热机联合应力对油浸纸板绝缘及机械特性影响研究

油纸绝缘系统在热、机械等应力共同作用下所发生的绝缘老化与破坏是电力变压器发生故障的主要原因之一。本文对热机联合应力对油纸绝缘的影响开展了实验研究。对油浸纸板进行不同时间的热老化后施加不同形式的机械应力，测量纸板产生的应变，分析了不同条件对油浸纸板的耐压时间、局部放电相位分布（Phase resolved partial discharge, PRPD）谱图、平均放电量等局放特征的影响。对未经老化的油浸纸板，机械应力加载时间越长、应力幅值越高或者应力频率越低，油浸纸板受到的破坏作用越严重，机械性能和绝缘性能越差。油浸纸板经过热老化处理后，机械应力对其绝缘性能和机械性能的影响趋势与未老化时类似，但热老化后PRPD谱图形态多呈现“兔耳状”。随着热老化时间的增加，纸板的绝缘寿命先有所上升，然后一直下降。本文的研究结果可为热机联合应力下油浸纸板老化模型建立提供试验依据。     

基频铁磁谐振的理论及仿真研究

基频铁磁谐振频繁发生于电力系统之中,严重威胁电力系统的安全稳定运行.本文利用理论分析方法研究了典型铁磁谐振电路的基频铁磁谐振,用非线性曲线表达式描述非线性电感的饱和特性,并考虑了回路电阻对谐振的影响,给出了求解各参数导致系统发生谐振的临界值的方法,并利用实验的方法验证了理论分析中电源电压对铁磁谐振影响的正确性.研究结果表明:该理论分析方法能够很好地分析基频铁磁谐振及其影响因素,为合理设计电力系统参数提供有力的依据;铁芯损耗越小,电源电压越高,回路电阻越小,回路电容越小,系统发生铁磁谐振的可能性越大.     

换流站用交流滤波电容器的噪声试验与仿真

交流滤波电容器装置噪声是换流站噪声来源的主要因素之一,开展其噪声特性的试验及仿真分析,对于电容器噪声水平的抑制具有重要意义。在理论分析电容器噪声产生机理的基础上,建立了位于半消声室内的电容器振动与噪声测量系统,并对单台电容器表面振动及辐射噪声进行了测量,理论分析并试验验证了电容器底面是其噪声的主要来源。采用边界元理论建...     

计及金属塔和母线效应的悬挂式避雷器电场计算及结构优化

建立了悬挂于金属塔上计及高压母线效应时的金属氧化物避雷器三维静电场模型,利用有限元数值方法计算了这一静电场分布.定义了避雷器阀片电压偏差,提出了以阀片电压偏差最小化为目标的避雷器设计方法.研究了均压环的不同组合、均压环小环径和阀片的介电常数对阀片电压最大偏差的影响.利用最小二乘法和分离变量法拟合了目标函数与均压环直径、悬挂高度的关系,为避雷器的结构优化奠定了理论基础,也为其他电力设备的优化提供了一条途径.     

稳态条件下变压器绕组轴向振动特性研究

根据电力变压器绕组的实际结构特点及绝缘垫块的力学特性,建立了绕组轴向振动的等效数学模型,研究了变压器在稳定运行条件下,绕组轴向振动的特性.分析了压紧力大小与绕组固有振动频率以及绕组振动的加速度信号之间的关系,即:绕组压得越紧,其各阶次的固有振动频率就越高;随着压紧力的增大,绕组振动加速度呈现下降的趋势,说明了绕组压紧力的变化可以从其振动加速度信号幅值的变化中反映出来,从而为振动法在线监测变压器绕组状况建立了必要的理论依据.     

合成回路用高压电抗器过电压分析及电场仿真

高压电抗器在合成回路中为开断电流后的断路器提供恢复电压,断路器动作导致电路参数的瞬时变化,使电路中的电流和电压波形在高压电抗器和电容元件之间产生振荡,由此产生的过电压将威胁合成回路的安全运行。笔者根据试验单位提供的合成回路及具体运行工况,利用PSCAD对其运行回路进行电路仿真,得到相应的电流和电压波形,并以此为边界条件,利用ANSYS对高压电抗器进行仿真得到空间电场强度,并提出合适的结构参数来改善电抗器局部电场分布。结果表明:电路仿真在考虑电抗器杂散电容后,电流和电压波形出现极大振荡,此时电抗器两端的电压峰值可作为仿真边界条件。由电场仿真结果可知,电场强度的分布与电抗器的结构布置和对地电位有关,并以对地电位最大的电抗器两端的电场强度最明显,且主要集中在均压环处。通过选择合适的均压环尺寸,可以有效地降低该处电场强度。     

负载电流法在基于振动信号分析法监测变压器铁心状况中的应用

振动法是诊断变压器运行中潜伏故障的一种有效手段，不仅能够检测出故障绕组，还能检测铁心的状况，对其进行充分的研究有良好的应用前景。文中提出了一种不空载运行变压器取得变压器铁心振动信号基频成分的负载电流法。模拟变压器实际运行时的情况，测量了不同负载电流及空载情况下变压器本体的振动加速度信号。通过拟合的负载电流与振动加速度信号基频成分的关系曲线，得到了负载电流为零时变压器振动信号基频成分的幅值，这个值与空载情况测得的振动信号基频成分相当，说明了利用这种方法可以提取出变压器铁心振动信号的基频成分。文中最后利用负载电流法对于铁心故障进行了监测，并与小波包分析法进行比较，结果证明了这种方法可初步判定铁心的状况。     

基于锥形管的环-板电极结构大气压等离子体射流特性

为了研究锥形管对Ar大气压等离子体射流的影响,在环–板电极结构的基础上,采用锥形石英玻璃管作为等离子体射流反应器,并引入了悬浮电极,对其进行了实验研究。通过大气压氩等离子体射流的电气特性的测量和光学特性的诊断,包括拍摄发光图像,测量射流的电压–电流波形和发射光谱,然后计算获得平均放电功率和电子激发温度,研究了当采用不同形状的玻璃管时,Ar等离子体射流的放电特性和演变规律,并结合气体流场仿真与电场仿真对所得的实验结果进行了分析。结果表明:与传统的直管电极结构相比,引入悬浮电极的基于锥形管的环–板电极结构产生的等离子体射流的放电电流有效值、放电功率以及电子激发温度均有所提高;利用锥形管可以使管中Ar气流在出口处的流速更快,且速度分布更为均匀,使得Ar气流可以更为平稳的向前扩展;同时在管口附近形成Ar含量较大的气体氛围,更有利于放电的发展;在环板电极结构中引入悬浮电极,加强了高压电极与悬浮电极间的电场,更易使流过电场中的气体电离,并且使能量集中在射流产生通道,提高了能量利用率。     

绕组振动信号监测法中测试位置的影响与分析

振动法能有效地检测变压器运行中的绕组状况。应用振动测试系统研究了不同负载电流和压紧状况下连续式绕组不同位置的振动信号以及测量位置对振动信号基频分量幅值的影响 ,还初步分析了压紧状况变化对不同位置的绕组振动信号的影响。基于此确定了可更好地提取振动信号特征向量的测试位置     

高压直流输电系统中交流滤波电容器的振动产生与传递机理

滤波电容器是高压直流输电换流站的主要噪声来源,其设备数量多、装置高度高,对换流站周边区域产生显著的可听噪声干扰。为解决滤波电容器可听噪声问题,首先要明确滤波电容器振动的产生机理。文中根据滤波电容器单元的实际结构,分析了电容器在高谐波运行状态下所承受的交变电场力,研究发现其电场力与电容器极板间电压的平方呈正比关系。为了研究滤波电容器单元的振动产生及传递过程,文中先对电容器心子振动进行了测量,发现电容器心子具有多个共振点,当电场力接近这些共振频率时,心子出现显著振动。另外,文中也对电容器外壳振动形态进行了测量,研究发现电容器的内部振动为先传递到电容器底面,再经过底面与侧面间的棱边传递到电容器的侧面。