利用探测线圈产生的电压差来监测匝间短路情况精确可行,能及时发现故障,并有效地避免故障范围的扩大。     

干式空心并联电抗器过热性故障温度场耦合计算与分析

干式空心并联电抗器出现过热性故障影响设备的正常使用寿命,为计算分析干式空心并联电抗器过热性故障温度场分布,基于多场耦合有限元理论,建立了干式空心并联电抗器流体-温度场耦合计算模型,得出干式空心并联电抗器正常运行时的温度场分布,并与现场运行实测的温度作对比,验证了计算模型的准确性.利用验证的流体-温度场耦合计算模型,计算了干式空心并联电抗器出现不同程度过热性故障下的温度场分布,分析了包封轴向、故障位置径向和顶部径向温度变化规律.分析结果表明,通过监测电抗器顶部温度变化,可以有效反映干式空心并联电抗器运行中的过热性故障.     

SF_6断路器预击穿引起35kV并联电抗器过电压试验与仿真计算

由于断路器动作特性和断弧能力,并联电抗器投切过电压将威胁其自身绝缘.为了确保新建并联电抗器稳定投入电力系统运行,采用实验和仿真计算的方法研究并联电抗器合闸过电压.现场试验发现SF6断路器合闸过程中存在预击穿放电现象,该预击穿过程使并联电抗器高压端产生了威胁其自身绝缘的过电压.为了研究该放电现象对并联电抗器绝缘的影响,在ATP-EMTP中建立SF6断路器合闸预击穿模型并计算并联电抗器上的操作过电压水平.实验和仿真计算结果均表明SF6断路器合闸预击穿过程将在并联电抗器高压端产生过电压.研究工作为指导变电站扩建和运行具有一定的参考价值.     

油管缺陷漏磁场有限元分析

采用有限元技术,建立了油管缺陷漏磁场的静态和瞬态仿真模型.通过对励磁磁场的均匀性、检测速度和缺陷尺寸三种影响因素的仿真分析,比较了静磁场模型和瞬态模型的仿真结果和效率.静磁场模型求解效率高、占用的计算资源少,但是随着检测速度的增大,求解结果明显偏高.瞬态模型能降低速度引起的误差问题,但需要大量的计算资源.给出了用静磁场模型分析缺陷漏磁场应满足的条件.     

一种齿形磁楔快速可调电抗器

针对一般磁楔电抗器无法快速改变电抗值的问题,提出了一种新型可调的齿形磁楔式电力电抗器.与一般磁楔电抗器相比,这种电抗器可以通过成倍地减小调节距离来成倍地提高调节速度.以一台设计制作的220 V、8 k Var齿形磁楔电抗器样机为研究对象,应用ANSYS有限元分析软件,建立了该电抗器的三维磁场模型,计算磁楔在两个极限位置时的电抗器磁场分布,应用ANSYS的LMATRIX宏命令计算该电抗器的电感调节特性.研究结果表明:该电抗器与一般磁楔电抗器相比,不仅可以提供相同的电感调节特性,而且具有数倍的电感调节速度.     

单端暂态量保护在带并联电抗器的超高压线路上的应用

理论分析表明,利用高低频段能量比的单端量保护可应用于带并联电抗器的超高压输电线路,且保护性能几乎不受并联电抗器的安装位置与数目的影响,在带并联电抗器的线路发生金属性故障时仍具有较高灵敏度,因此基于高低频能量比的保护应用于带并联电抗器的线路时对过渡电阻的变化不敏感。选用较高频段作为低频段时,保护性能几乎不受故障初始角及故障类型的影响。利用小波包分解作为分频手段计算高低频能量比。大量仿真实验验证了所得结论。     

基于ANSYS的磁饱和式可控电抗器铁心磁场的分析

针对磁饱和式可控电抗器铁心,应用大型有限元软件ANSYS,建立铁心和空气隙的模型,对铁心磁场进行分析,并对铁心空载损耗进行了计算.以220V,600VA磁饱和式可控电抗器为例,给出了铁心内部磁场分布图以及铁心空载损耗的计算值.将铁心内部磁场与理论磁场及铁心空载损耗的计算值与理论值进行比较,结果表明该模型具有较高的准确度,可以满足磁饱和式可控电抗器的工程设计要求.     

超导可控电抗器暂态特性研究

建立了超导可控电抗器的模型并根据有限元理论对其不同模式下的阻抗参数进行了计算.为保证超导可控电抗器安全可靠运行,在分析其超导线圈中直流分量和过电压产生原理的基础上,提出最小暂态过程的控制策略.进而设计了基于西门子S7-200PLC和反并联晶闸管的控制系统,并进行了不同电压下的稳态实验以验证其电感,不同角度的合闸实验以验证直流分量,和不同档位的切换实验以分析其过电压,实验结果验证了该参数计算方法的正确性和控制装置的可行性.     

趋化－流体耦合模型研究进展

从经典的Keller-Segel模型出发,简述趋化方程组的生物学背景、一般研究方法和最新研究进展。特别对趋化－流体耦合模型的起源、研究进展、研究困难进行详细的分析,并指出此类方程组研究中一些尚待解决的问题。     

数学模型可靠性问题

讨论了在没有先验假设条件下,如何评价,估计数学模型的可靠性问题,给出了能反映模型质量的特征量。利用它们可以对可靠性作出判断,并获得调整模型的见解。     

阶段化过程模型

本文讨论阶段化过程模型的构造，以卷积方式导出阶段化过程分析的概率模型，并以给定的强度因子μj，用此模型作了演示计算。     

人口预测的模型与方法

本文从连续人口发展方程和人口发展的基本规律出发,构造几种数学模型用于模拟人口总数及各年龄人口数.编程实验,并对实验结果进行分析.     

绿色产品模糊综合评价数学模型的比较

绿色产品的“绿色程度”的评价是综合评价问题 ,通常采用模糊评价的方法 ,而模糊评价数学模型的不同对评价的结果影响很大。本文对常用模糊评价数学模型进行分析和比较。     

血管狭窄段模型流■的测量

用激光多普勒流速仪(LDV)测量了血管狭窄段模型中的流动速度,考察了在不同来流雷诺数情况下流场的特性及模型的几何参数对流动的影响,得到了一些有益的数据和细节分明的流谱图。作为比较,还提供了用示踪法得到的各种模型的流场照片。二者有很好的一致性。     

高校后勤社会化模式分析

对当前高校后勤社会化的模式及利弊进行了分析．提出了按照现代企业制度组建高校后勤服 务集团是后勤社会化的必然趋势．     

两相湍流PDF矩模型的比较计算

该文选用3种PDF模型的宏观矩模型编制了程序,对竖直管道中的气固两相流动进行了数值模拟,将模拟结果与实验结果进行对比分析,发现了这些PDF模型各自的优缺点.分析造成这些不足之处原因,提出了对模型的湍流时间尺度的修正方法.用修正后的模型对竖直管道中的气固两相流动进行了模拟计算,将修正模型前后的结果和实验结果进行对比,证明...     

经济增长方式的判定模型

在经济增长方式可以显见于全要素生产率的假设下,建立了用全要素生产率(TFP)判定经济增长方式的数学模型,创造性地提出了经济增长方式的定量分析方法,并从宏观经济政策和微观经济实体(企业)决策两个层面解释了模型的意义.     

粗粒土的本构模型研究

本文结合云南天生桥面板堆石坝的试验研究,提出了一个非线性应力应变模型,即K-G模型。建议了一种用三轴试验直接求取残余强度的方法。预测表明:该模型能较好地模拟土的剪胀性和预测不同应力路径,在一定程度上能考虑中主应力σ_2对破坏的影响及应变软化性。所选的模型拟合曲线均为大家所熟知,旦参数易于用常规三轴试验(σ_3=c)确定,因而是一个具有实用价值的模型。