HT-7U管内电缆导体稳定性的仿真与实验研究

管内电缆导体(cable-in-conduit conductor, CICC)是目前大型超导磁体的首选导体,它在大型超导核聚变实验装置及超导储能磁体中的应用具有不可比拟的优越性。为了减小导体的成本,提出超导股线和铜股线混合在一起的结构,因为增加铜比对导体稳定有利,该文制作了4个带有纯铜股线的管内电缆导体,并应用于HT-7U超导托克马克中。利用一维数学模型(Gandalf)对托克马克实际运行模式下CICC的稳定性进行仿真,研究了CICC的稳定性裕度与质量流速率、磁场、运行电流和铜比之间的关系。同时,将理论结果和实验结果进行比较,得到了样品中分离铜的有效比率。     

.一种运行电缆导体实时温度计算方法

运行电缆导体温度监测一直是电缆安全运行所关注的问题。运行电缆某时刻导体温度不能直接测量,往往是在已知电缆导体初始温度的前提下,通过计算间接获取。因此提出了用一定时段稳态温度直接作为导体实时温度计算初始值,并利用暂态和稳态热路模型对暂态和稳态导体温度进行了计算。通过试验证实了可行性,并在某工程中进行了验证,为运行电缆的安全运行和预警创造条件。     

管内电缆导体仿真设计算法模型研究

现代超导聚变装置上的管内电缆导体(cable-in-conduit conductor,CICC)运行在大电流和快速变化电磁场中。导体的合理设计是其能否稳定运行的关键。工程上CICC的设计是一个多次尝试和优化的复杂烦琐过程。该文根据Stekly参数和空间电流密度,提出基于稳定性和交流损耗的新的导体设计思想,推导了关于CICC结构参数矩阵方程,建立了导体数值仿真设计模型,同时进行了导体的模拟设计。并将仿真设计结构与工程设计情况进行比较和分析,结果证明二者吻合较好,且该方法能减轻工作量和缩短设计周期。     

基于电磁耦合的电缆导体运行温度直接测量方法

为测量电缆导体运行温度,提出了一种基于电磁耦合原理的电缆导体运行温度直接测量方法,通过在电缆接头处植入测温传感器,直接获取电缆导体的运行温度。与现有的测量电缆表皮温度后根据热力学模型计算导体温度的方法相比,该方法可以快速精确测量电缆接头处导体的实时温度,从而及时发现局部发热点。根据传感器电路结构的不同,直接测温技术分为2种基本方式:有源传感器方式和无源传感器方式。有源传感器方式的测温精度较高,而无源传感器方式则具有传感器体积小、测温范围宽的优点。详细介绍了一种有源传感器测温模块的安装方法,并搭建了测试系统,进行了阶跃电流下单芯110kV电缆的模拟现场温升试验。结果表明,植入的传感器模块不影响电缆接头的电气性能,所测温度与模拟回路直接测量的温度曲线在形状及响应趋势上完全一致,验证所提出方法的有效性。     

管内电缆导体传输交流损耗的理论计算和实验

交流损耗是大型超导核聚变实验装置如国际热核聚变实验堆和中国聚变工程实验堆稳定性的重要指标。然而应用于核聚变装置的管内电缆导体(CICC)在无外场下传输损耗数值计算很少。首先分析基于分布参数等效电路方法对CICC的N根股线的电流进行描述和分析;之后算出整个导体的电流分布,从而求出导体的传输电流损耗;同时,将数值计算结果与临界态模型结果作对比,以验证该计算模型的可行性;提出改进的CICC交流损耗测量方法,为国内下一步测试CICC及其线圈奠定了实验基础;最后,提出适用于单根圆股线的定标法则,为计算CICC的传输电流损耗奠定理论基础。     

超导电缆系统的运行与维护

介绍了已投入运行的国内首条低温绝缘高温超导电缆系统的日常运行情况,结合日常运行维护管理经验,简述了超导电缆系统的特点、运行要求和维护管理。     

BP神经网络模型用于单芯电缆导体温度的动态计算

电力电缆导体温度动态计算方法一直是电缆设计、运行管理和电力调度所关注的问题,但用BP神经网络作此研究很少,为此,提出了以电缆运行电流和电缆实时表面温度为基本参量,考虑电缆敷设环境因素,并利用已有的110 kV XLPE单芯电缆运行试验数据作为训练学习数据的BP神经网络模型.研究分析结果表明:该BP神经网络模型具有较高的...     

三芯电缆实时导体温度实时解析与计算方法

针对目前难以直接测量运行电缆导体温度的问题,将10 kV三芯电缆热路简化为只含一个等效热容和一个等效热阻的暂态热路,利用一阶热路的响应实现电缆实时导体温度的解析计算;同时,在试验场进行了阶跃电流试验和周期负荷载流量试验,测量电缆导体温度和外皮温度.根据测量的电缆外皮温度和加载的负荷电流计算出试验电缆的实时导体温度,对比发现导体温度的实时计算值与测量值吻合度较高,验证了该计算方法的正确性.该解析计算方法易于实现、计算准确,不仅可用于计算常用敷设方式下不同回路三芯电缆实时导体温度,还可根据电缆当前运行状态适当调整负荷电流,在保证安全的前提下提高现有电缆线路的输电能力.     

基于材料导热系数的单芯高压电缆导体温度动态分析

电缆导体温度是电缆安全运行的重要参数,基于110 kV交联聚乙烯单芯电缆的稳态等效热路,运用节点法从理论上推导了稳态下电缆导体温度与各层结构材料的导热系数的关系式,利用归一化灵敏度原理分析了导体温度对电缆各层结构材料的导热系数改变的灵敏程度,并设计了阶跃电流温升试验。理论推导和分析试验数据得到:稳态时,电缆导体温度对各层结构材料导热系数的灵敏度与材料的导热系数成反比;稳态时电缆导体温度计算值对气隙层、绝缘层导热系数灵敏,而对垫层、外护套导热系数不灵敏。由此可为实现电缆导体温度和载流量的准确计算,如何准确选取电缆的物性参数提供参考。     

电缆导体温度及过负荷能力的研究

导体温度是反应电力电缆运行状态的重要参数,对于含有内置光纤的电力电缆,通过建立光纤到电缆导体的热路模型,推导出导体温度变化表达式,利用光纤所测得温度和实时负荷计算电缆导体的温度,并搭载了实验平台,实际测试电缆导体温度与电缆导体温度计算结果相比较。研究发现:本文提出的计算电缆导体温度的方法满足工程需要,误差来源于光纤测量系统、电缆自身热物性参数和土壤热阻系数,其中土壤热阻系数越大误差越大;实际运行中的电缆线路具有很大的裕度,对于2 200 mm~2和1 400 mm~2电力电缆而言,以60%额定载流量能持续运行8 h为基准,2 200 mm~2的电缆可以施加1.45倍的过负荷,1 400 mm~2电力电缆可以施加1.28倍的过负荷。     

直流输电模型和调节方式对暂态稳定影响的统计研究

该文详细地模拟了直流系统中三种不同的计算模型、三种不同的调节方式和两种紧急控制措施；重点讨论了模型和调节方式对交直流混合电力系统暂态稳定性的影响，并以修改后的EPRI—36系统为例，借助于概率分析的方法，对各种模型和控制措施的作用进行了统计比较：讨论了在交直流混合系统中，采用不同的计算模型和调节方式对暂态稳定性可能出现的不同效果；证明了在交直流系统的理论计算和工程应用中，选择合理的直流模型、调节方式和控制参数的重要性。     

永磁式接触器动触头动作特性仿真分析与试验研究

针对单线圈单稳态永磁式接触器，采用仿真和试验的方法对永磁机构接触器的静态和动态动作特性进行了研究。首先，利用ANSYS软件包采用有限元模型，进行了动铁心静态吸力的仿真；其次，耦合电压平衡和达朗贝尔机械运动特征微分方程，在上述静态仿真的基础上进行了动铁心动态吸力的仿真。然后，利用ADAMS软件构建操动机构的机械模型，仿真动触头和动铁心的位移-时间特性。最后，设计试验用原型机进行试验，对仿真结果和试验结果进行对比分析，显示动触头动作特性仿真和试验结果一致性很好。     

电光式光纤电压传感器温度影响及其补偿方法的研究

将BGO晶体作为光电电压传感器的敏感材料 ,对其温度特性进行了理论分析及实验研究。结果表明 :采用双光路补偿法能使BGO晶体受温度的影响大大减小 ,并且具有良好的重复性和线性 ,可实现软件补偿。经过精心设计的光电电压传感器完全可以满足实用化的要求。     

大规模电力系统分区动态等值的快速直接暂态稳定分析

本文对大规模电力系统中确定的研究区，用同调动态等值法将外部系统进行动态等值，然后 对研究区中的所有故障点，用综合直接法进行暂态稳定“扫描”分析，并将计算结果与仿真 法进行了比较，最后给出了系统在等值前后直接法计算所用计算机CPU时间比较。计算表明 ，本文提出的基于动态等值的直接暂稳分析方法不但保证了直接暂稳分析的计算精度，而且 大大提高了直接法的计算速度，具有在线应用的潜力。     

漏空气对凝汽器传热性能影响的实验研究

通过凝汽器传热性能实验，研究了凝汽器热负荷和漏空气量变化时凝汽器压力、传热系数和端差的变化规律，得到了各参数变化对应的临界空气相对含量值。实验结果表明，当空气相对含量小于相应临界值时，凝汽器传热性能受空气相对含量变化的影响较小，即随空气相对含量增加，压力和端差缓慢增加，传热系数略有减小；反之，当空气相对含量大于相应临界值时，凝汽器压力和端差迅速增大，传热系数急剧下降。尽管不同凝汽器热负荷下各性能参数变化对应的临界空气相对含量值各不相同，但变化不大，均在1％左右。这为进一步定量研究漏空气对凝汽器传热性能影响奠定了一定基础。     

电流互感器暂态过程的仿真与分析

本文在用多项式拟合电流互感器（CT）铁心磁化曲线的基础上,利用状态模型对CT暂态过程进行了仿真。较好地刻画了CT的暂态过程。为了准确地检测CT铁心进入饱和的时刻。本文提出了将小波变换运用到对CT二次电流波形畸变的检测中来的思想,利用波形的空变点来检测CT铁心进入饱和的时刻,有一定的理论价值。     

考虑联络线暂态稳定性约束的最优潮流计算

提出了一种考虑联络线暂态稳定性约束的最优潮流计算方法,利用等微增率准则及其近似线性的特性,通过寻找发电机有功出力变化量与联络线输送有功变化量之间的关系快速确定联络线输送功率的极限,并用此极限值作为最优潮流中的不等式约束.该方法较好地解决了考虑暂态稳定约束后计算负担过重的问题.在一个简化的系统上对文中提出的方法进行了验证,证明了其有效性.     

应用基于连续潮流算法的遗传算法进行静态电压稳定分析

由于电力市场的竞争机制使电网运行在电压稳定裕度很低的工作点,因此电力系统的电压稳定问题变得日益突出。章在分析电压稳定模型时考虑了负荷特性,建立了分析静态电压稳定的优化数学模型,提出了应用基于连续潮流算法的遗传算法求解系统的最大静态稳定裕度。对IEEE14节点标准网络的计算结果证明了模型的正确性以及算法的有效性。     

锅炉漏风对排烟温度及排烟损失的影响

对炉膛和烟道漏风对排烟温度及排烟损失的影响进行了分析和研究。结果表明,锅炉漏风使排烟损失增加,漏风位置越靠近炉膛(包括炉膛),排烟损失越大,反之亦然;当锅炉烟风系统的漏风系数为0.1时,引起的排烟损失增加0.2%以上,使机组供电煤耗增加0.6~2.0(g/kW.h)。在锅炉运行中,应尽量控制系统漏风,以提高机组的运行经济性。     

汽缸结合面高温螺栓寿命损耗及其安全使用性能分析

通过对汽缸结合面高温螺栓的性能试验分析,认为预紧力过大和预紧力不均匀是影响高温螺栓安全使用性能的主要因素。对此,提出了限制运行周期和紧固次数,加强对螺栓超声波探伤和表面探伤等防止高温螺栓失效的具体措施。