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.     

电缆电抗器损耗的数字化测量

分析了电缆电抗器数字化损耗测量中误差产生的原因 ,针对不同的误差来源 ,在软件处理中采取相应的措施 ,取得了满意的效果 ,与 3193POWER HITESTER功率仪(0 .1级 )的结果相比较 ,两者相差≯ 1%。     

计及磁—机耦合效应的变压器绕组短路振动特性研究

变压器短路过程中线圈位置的变化可影响漏磁场和绕组受力。为研究绕组电磁力和振动之间的耦合作用,文中基于镜像法,建立了变压器绕组漏磁场和电磁力的计算模型,计算了短路冲击下漏磁场和电动力分布。基于绕组弹簧—阻尼轴向振动模型,研究线饼的位移对绕组受力的影响,构建了变压器短路振动的电—磁—机械耦合模型。最后分析了短路电流和压紧力对振动响应的影响。计算结果表明,考虑耦合后,振动信号在频域上表现出较高的分散性,相较于静态计算,动态计算短路力修正系数为1.196。文中提及的短路振动分析模型,有助于形成变压器抗短路能力的动态评估方法,有效提升在运变压器的运行可靠性。     

基于典型振动规律的干式变压器机械状态诊断

干式变压器在运行中受到电、热、机械等应力的共同作用,可能导致铁心松动和绕组变形等异常故障。振动分析法可以灵敏地反映铁心和绕组的机械状态,适用于干式变压器机械故障的检测。文中构建了干式变压器的有限元模型,仿真探究了干式变压器的振动机理与振动特性,发现干式变压器的绕组振动远小于铁心振动,正常运行状态下振动主要来源于铁心的磁致伸缩效应。文中搭建了干式变压器实验平台,采集并对比分析了正常工况和铁心松动状态下干式变压器表面的振动信号。发现随着铁心逐渐饱和,振动信号不再随电压平方呈线性关系增长,总振动信号峰值增长变快,基频振动信号幅值增长变慢。根据实验得到不同工况下干式变压器的振动信号频谱,发现可将振动信号的基频占比、高低频比作为诊断干式变压器机械状态的特征参量。     

直流GIL内金属微粒的落点分布研究

气体绝缘金属封闭输电线路（gas-insulated metal-enclosed transmission line,GIL）拥有输送容量大、占地面积小、传输损耗小等优点,但GIL内部的金属微粒会在电场的影响下发生起跳,严重威胁了GIL的绝缘,需要对金属微粒采取有效的捕获措施。为更好地捕获金属微粒,研究GIL内部的金属微粒在直流电压下的运动特性和落点分布是十分有必要的。文中首先对微粒在直流电压下的受力进行了分析;然后在不考虑屏蔽罩的情况下对金属微粒的运动轨迹和落点分布进行了仿真,发现金属微粒的落点较为集中,尤其是前几次的落点,故金属微粒陷阱应至少覆盖第一个落点,并尽可能囊括之后的几个落点;最后研究了屏蔽罩对金属微粒落点分布的影响,认为曲率较大的屏蔽罩会造成其下方两侧的落点更为集中,应在此处安装微粒陷阱。     

计及热老化程度的变压器绕组内线圈短路承受能力评估方法

变压器长期运行过程中,绝缘纸板的力学性能在热应力作用下发生变化,进而引起其短路承受能力的变化。该文对绝缘纸板进行加速老化试验,获得不同老化纸板的力学性能;建立考虑支撑刚度的内线圈有限元模型,分析不同支撑刚度对应的内线圈幅向弯曲应力和屈曲临界载荷;并对1台110kV退运变压器的短路承受能力进行评估和试验。结果表明,纸板老化后弹性模量下降;考虑线圈支撑刚度后,辐向弯曲应力和临界载荷分别为直梁模型为两铰支圆弧拱模型计算结果的1/5和1/4;随着线圈的老化,弯曲应力的安全系数提高,临界载荷的安全系数降低,表明老化变压器出现屈曲的可能性增大。研究结果可为老化变压器短路承受能力评估提供重要依据。     

采用振动传感阵列的高压并联电抗器铁心松动故障诊断方法

铁心松动是高压并联电抗器长期振动效应下的主要机械故障之一,利用单点振动信号分析法对其进行缺陷诊断存在测点选择困难、数据不具备典型性等缺点,而利用振动传感阵列可有效避免以上问题。介绍了基于质量?弹簧模型的并联电抗器铁心振动机理,通过高压并联电抗器振动测试平台,确立了高压并联电抗器油箱振动形态测试方案,得到各个频率分量下高压并联电抗器油箱表面的振动形态,分析了电压和铁心松动对高压并联电抗器油箱表面基频振动形态的影响。借鉴图像形态学中纹理特征的提取方法提出了一种基于振动强度共生矩阵的特征提取算法,以铁心处于紧固状态和不同松动状态下的 10 kV 并联电抗器模型为算例,验证了所提算法的有效性。     

基于声学成像的GIS机械故障带电检测系统

气体绝缘全封闭组合电器(GIS)是电力系统中最重要的设备之一,机械故障是其主要故障类型之一,因此GIS机械故障诊断对于提高电力系统的安全性和可靠性具有十分重要的意义。传统的振动信号分析法是通过在GIS的壳体上测量振动来检测诸如触头异常等机械故障,但振动信号一般只进行个别位置测量,难以全面反映设备的机械状况。文中搭建了适用于GIS声场测量的声成像系统,使用具有方向性的声强探头组成阵列测量设备外壳的声场分布,试验验证了该系统的性能,为基于声学成像的GIS机械故障带电检测技术打好基础。对于提高GIS设备安全稳定运行具有十分重要的意义。     

机械应力对油浸绝缘纸板局部放电影响

变压器中油纸绝缘材料在运行时承担着热、电、机等应力并在其作用下不断老化,然而关于机械应力下油纸绝缘材料的老化尚未引起足够重视.为研究机械应力下油纸绝缘材料性能演变规律,该文对油浸绝缘纸板进行不同机械应力下的老化实验,并对老化后的绝缘纸板进行力学性能测试、局部放电实验以及表面形态观测.研究结果表明,力学性能对绝缘纸板性能的影响以20MPa为界分为两部分.当机械应力低于20MPa时,纸板的弹性模量及剩余形变均较小,随着机械应力的升高,纸板绝缘性能有所提升;当机械应力高于20MPa时,纸板的弹性模量及剩余形变显著增大,随着机械应力的升高,纸板绝缘性能快速下降,纸板电极下局部放电模式也发生了变化.共聚焦显微镜观测结果表明,当机械应力高于20MPa后,绝缘纸板中的纤维由弹性变形转为塑性变形,纤维出现分岔、空洞及断裂,导致纸板的绝缘性能降低.该文研究结果为变压器中油纸绝缘材料在机械应力作用下老化规律的研究提供了基础,并有效地提升了判别变压器内部绝缘状态的能力.     

Application of Excitation Function to the Prediction of RI Level Caused by Corona Discharge

Radio interference (RI), as an aftereffect of corona discharge, is an important research topic in the field of electromagnetic compatibility, where excitation function is applied broadly to the prediction of RI level. This paper presents the theory of excitation function method used in the RI level prediction. Then, some practical problems related to this method are discussed. The propagation procedure of corona current is solved by the phase-modal transformation, and the impedance matrix of multi transmission lines is calculated by a double logarithmic approximate model of Carson’s Ground-Return impedance. At the same time, in order to calculate the RI level when total line corona is assumed, an analytical formula is deduced for integral operation. Based on the above solutions, an algorithm is presented and applied to the prediction of RI level of a practical overhead transmission line. Comparison of prediction and measurement results indicates that the algorithm proposed in this paper is effective and feasible.