基于环状回流极的接地模拟试验平台测量研究

由环状回流极构成的接地模拟试验回路具有回路电阻小、散流路径合理的优点,在接地模拟试验中得到了广泛应用。然而回流极的引入会导致地中电位分布发生畸变,进而影响到接地电阻的准确测量。因此笔者从理论角度对接地模拟试验平台地中电位分布特征进行了研究,结果表明回流极的引入会拉低接地装置的地电位升、回流极与接地装置之间会产生零电位参考点、无法根据接地电阻定义得出准确接地电阻值;基于二端口理论推导得出了接地装置接地电阻的修正公式;采用CDEGS仿真软件将不同尺寸、不同型式接地装置以及不同土壤电阻率下接地电阻修正值与真实值进行了比较,结果表明修正值的绝对误差率均低于0.5%,验证了该修正公式的有效性,对于试验现场测量具有一定的指导意义。     

柔性石墨复合接地体电感效应与火花放电效应研究

柔性石墨复合接地体是一种具有良好的导电性、耐腐蚀性且非铁磁性的非金属接地体.为研究电感效应与火花放电效应对石墨复合接地体冲击特性的影响规律,笔者搭建了频域电网络模型及其迭代算法对接地体的冲击接地特性进行仿真计算,通过与CDEGS仿真结果及文献的试验结果进行对比,验证了仿真计算方法的有效性及准确性.在此基础上,对不同土壤...     

基于分布式辅助散流接地网的天然气管道过电压防护

由于共建城市地下走廊,输电线路常与天然气管道并行敷设,当输电线路遭受雷击时,通过杆塔接地网向附近土壤散流会导致邻近天然气管道损耗的问题。为了研究雷击输电线路对天然气管道的具体影响,本文通过COMSOL Multiphysics仿真软件建立临近管道处杆塔辅助接地网散流模型,对比分析了杆塔辅助接地网的外延长度、面积、敷设方向、连接线数量以及土壤电阻率等因素对杆塔接地电阻和天然气管道电压峰值的影响,进而提出了基于杆塔辅助地网的管道过电压防护方案。仿真结果表明:减小土壤电阻率、增加辅助地网外延长度、面积和连线数量会降低天然气管道感应电压峰值;135°敷设辅助地网对天然气管道感应电压峰值防护效果最优。本文研究结论可为城市综合能源走廊建设提供参考。     

连续放电下涡流效应对脉冲电感线圈温升的影响

脉冲电感线圈可产生脉冲强磁场,可应用于电磁发射、电磁成型、脉冲功率电源等多个领域。线圈通过脉冲大电流,在产生强磁场的同时,由于焦耳热温度会急剧升高,温度过高可能会使线圈发生结构损坏。考虑涡流效应单次放电时电流会集中在导体外表薄层,从而使得局部电阻和温升增高,连续放电时由于线圈存在散热过程,导线温度会重新分布,是否还需要考虑涡流效应对线圈温升的影响,目前没有相关分析。因此,本文针对连续放电下涡流效应对脉冲电感线圈温升的影响,建立了二维电感线圈电磁-热多物理场瞬态耦合传热模型。首先,计算了绝热条件下的导线温升,与理论公式所得导线温升进行对比,验证了仿真所建模型的准确性;然后分析了单次放电时考虑涡流效应与加载均匀电流时电感线圈电流密度以及温升的分布特点,对比了两种加载方式下线圈不同时刻的温升差异;最后对连续放电条件下两种加载方式的线圈温升进行了对比分析,结果表明：1 ms电流峰值时刻考虑涡流效应的线圈存在严重的集肤效应,导线外表面温升最高,20 ms时刻由于温度的累积效应以及导线热传递作用,导线各匝温度分布均匀,与加载均匀电流的导线温升一致;六次放电后,放电间隔分别为6 s与50 s时,考虑...     

基于BA-KELM法的多级同步感应线圈发射器结构优化研究

用随机优化算法对多级同步感应线圈炮的结构参数进行优化,场模型和场电路耦合模型均耗时较长。将主流机器学习方法作为新的工具建立多级同步感应线圈炮的非参数模型。基于混合测试设计样本空间,用最小二乘支持向量机(LSSVM)、核极限学习机(KELM)和BP神经网络对有限元法获得样本集进行学习;用布谷鸟搜索(CS)算法和蝙蝠算法(BA)实现超参数(C,σ²)优化,结合仿生鸡群优化(BCSO)确定BP神经网络的权值及阈值;最后,以三级同步感应线圈炮的结构优化为例验证所述方法的实用价值。结果表明：将BA-KELM方法用于多级同步感应线圈炮的非参数建模准确可行,与需大规模迭代计算的参数优化方法相比,具有较高的计算效率,结论可为多级同步感应线圈炮的结构设计与工程应用提供新思路。     

铝板-铁氧体屏蔽对无线充电系统特性影响研究

为了研究屏蔽结构对磁耦合谐振式无线充电系统参数的影响,本文理论分析了铝板、铁氧体结构对无线充电系统参数的影响机理,搭建无线充电系统场路耦合计算模型,对比分析了添加铝板及铝板-铁氧体复合结构后无线充电系统空间磁场特性和系统参数变化规律,并通过模拟实验验证铝板-铁氧体复合结构的有效性。研究结果表明:单独使用平板式铝板作为屏蔽结构时,无线充电系统会受到外部金属板的影响,发射线圈电压由254.84V上升至486.1V,发射线圈电流由3.84A上升至8.1A,传输效率下降、涡流损耗增大;当采用优化后的铝板铁氧体复合屏蔽时,铝板屏蔽结构对系统的影响程度下降,相对于平板铝板结构,电压下降至298.82V,电流下降至4.31A;模拟实验中,增加铝板屏蔽后,发射线圈电压由18.6V上升至19.2V,而负载电压由7.8V下降至6.64V;当增设铁氧体后,发射线圈电压恢复至18.6V,负载电压提升至7.36V,模拟实验结果表明铁氧体结构能有效缓解金属板对系统电气参数的影响。     

输电线路杆塔桩基钢筋散流及其优化技术

输电线路杆塔桩基是杆塔接地的重要组成部分,提出在混凝土桩基回填之前采用柔性石墨接地体绕包桩基的接地优化措施.为研究柔性石墨接地体绕包方式对电力杆塔桩基内钢筋散流和接地电阻的影响,在COMSOL Multiphysics中建立不同绕包覆盖面积和间距的桩基散流三维计算模型,分别计算桩基内钢筋散流、外层绕包接地体的散流、杆塔...     

10 kV配电线路感应雷过电压特性及影响因素

感应雷过电压是造成配电线路跳闸频繁的主要原因之一。规程法计算配电线路感应雷过电压简化了计算过程,未考虑充分雷电放电物理过程及其他因素的影响。对此,基于HФidalen感应雷过电压计算方法,建立了10 kV配电线路感应雷过电压计算模型,并分析了落雷位置、雷电流幅值及波形、回击速度、大地电导率、线路长度及架空线高度等因素对线路感应雷过电压特性的影响。结果表明,雷电流波前陡度、回击速度、大地电导率、线路参数等显著影响线路感应雷过电压波形;配电线路感应雷过电压幅值随雷电流幅值、回击速度的增大而近似线性增大;配电线路感应雷过电压幅值随雷击点与线路间距、波前陡度、大地电导率的增大而非线性减小。研究成果可为配电线路防雷提供参考。     

基于改进逼近理想点法的变电站智能化改造评估

变电站一次设备智能化评估是推进智能电网建设亟待解决的问题.为此依据实际项目调研数据,首先建立了变电站一次设备智能化评估模型,然后结合层次分析法和熵权法提出相关系数概念,根据二者相关性提出综合权重计算方法,利用该方法对各个评估指标权重进行计算;同时对传统逼近理想点评估方法进行改进,解决了改变评估目标个数后可能出现的逆排序问题.最后给出实际算例,验证了该评估方法的合理性与准确性.     

雷击临近建筑物土壤散流引发配电线路雷电过电压及防护

为研究雷击配电线路附近建筑物时,土壤散流引发配电线路雷电过电压及防护效果,采用专业防雷计算软件CDEGS建立建筑接地网及临近配电线路雷电过电压仿真模型,分析了配电线路与临近建筑接地网间距、土壤电阻率、雷电流幅值和配电线路接地网长度对配电线路上雷电过电压的影响,并仿真验证了引流法和绝缘间隔法的防护效果。研究结果表明：配电线路电位随间距的增大而减小,随土壤电阻率和雷电流幅值的增大而线性增大,受配电线路接地网长度影响不大;引流法和绝缘间隔法能有效地降低配电线路接地体上电位,水平外延法引流降压效果更好,可以将配电线路接地体上电位降到56 kV以下,有效地避免雷电反击事故发生的概率。本研究可为实际配电线路雷电过电压和防护提供参考。