SF_6气体中电晕放电的紫外光、可见光及近红外光脉冲特性研究

为了研究SF_6气体中金属尖刺处局部放电伴随的发光现象及特性,搭建了一套局部放电紫外光、可见光及近红外光波段同步光学检测平台。采用均匀背景电场中的针-板电极作为实验对象,采用逐级升压方式对SF_6气体中针-板电极进行局部放电试验,分别对不同电压下的局部放电光脉冲信号进行测量,并对局部放电光脉冲的N-?柱状图及幅值分布区间进行统计分析。结果表明:3种光谱波段下检测到的脉冲放电重复率和脉冲幅值分布区间宽度与外施电压都具有良好的线性一致性关系;随着外施电压升高,3种光谱波段的放电光脉冲幅值分布范围逐渐增大,且存在饱和现象和明显的极性效应;紫外光和可见光范围内的光脉冲具有较大的活跃性,而近红外光波段内的光脉冲多出现在放电较为剧烈的情况。该研究结果可为光测法在GIS设备内绝缘检测中的应用提供参考。     

人工电压脉冲与局部放电UHF信号的等效性分析

使用人工电压脉冲向GIS内部注入与局部放电等效的特高频(ultra-high-frequency,UHF)电磁波信号是UHF检测系统灵敏度现场校验的关键环节。通过实验研究人工电压脉冲与局部放电UHF信号的时域幅值和频谱分布差异。建立了基于220 kV的GIS设备的局部放电UHF测试平台,在靠近出线的腔体内分别用局部放电缺陷和人工电压脉冲发射UHF电磁波,利用安装在4个典型部位的圆盘形天线接收UHF信号。通过测量各部位的信号幅值,对比人工电压脉冲与局部放电UHF信号的衰减程度;通过对信号波形作傅立叶变换,对比2种信号的频谱分布。研究结果表明,经过断路器后人工电压脉冲的信号衰减程度略大于局部放电,人工电压脉冲的频谱分布接近于局部放电,且人工电压脉冲电压波形的上升时间在0.3?1 ns范围变化时对UHF电磁波信号频谱分布没有影响。对于开展UHF检测系统灵敏度现场校验工作具有重要指导意义。     

连续方波脉冲下局部放电信号测量与绝缘老化分析

研制了连续脉冲电压下局部放电信号的测量系统,并对连续脉冲电压下绝缘老化特征参量进行研究。通过不同铁心材料传感器的频率响应特性和实际测量PD信号对比,认为NiZn铁心更适合用于脉冲电压下的PD传感器。在此基础上,定义了方波脉冲电压下局部放电信号的相对时间,得到放电谱图。最后,对样本老化时间和统计参量的关系进行了分析,认为偏斜度的变化和老化时间存在一定联系,而匝间绝缘和对地绝缘的不对称度随老化时间的增加表现出不同的特征。     

冲击电压下典型局部放电信号的光电检测系统

脉冲高压下测量设备的局部放电是一种校验高压电气设备在冲击电压作用下绝缘性能与设备老化的有效方法。检测局部放电对于及时发现设备故障隐患、确保安全运行具有重要的实际意义。搭建了油纸绝缘气隙模型,利用光电检测方法,实现在高压端测量冲击电压下的局部放电,具有较高的响应特性。在试样高压端串入采样电阻,通过光学元件将采样电阻上的电流信号转换为光信号进行传输,降低了空间电磁干扰的影响,最后通过光电转换装置实现电流信号的采集。实验结果表明随着电压的升高,局部放电强度愈发剧烈,验证了光电检测方法在冲击电压下检测局部放电的可行性。     

基于宽频带脉冲电流法的变压器局部放电多端检测技术研究

为了多方面反映局部放电信号所含信息以及变压器绕组对局部放电信号传播的影响,文中在35 kV变压器构造悬浮放电和尖端放电缺陷,基于宽频带脉冲电流法测量局部放电发生时各检测点的脉冲信号,研究不同类型、不同位置的局部放电信号特征。研究表明,不同缺陷信号波形相似而统计特征不同;不同相放电时,套管末屏信号相较于铁心与中性点信号有明显变化;绕组对高频局放信号具有"选频"作用。     

绝缘子表面放电的多物理信号比值演化特征及其诊断方法研究

为了探索局部放电声、光、电信号特征及演化规律,并利用多物理测量手段进行局部放电诊断,本文基于电流脉冲、地电波、超声及光学测量建立了局部放电多物理同步检测试验平台,并以强、弱垂直分量绝缘子沿面放电为例,通过试验研究了其局部放电多物理信号强度比值的演化特征。在此基础上,建立了一种三角比值空间分析方法,得到了各物理信号随电晕时间的演化特征。结果表明:虽然不同模式放电的三角比值散点分布区域不同,但其超声分量均随时间的推移呈现"U"型的演化路径,其演化速度和演化轨迹在放电初期、电晕稳定期和临近击穿期呈现出较大的差异,可作为局部放电危险程度的评判依据。     

基于雪崩面阵的气体绝缘放电光脉冲检测技术及传感性能研究

局部放电光测法是一种抗干扰能力较强的检测方法,具有极高的检测置信度,但由于局部放电光辐射强度较低,而传统单光子计数器件体积大、驱动电压高、寿命短,导致局部放电光学探测大多应用于放电实验研究。为解决光测法在电力设备局部放电检测中的实际应用问题,搭建了光电联合局部放电模拟实验系统,对空气和SF6气体中局部放电检测的信噪比、线性度、灵敏度、脉冲分辨率以及脉冲恢复时间等性能进行了对比验证和理论分析,论证了基于微型雪崩二极管面阵局部放电光学检测技术的优势。结果表明,传感器信噪比主要受外施偏压的影响,通过优化外施偏压其能够检测得到比脉冲电流出现更早的光脉冲信号;在2种气体中光脉冲信号幅值与视在放电量具有近似线性关系,并受放电类型和气体氛围的影响;传感器获得的脉冲统计特性与光电倍增管及脉冲电流法结果均具有较高一致性,并表现出比光电倍增管更优的抗电磁干扰能力。     

局部放电检测用D-dot探头的可行性研究

为了对开关柜等电气设备中产生的局部放电进行检测和模式识别,研制了一种用于局部放电检测的Ddot探头,并搭建了三种典型的局部放电实验模型,采用该探头和脉冲电流法同时对局部放电进行测量,通过比较两者信号之间的幅值能量关系,验证了探头的可靠性。此外还研究了不同距离下的局放信号频谱图,分析了信号高低频分量衰减与其传播距离之间的关系。试验结果表明:(1)D-dot信号能很好的反应局部放电的相位分布;(2)局部放电D-dot信号幅值与脉冲电压峰峰值呈线性关系,信号能量与脉冲电压峰峰值呈二次相关,且针对不同放电模型比例系数有较大差别,可依此进行局放源放电类型分类;(3)D-dot信号中高频部分随距离增加衰减很快,只在短距离(10 cm)内能够测得,低频部分衰减缓慢,在1m范围内基本无衰减。     

空气中电晕放电光电脉冲联合检测方法研究

为了对空气中电晕放电强度进行评估,搭建了一套能够同时采集光电脉冲信号的局部放电光、电联合检测系统,并设计了典型的针-板电极缺陷。通过对不同外施电压下光、电脉冲特性的研究,发现光电脉冲在时间上有很好的一致性,且在放电负半周期,光电联合检测到的放电重复率随外施电压升高而增大;在外施电压正半周期,光脉冲幅值与视在放电量存在较好的线性关系,而在负半周期电压较低时,光脉冲幅值与视在放电量无线性关系,且随着外施电压不同,正半周期光、电脉冲相位分布谱图呈现"包络"状。结果表明:通过光电联合检测得到的放电重复率、脉冲幅值及相位分布谱图特征可对电晕放电剧烈程度进行判断。     

感应脉冲电压下电机绕组局部放电近场测量技术及应用

为了检测和诊断旋转电机成型绕组内部的绝缘缺陷,尤其是匝间缺陷,文中提出一种外部感应脉冲电压下局部放电测量的方法。首先基于阻抗谱分析方法对一种典型的电机绕组进行了宽频等效建模,进而结合传输线理论推导出该电机绕组主绝缘或匝绝缘中发生局部放电后,脉冲信号沿绕组传播的特性。详细阐述并论证了只有采取近场测量的方式,才可能在感应脉冲电压下捕捉相对完整的局部放电信号。同时,为基于近场电磁感应原理研制合适的新型高频电流传感器提供了设计依据。最后,介绍了基于感应脉冲电压法局部放电测量系统的整体设计与典型电机的测试案例。     

规则法和混合法相结合的遥信错误辨识方法

针对遥信错误辨识问题,提出了一种基于规则和混合法的遥信错误辨识方法。首先制定规则剔除简单的遥信错误;对于无法通过简单规则辨识的遥信,提出采用转移潮流法和新息图法相结合的拓扑错误混合辨识方法进行辨识,该混合辨识方法具有如下特点:以前一断面的状态估计结果作为基态,避免转移潮流法在实际工程中基态选择的困难;通过新息图法中的修正预估比判断拓扑可疑支路,避免转移潮流法中用转移潮流判定拓扑可疑支路可能导致的误判;引入转移潮流法中注入功率对转移潮流的影响量,避免采用新息图法出现较大负荷预测误差产生负荷突变问题。最后,以算例证明了所述方法的有效性。     

双振子差分混沌特性判别方法

利用混沌振子检测微弱信号具有灵敏度高、抗噪性好等优点,其检测的关键在于对混沌特性的判别。该文在对Duffing振子混沌特性研究的基础上,提出了一种利用双振子差分来进行混沌特性判别的新方法。该方法具有直观、计算量小、抗噪性好和易于实现等优点。文中阐述了该方法的原理,提出混沌牵引的概念,给出相应的判别程序流程,最后对该方法进行了数字仿真,并应用该方法处理小电流接地故障保护现场数据,仿真试验结果证明了该方法的可行性和有效性。     

结合矩量法和边界元法的综合接地算法研究

为解决复杂土壤条件下接地系统参数计算问题,结合矩量法和边界元法,提出了一种可计算土壤中含有不同电阻率媒质模型的新型接地数值算法。该算法在分层土壤模型计算方法基础上,将土壤中不同电阻率媒质表面进行块状剖分,通过计算每块边界单元的电荷量分析其对地下电场以及接地系统泄漏电流分步的影响。该方法弥补了目前接地计算方法只能处理分层土壤模型的缺点,可对既分层又分块的土壤模型进行计算。同时通过两个接地极模型的计算,证明了该方法的可行,并通过其计算结果与经典文献中计算结果以及实测结果的比较说明该方法的正确性。     

拟共轭梯度法

本文提出了求解多维无约束非线性最优化问题的有效方法——拟共轭梯度法,推导了拟共轭梯度法的计算公式、迭代方法和收敛判据。拟共轭梯度法不仅适用于目标函数有解析表达式的优化问题,而且也适用于难以求取目标函数的梯度和目标函数只有数值解的那些优化问题,因而具有广泛的使用领域。     

一种综合应用工频法和行波法的组合故障测距法

为提高输电线路的故障测距性能,笔者综合分析了工频法和行波法二者之间的测距特点,并提出了一种综合应用工频量法和单端行波法的组合故障测距法。首先,基于输电线路的沿线电压幅值分布规律,利用切线交叉的工频测距原理,初步确定故障区域,接着,在此基础上用A型行波法精确地测出故障位置。通过引入行波测距避免工频测距后续的迭代计算,克服迭代不收敛或收敛至伪根的问题,提高测距精度;用工频初步测距,缩小行波波头辨识范围,提高行波测距可靠性。经仿真验证:所提组合法比工频法测距精度更高,比行波法的波头识别更加准确可靠。     

基于椭圆法的交流信号实时处理方法

提出一种基于椭圆法的数据处理方法。与傅立叶变换相比，本方法仅要求等时间间隔采集数据，把频率和直流分量作为未知量，有效克服了系统频率波动对处理结果的影响。采用椭圆拟合实现数字滤波，滤波效果好。采用本方法对电力系统电压、电流信号采集和处理，获得了满意的结果。本方法具有实时性好，处理结果准确、硬件结构简单等优点，具有较高实用价值。     

复杂阻抗的简单计算方法--容量加权法

对110kV及以上变压器的各种调压方式作了论述,对复杂调压方式下的阻抗进行了计算,总结出了简单的公式.     

基于电压扫描和电导增量法的局部遮荫条件下多峰MPPT方法

传统的最大功率点跟踪(maximum power point tracking, MPPT)方法在均匀辐射条件下效率较高,但由于光伏阵列与辐射、温度之间的强非线性特性,在局部遮荫条件下阵列的多峰特性易使传统的MPPT方法陷入局部极值,无法有效追踪最大功率。建立了局部遮荫条件下的光伏阵列模型,针对局部遮荫产生的多峰情况,采用电压扫描比较的方法确定最大功率点附近的电压,并以此电压值作为变步长电导增量法的初始值进行搜索,最终确定最大功率点的位置。该方法避免了在多峰条件下最大功率点跟踪陷入局部极值,实现了有效跟踪。     

有限元方法计算电机转矩的研究

通过对变分法原理的推导分析,说明在计算力、力矩、电感、电容等与贮能有关的量时,用贮能函数导出比直接用势函数导出更为精确,并结合实验验证理论分析.在实验中进一步发现麦克斯韦张量法更加依赖于网格划分的程度,而利用能量法的计算时间明显比利用麦克斯韦张量法的计算时间长.     

结构力学中单位荷载法的教学方法设计

本文按照学生的认知规律,结合启发式教学,由浅入深,由已知的虚位移原理引出刚体系虚功原理、变形体虚功原理,并用简单例题说明虚功原理的应用,最后推导出结构位移计算的一般公式,使学生较容易地掌握和理解结构位移计算的基本原理,教学效果良好。