计及振动响应的变压器绕组轴向机械强度动态评估方法研究EI北大核心CSCD

变压器线圈在短路电动力的作用下产生强烈的轴向振动,影响线圈强度。为了深入研究线圈的短路振动特性及其对轴向强度的影响规律,该文首先建立绕组轴向的非线性振动模型,提出线圈、垫块、压板动态压缩力以及导线轴向弯曲应力的计算方法;然后,对一台SZ-50000/110kV变压器的动态轴向强度进行评估,并与传统的静态计算结果进行对比;最后,分析电流幅值、压紧力和固有频率对轴向强度的影响规律。研究结果表明,采用动态模型计算的线圈、垫块、压板压缩力和导线的轴向弯曲应力均大于静态计算结果。针对该文所研究的变压器,绕组二阶固有频率接近电动力频率时,线圈压缩力可增加10~25kN,压板最大应力可增加8MPa,轴向弯曲应力可分别增加5~10MPa。所提模型和计算方法对于提升变压器短路强度评估水平非常关键。     

不同叠片接缝形式的换流变压器铁心电磁与振动特性分析

磁致伸缩和麦克斯韦应力是换流变压器铁心振动的主要原因，当铁心中存在气隙时，由麦克斯韦应力引起的铁心振动不可忽略。文中基于PSCAD搭建了特高压直流输电系统仿真模型，得到了换流变压器正常工作时谐波电压和谐波电流特点。建立了3种不同铁心结构的换流变压器模型，研究了不同结构铁心的磁场和麦克斯韦应力分布特点。在此基础上，从理论上推导了麦克斯韦应力与谐波电压的数学关系，研究了不同结构铁心在基波和谐波电压共同作用下麦克斯韦应力的大小关系以及在麦克斯韦应力作用下铁心表面振动加速度大小关系。研究结果表明，与传统双接缝铁心相比，六步进接缝铁心表面振动加速度最大值减少了15.44%；改进六步进接缝铁心表面振动加速度有效值减少了26.39%，最大值减少了25.68%。可见，改进六步进接缝铁心相比于传统双接缝铁心和六步进接缝铁心具有良好的减振效果。     

750kV罐式断路器合闸电阻操动冲击下应力分布数值模拟及影响因素分析北大核心CSCD

作为断路器中的关键组件,断路器合闸电阻在长期运行的过程中会承受巨大的机械和电流冲击,可能造成合闸电阻乃至断路器设备发生损坏。基于此,文中以典型LW13-800型罐式断路器为研究对象,建立了断路器合闸电阻数值仿真模型,计算了操动冲击力作用下合闸电阻的应力分布,分析了不同优化设计中的影响因素对合闸电阻应力的影响。研究结果表明:在同一电阻串上,最底端电阻片所受应力最大;合闸电阻串平均应力与操动冲击波形大致吻合;合闸电阻所受应力的平均值与操动冲击载荷呈正比例关系;在加装了纯铝过渡片后,可以对电阻串两端电阻片应力分布起到一定程度的改善。     

数字化技术在输变电设备状态评估中的应用专题特约主编寄语

<正>当前，数字化技术已成为推动电力系统等国民经济各行各业优质发展的新动力。将数字化技术应用于输变电设备状态评估中，可有效提升输变电设备状态评估的准确性、时效性和智能化水平，对保障电力系统运行安全，推动我国能源转型升级，促进“双碳”战略目标顺利实现具有重要意义。为了集中反映我国电力科研人员和学者在“数字化技术在输变电设备状态评估中的应用”领域的最新研究成果，在《电工技术学报》编辑和特约编委的共同努力与支持下，本次专题应运而生。     

基于电致噪声频响函数的多谐波工况下换流变压器噪声等效评估方法

现行变压器噪声测试标准仅规定工频试验条件，使得换流变压器实际运行的噪声远超过测试水平。因此在规划换流站前，需要准确评估换流变压器的出厂噪声。该文以等效实际多谐波运行工况为目标，提出单频叠加和降容量两种换流变压器噪声等效评估方法。单频叠加试验是利用单一频率激励加载噪声试验结果，通过叠加定理来评估复合频率激励加载下换流变压器噪声水平；降容量试验是在多频谐波电源容量不能满足直接加载情况下的一种替代加载方案，降容量试验结果加上40 lgm(m为降容比例)得到全容量下的噪声水平，并通过分析比较实测和评估的噪声频率特性及声场分布验证所提方法的有效性和准确性。结果表明，单频叠加试验得到的噪声误差均在1.8 dB以内，降容量加载试验得到的噪声误差均在1.6 dB以内，相比以往工频加载方式大幅度提升了换流变压器噪声评估的准确性。所提等效评估测试方法为换流变压器制造厂家掌握产品运行噪声性能提供了有效方法，同时能够为换流站噪声设计与治理提供有力支撑。     

基于电场探头及电流传感器的MOA运行状态带电检测方法研究

作为一种电力保护设备，金属氧化物避雷(MOA)运行状态的准确识别是确保电网安全高效运行的前提之一。针对传统MOA运行状态检测方法中存在的检测准确性低，无法进行带电检测等问题，笔者提出了一种基于各次谐波原理的MOA非接触式带电检测方法。该方法采用一种改进的差分式电场探头和钳式电流传感器(CT)实现对于MOA电压与电流的信号采集，在此基础上对两路信号进行快速傅里叶变换(FFT),得到阻性电流等参数以实现对于MOA的检测。本研究开发了样机，详细介绍了样机的结构，推导了其传递函数，并分别对正常运行状态的MOA、老化和受潮的MOA进行了测试试验。结果表明，该样机能够准确采集到MOA阻性全电流、阻性基波电流及阻性3次谐波电流等参数，正常运行状态时幅值大小分别为23μA、17μA、5μA,受潮、老化相关状态下，阻性基波电流分别达到35.3μA和30.2μA,阻性3次谐波电流分别达到6.2μA和15.1μA,针对3种状态样机检测结果与在线监测系统基本保持一致，电流相对误差可达0.5%,且与已有文献相吻合，说明所开发样机符合MOA带电检测要求，具有良好的工业应用价值。     

交流GIL内金属微粒的受力及运动特性分析北大核心CSCD

气体绝缘金属封闭输电线路(gas-insulated metal-enclosed transmission line,GIL)以其输送容量大、占地面积小、传输损耗小等优点,在许多场合是替代电缆和架空线路的首选方案。但GIL内部的金属微粒会在电场的影响下发生起跳和运动,严重威胁了GIL的绝缘性能。为更好地捕获金属微粒,掌握GIL内金属微粒的受力和运动特性是十分有必要的。文中首先忽略了盆式绝缘子对GIL轴向电场的畸变,分析了金属微粒在同轴圆柱电极间的运动特性;然后使用平均谐振频率和平均起跳高度来表征金属微粒在交流电压下的活跃度,分析了交流电压幅值、交流电压频率和微粒半径对平均谐振频率和平均起跳高度的影响规律;最后分析了在考虑盆式绝缘子影响下的金属微粒运动特性,可为金属微粒陷阱的结构设计和布置提供参考。     

高频激励下变压器绕组梯形等效网络参数辨识方法研究EI北大核心CSCD

梯形等效网络在变压器绕组变形诊断领域占据重要地位。该文探索基于绕组可测频响数据,构建参数辨识算法实现高频激励下梯形网络元件值的反演。首先,确定参数辨识所用驱动点导纳函数的测试方式,保证网络的建模精度及最简结构;其次,构建结合遗传算法与迭代算法的网络元件反演算法、基于元件电压电流关系的网络求解模型及基于绕组等效电感电容的元件搜索域计算方法;最后,提出实体变压器高频段频响曲线的确定方法,研究参数辨识的计算效率及优化精度。辨识所得实体变压器的等效网络元件值符合相关约束条件,在800kHz~2MHz频段内对应曲线与实测曲线具备极高的吻合度,其目标函数值从442.11下降至90.44,降幅高达79.54%,从而验证了该文所提方法的有效性和精确性。