应用快速多极子边界元法的块状土壤结构地网接地参数算法研究

为解决传统边界元法因其系数矩阵的存储量与求解未知量成平方关系,因而受计算机内存的限制无法求解剖分量巨大的大规模块状土壤下地网接地参数计算问题,提出用快速多极子边界元法进行求解,利用建立三维自适应八叉树的存储结构代替传统的系数矩阵存储形式。与传统边界元法相比,存储量大大减少,计算效率也明显提高。对小规模块状土壤接地模型进行编程计算,通过与传统边界元法及CDEGS软件计算结果进行对比,证实了所提方法的正确性和高效性。对大规模块状土壤接地问题算例进行编程计算,证明了所提算法在求解大规模块状土壤接地问题上的优势,为进一步研究更加复杂的块状土壤接地问题提供了参考。     

变压器中性点气水两相组合流体保护间隙工频放电特性数学解析

气水两相组合流体放电特性研究对于污水处理、高电压绝缘、水下声源等领域,以及在变压器中性点保护间隙方面,具有重要的意义。针对不同间隙总长度和不同喷水长度的气水间隙在实验室条件下进行工频放电试验,分析其放电特性的变化规律。研究表明:气水间隙比之相同长度的空气间隙易于击穿;当气水间隙总长度L固定时,气水间隙的放电特性曲线均呈现近似V型的特征;当间隙总长度L不同时,曲线最低点A所处的位置不同,随着L增大,点A向右上侧移动;3条V型曲线点A右侧部分近似直线,几乎重合;当L不同时,3条曲线点A左侧部分形态一致呈线性,且随着L增大而向右上侧移动;将气水间隙应用于电力系统变压器中性点保护,具有较可观的价值。基于试验结果分析,通过对试验数据进行数值拟合建立了气水间隙的数学解析式。根据该数学解析式,可以计算出气水间隙在不同间隙总长度和不同喷水长度下的击穿电压和最低击穿电压所处的位置,从而指导应用于变压器中性点保护间隙。     

粒子群算法应用于避雷器均压环配置优化

合适的均压环配置即均压环数量和参数能使避雷器电阻片的电压承担率分布更加均匀,均压环数量、参数与电压承担率之间存在着复杂的多维非线性关系,均压环最优配置难于求解但易于评估。为了研究该问题,应用粒子群算法对均压环配置进行优化计算,以最大电压承担率为目标,建立不同个数均压环的优化模型,根据个体适应度值自适应调节惯性权重以提高种群的全局与局部寻优能力。算例结果表明:对500 kV避雷器配置3个均压环和配置2个均压环进行优化计算,优化后最大电压承担率分别为1.104和1.143,均小于1.15,满足相关要求。其中,前者优化后均压效果更为显著;后者优化后结构更为简单。     

采用Markoy模型的输电线路及绝缘子运行风险评估

作为解决随机概率过程的经典理论,马尔可夫模型在电力工程领域运用较少,尤其是应用马尔可夫过程来预测输电线路及绝缘子的运行状况及发生污秽闪络和其它故障概率的定量计算,国内外学者还鲜有相关方面研究。为此,建立了基于马尔可夫过程的输电线路绝缘子运行状态评估模型,包括马尔可夫过程状态转移图和马尔可夫过程矩阵。以湖北省2001～2...     

绝缘子污秽闪络的统计特性及风险评估

污秽绝缘子的泄漏电流是表征绝缘子表面状态的重要动态参数.污秽绝缘子泄漏电流特性以及基于泄漏电流特征量的污秽度预测、闪络风险评估一直是国内外相关领域学者研究的热点,但泄漏电流的统计特性和闪络风险的定量计算的研究很少.为此,在人工搭建的雾室内,对XP-160和LD-120绝缘子进行大量人工污秽试验,以泄漏电流幅值Im和闪络...     

提高架空配电线路耐雷水平的仿真分析

为了提高配电网抵御雷电灾害的能力,通过定量计算,提出了有效的防雷措施。利用ATP—EMTP仿真软件,结合规程算法计算几种绝缘子配置方案下的耐雷水平。采用数值计算方法,借助Fortran语言,建立了有限长线路两端接非线性负载时的感应雷过电压数学模型,计算氧化锌避雷器（MOA）安装间距与线路闪络降低百分数之间的关系曲线。结...     

垂直多层土壤的格林函数

为解决垂直多层土壤格林函数理论推导复杂和数值求解方法繁琐的问题,提出了符号方程理论推导方法和自适应高精度复镜像数值求解的方案。符号方程法借助镜像变换和分离变量法实现了机械化推导,可以求得格林函数通用的封闭表达式。自适应高精度复镜像法先使用二次采样方法对格林函数的封闭表达式进行智能采样,然后运用矩阵束法直接对离散化的格林函数系数进行复镜像拟合,能够显著提高计算的效率和精度,弥补了传统Prony法和广义函数束法在数值稳定性和精度方面的不足。经由算例对比,该方法准确有效,可以应用于垂直或水平多层土壤接地问题的计算。     

超高压输电线路复合绝缘子性能老化评估

为及时了解在运复合绝缘子运行状态、系统评估电力网运行可靠性,2016年相关运行单位依据南方电网有关规定对超高压输电线路运行环境较为复杂的复合绝缘子进行抽样检测,测试内容共分为材料性能、电气性能和机械性能三项。测试结果表明,复合绝缘子在镀锌层厚度、水煮后陡波冲击、机械破坏负荷和端部密封性这四方面的性能未随运行年限的增加而出现明显老化;复合绝缘子性能老化主要体现在憎水性、带护套芯棒水扩散、伞裙漏电起痕、芯棒护套粘结性这几个方面,且性能老化程度与绝缘子运行年限表现出一定的正相关性。!     

输电线路雷电屏蔽模拟试验影响因素

为研究影响输电线路雷电屏蔽性能的因素,选取500 kV交流输电线路为对象,针对电极沿档距方向放置位置、雷电先导入射角、线路保护角、地面倾斜角、冲击电压类型和模型比例等诸多因素开展了试验研究。近十万次放电试验表明,绕击概率随电极倾斜角度和线路保护角增大而增大、随地面倾斜角增大而先增大后减小。观测到了主放电击中导线(避雷线)的同时,也观测到避雷线(导线)上竞争失利的残余迎面流注,并绘制了1:80、1:40和1:25这3种缩比模型分别在标准雷电冲击(-1.2μs/50μs)和标准操作冲击(-250μs/2 500μs)下的绕击空间分布图。最后结合定量计算,建议将电极放置于能够反映线路平均绕击概率的区域,并采用标准雷电波进行小尺寸雷电屏蔽模拟试验,为今后更深入进行特高压线路防雷性能试验研究提供了参考。     

110kV变压器中性点水流保护间隙与避雷器并联保护方式

为克服传统保护方式的缺陷,提出了1种水流保护间隙和避雷器并联的110 kV变压器中性点新型保护方式。在系统发生非全相运行故障或者单相接地短路且失地时,水流保护间隙形成且立即被击穿(即水流保护间隙动作),从而保护变压器中性点绝缘和避雷器。在雷电过电压下,由避雷器动作泄放雷电流,水流不会喷出,不会形成水流间隙,间隙不会动作;在其他过电压下,水流不会喷出,间隙和避雷器均不动作。对已研制成功的整套水流保护间隙与避雷器并联新型控制系统进行大量试验,研究结果表明:水流保护间隙的工频放电电压和放电分散性都低于同等距离的空气间隙,当工频电压升高到快接近放电电压时,在高压电极头部会产生强烈的电火花。水流保护间隙和避雷器并联新型保护方式可以可靠工作,更有效保护变压器中性点绝缘。