基于分子动力学的无定形纤维素热力学性质仿真

为更深入地在微观角度上研究变压器绝缘纸老化机理,利用分子动力学仿真,对不同温度下纤维素无定形区的热力学性质进行了研究。结果表明:纤维素无定形区为各向同性弹性材料,其弹性系数和各模量随着模拟温度的升高均有减小的趋势,与晶区相比,温度对其影响较大;无定形区的刚性随温度升高出现较大减弱;随着温度升高,无定形区内氢键数量减少,并且分子内氢键数目较分子间氢键数目下降快。对比晶区内的氢键数目在相同模拟温度下的极小变化,可知纤维素的老化首先是从纤维素的无定形区内分子间的氢键被破坏开始的。随模拟温度的升高,纤维素分子链运动加剧,但其末端距无明显变化。温度对纤维素无定形区的力学性质和氢键的影响从分子层次上阐明了纤维素绝缘老化实验中结晶度升高及无不定形区先行老化的微观机理。     

植物油纸绝缘的介电与热稳定性能

植物绝缘油是一种新型高燃点、可再生、环保型的液体电介质,是矿物绝缘油的优良替代品.介绍植物绝缘油的实验室制备方法与植物绝缘油的基本电气及理化性能,分析植物油纸试样的工频击穿电压、介质损耗因数、介电常数等介电性能,并采用热重分析法研究油纸的热稳定性.试验与分析结果表明:植物油纸击穿电压高于矿物油纸击穿电压,植物油纸的介电常数和介质损耗因数与温度呈指数关系,其相对介电常数高于矿物油纸,而介质损耗因数与矿物油纸基本一致,植物油纸热稳定性比矿物油纸更高.     

电力装备多物理场数值计算发展现状

随着我国加快构建新型电力系统、助力实现“碳达峰、碳中和”战略的实施,全行业对电网的数字化转型和安全运行提出了更高要求。基于多物理场仿真技术实现电力装备运行状态的实时监测和故障预警,提高电力装备的数字化程度,实现电网核心设备的数字化、智能化运维是当前电网安全运行亟待解决的关键问题。本文首先简要回顾数值计算的发展历程,包括数值计算方法、语言和工程领域发展应用情况;在电气工程领域,除了应用于传统电力系统分析和电机设计分析的数值计算,以多物理场耦合数值计算为核心的计算高电压学可为传统的高电压试验研究提供重要的补充和支撑,已成为电力装备的研究热点。然后针对变压器、电抗器、套管等典型电力装备运行中常见的热故障、绝缘故障和机械故障,整理分析了各类故障所涉及的工程背景、计算分析内容、多物理场耦合模型、计算关键问题和关键材料特性,并指出目前多物理场数值计算面临材料非线性、多场耦合准确性和快速计算方法等方面的难题。此外,汇总了包括典型商业软件和开源软件在内的电力装备多物理场仿真计算平台,进一步指出目前国内高压电力装备计算正面临软件卡脖子的严峻形势。最后,从高压电力装备中如放电等复杂的多物理场过程、新型电工...     

基于脉冲耦合响应的IGBT故障检测方法

柔性直流换流阀的可靠运行很大程度上取决于阀子模块内的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件,除了子模块的冗余设计,实时检测子模块内IGBT的状态同样具有重大意义。现行的检测手段难以实现IGBT正常状态、老化状态、不同故障状态的快速诊断以及实时同步检测。因此,该文提出一种基于脉冲耦合响应的状态检测方法,该方法通过向集射极注入短时高压脉冲激励,分析脉冲下IGBT等效二端口网络的输出响应,可以在1μs内快速检测IGBT运行状态,并在故障情况下识别故障类型。最后通过实验结果与Pspice仿真结果的对比,验证了所提方法的可行性与正确性。     

±600kV直流污秽试验电源设计与仿真

介绍了± 6 0 0 k V高电压直流污秽试验电源装置的设计方案并分析讨论了试验电源的特性 ,用 Saber软件对该系统的结果表明该设计方案经济可行。     

局部放电作用下油浸绝缘纸的微观结构及电气性能

对局部放电损伤过程中油浸绝缘纸的微观结构及其与电气性能的关系进行研究。使用原子力显微镜和X射线衍射仪等材料分析手段与介电谱仪、高阻仪和柱-柱电极等电气分析手段相结合的方法,分析损伤过程中油浸绝缘纸分子链结构、聚集态结构及介电常数、介质损耗因数、体积电导率和电气强度。结果表明：损伤过程中,绝缘纸结晶区比无定形区更易受到局部放电破坏;结晶度呈上升趋势且晶粒取向加强,但晶粒大小、晶体类型和二相共存结构未发生改变;结晶度升高和晶粒取向加强造成介电常数、体积电导率和介质损耗因数呈下降趋势,但电气强度呈上升趋势;结晶和取向改变了分子、离子和电子的活动性,是造成电气性能变化的重要原因。     

变压器油中气体色谱的微机在线监测

论述了对油浸式电力变压器油中溶解气体实现微机在线监测的技术、方法，对气体分离与传感，气体在线监测的硬、软件特性，系统的控制和故障诊断等进行了具体分析、探讨     

颗粒属性对矿物绝缘油直流击穿特性的影响差异及原因分析

换流变压器是超高压/特高压直流输电工程中重中之重的设备。目前,绝缘油中杂质颗粒成为威胁在运换流变压器可靠运行不容忽视的因素。该文首先通过试验研究了不同浓度和不同尺寸的纤维颗粒、金属铜颗粒、纤维与铜混合颗粒对矿物绝缘油直流击穿场强的影响规律,然后联合运用颗粒动力学模型及颗粒积聚模型仿真分析了杂质颗粒在油中的积聚行为及颗粒积聚对电场分布的影响,揭示了颗粒属性对矿物绝缘油直流击穿特性的影响差异及原因。结果表明:颗粒属性决定着绝缘油直流击穿电压变化规律,含单纯纤维或铜金属颗粒油品的直流击穿电压随颗粒浓度增加总体上呈线性递减的趋势,含纤维和金属混合颗粒油品的直流击穿电压随着铜颗粒浓度的增加呈指数衰减的趋势;金属颗粒对油品绝缘性能的劣化程度大于非金属纤维颗粒,混合颗粒对油品绝缘性能的劣化程度大于单一颗粒,纤维颗粒粒径的增加进一步降低了油品直流击穿场强。试验和仿真结果一致表明,直流电场分量作用下油中颗粒积聚成桥,大幅度提升了油品的电导率,导致油中电场分布出现显著畸变。与无预压模式下直流击穿电压相比,直流预压模式下形成的颗粒积聚导致油品直流击穿场强显著下降,下降幅度超30%。     

油纸绝缘老化状态判别的局部放电特征量

采用多元统计分析方法对传统的局部放电统计特征算子进行了因子分析，从24个统计算子中提取出8个公共因子作为局部放电新特征因子，从而实现数据压缩的目的。提取的新特征因子之间不仅携带了原始统计算子的大部分方差信息，而且彼此独立，具备各自的物理意义。对油纸绝缘扁平气隙模型开展了电 — 热加速老化试验，并采集不同老化阶段试品的局部放电信号样本，采用新特征因子进行了已知老化状态样本的聚类和线性判别函数构造，进而对未知样本的绝缘老化状态进行判别。该方法基于实验室数据的分析得到了令人满意的结果，并为变压器油纸绝缘老化状态的诊断提供了一种可行的方案。