基于暂态过电压特性的电力变压器绕组变形故障在线检测

为了在线检测电力变压器绕组变形,及时发现运行变压器潜伏性故障,结合频率响应法的基本原理和变压器绕组在运行期间遭受站内过电压冲击特性,提出了基于暂态过电压特性的绕组变形故障在线检测方法。基于耦合电容原理,通过有限元软件仿真技术,研制了用于在线获取过电压信号的传感器,并进行了相关性能实验测试。与此同时,开展了模拟绕组不同故障类型、故障程度和故障位置的试验。结果表明:研制的110 k V和10 k V过电压传感器均满足过电压信号的在线测量要求,分压比分别为109 723和10 231,响应时间50 ns;绕组试验中不同故障类型绕组的频率响应曲线体现出差异性,不同故障程度和故障位置绕组的频率响应曲线体现出规律性。频率响应曲线波峰波谷变化能综合反映绕组故障信息,从而确定了提出的绕组变形故障在线检测方法具备实际在线应用的潜力。     

基于光学成像和测距原理的测定架空输电导线覆冰厚度的装置及其方法

输电线路覆冰灾害危害整个电网安全稳定运行。为解决现有输电导线等值覆冰厚度测量中设备的可靠性较差,设备运行环境复杂,测量方法繁琐等问题,开发了一套基于光学成像原理和测距原理的一体化、便携式测量导线覆冰厚度的装置。从激光测距和十字分划测距的基本方程出发,推导了根据观测距离和密位值来计算输电导线等值覆冰厚度的方法,同时也介绍了利用该装置测量观测距离和密位值的方法。对于固定装置、观测距离、环境光线强弱对观测冰厚影响的问题,通过对比不同条件下观测导线覆冰情况的实验数据发现了一系列对于提高了测量结果准确性有益的结论。文章还从系统误差入手,深入剖析了实验结果中误差的来源,得到了该测量输电导线覆冰厚度的装置在中、近距离以及导线有8mm以上冰厚时能有效观测冰厚的结论,这与实验中得到的结论一致。     

协同纳微秒的全固态脉冲发生器研制

高压窄脉冲与低压宽脉冲的协同方式可显著增强不可逆电穿孔(irreversible electroporation,IRE)的杀伤效果,扩大消融体积。为了深入研究协同脉冲增强不可逆电穿孔杀伤机制,设计了一种能灵活产生高压纳秒–低压微秒的协同脉冲序列的全固态脉冲发生器拓扑结构;基于现场可编程门阵列,搭建了满足控制时序要求的固态开关控制平台;最终研制了一套灵活产生协同脉冲的全固态脉冲发生器,并进行了样机的性能测试与实验验证。结果表明:该脉冲发生器能有效产生协同脉冲序列并增强细胞杀伤效果;该脉冲源可输出的纳秒脉冲参数为:电压幅值0～10 kV可调、脉宽100 ns～1μs可调、在100Ω负载下电流幅值可达100 A,微秒脉冲参数为:电压幅值0～3 kV可调、脉宽5～100μs可调、在100Ω负载下电流幅值可达30 A,且纳秒与微秒脉冲间隔时间任意可调。经过实验验证,全固态协同脉冲发生器的输出参数、样机性能满足协同脉冲诱导IRE相关生物实验需求,对于进一步研究协同脉冲的生物电学效应奠定了硬件基础。     

单相变压器漏感参数识别计算方法研究

变压器漏感参数的识别可以作为变压器故障判别依据,对变压器漏感的准确识别是变压器故障判别的关键。根据回路平衡方程,提出了基于最小二乘法的单相变压器的漏感识别方法。并通过EMTP-ATP仿真和动模实验室的单相变压器试验验证,仿真测得漏感识别相对误差0.2%,试验测得变压器的漏感与铭牌参数计算的漏感值相对误差3.84%。此外,还在变压器不同饱和程度和不同频率下测量了变压器的漏感值。试验结果表明,基于二乘法的变压器漏感参数识别方法能够正确识别变压器的漏感值,变压器的漏感值与其饱和程度和频率无关。     

高压电网过电压在线监测数据采集方法研究

为了保证电网的安全运行,介绍了一种利用变压器电容式套管,安装特制的电压传感器组成套管分压系统,从电容式套管的末屏抽头处实时采集电网过电压信号的方法后,分析了过电压在线监测数据采集系统各组成部分的基本原理和具体实现方法,并提出了在线监测软件的设计思想和软件运行流程图,最后在实验室利用电容式套管对该装置的性能进行实测。结果表明该系统的响应特性良好,测量精度高,工作情况稳定可靠,满足电网过电压监测的要求,达到了预期设计目标。     

绝缘子安全区泄漏电流频谱特征提取及污秽状态预测

针对现有染污绝缘子在线检测系统基于泄漏电流时域特征预测绝缘子污秽状态，而忽略了泄漏电流频域成分中含有丰富信息量的问题，提出了利用快速傅里叶变换(FFT)与功率谱估计相结合的分析方法，提取出泄漏电流的2个频谱特征量：3次谐波与基波幅值比k和功率谱中高频能量与总能量之比a，作为污秽状态预测参量。该文主要研究运行电压下安全区(<20mA)内，分别改变湿度和污秽度情况下，泄漏电流的频谱特征，泄漏电流受湿度以及污秽变化的频谱特征，目的是将绝缘子污秽状态预测提前到安全区来。现有的试验结果表明，利用频谱特征量k和a的变化规律，能有效预测绝缘子表面的湿度和污秽度状况。     

细胞内外膜跨膜电位频率响应的仿真研究

为研究ns脉冲电场诱导细胞跨膜电位改变的效应,在提出一种球形单细胞内外膜跨膜电位频率响应模型后给出了细胞内外膜跨膜电位的仿真计算方法。通过对频率响应的仿真分析,发现外膜跨膜电位表现出一阶低通滤波器特性,而内膜跨膜电位表现出一阶带通滤波器特性。在内膜频率响应中心频率到上限截止频率的范围内,内膜跨膜电位大于外膜,同时能保持在较高水平,这将有利于诱导细胞内电处理效应。计算结果与实验结果相吻合,为ns脉冲电场治疗肿瘤的窗口参数合理选择提供了一定的理论依据。     

ns脉冲诱导细胞内电处理机理的研究进展

脉宽为ns级、场强≥10 kV/cm的脉冲电场能够对细胞内部结构产生影响而不会导致细胞外膜穿孔,即细胞内电处理效应。尽管细胞内电处理效应的机理目前还不是很清楚,但国内外学者一致认为细胞内电处理的根本原因是ns脉冲电场在细胞内膜上诱导出的跨膜电位超过了穿孔临界值,从而导致内膜穿孔。基于以上研究详细介绍了目前关于细胞内外膜跨膜电位的计算模型、方法及仿真计算结果,探讨了细胞内电处理的机理。宽脉冲电场难以透过外膜进入细胞内部,主要作用在外膜上,导致外膜发生电穿孔。随着脉冲宽度变小,电场对内膜作用增强。当脉宽减小到ns级时,脉冲电场感应出的内膜跨膜电位比外膜大,电场主要作用于膜内细胞器,诱导内膜穿孔,细胞结构和功能改变,即进行细胞内电处理。     

细胞内电处理用ns脉冲发生器研究进展

为了便于全面了解目前细胞内电处理实验研究的方法和具体实施方案,综述了国内外用于细胞内电处理实验研究的ns脉冲发生器。从电容器充放电和传输线理论2方面介绍了这些发生器产生ns级、高强脉冲电场的工作原理;分析了用于细胞内电处理的ns脉冲发生器性能特点、发生器的电路结构、元器件选择和技术指标等。实验结果表明,这些发生器产生的ns脉冲电场能诱导细胞内电处理效应。对今后的研究工作进行了讨论和展望。     

USB接口便携式绝缘子泄漏电流检测系统

针对现有绝缘子泄漏电流检测方法存在的局限性,开发了一种基于U SB接口的便携式绝缘子泄漏电流检测系统。该系统运用了现代信息处理技术,并采用高性能的非接触电流传感器,最终取得了良好的效果。实验室的应用证实,该系统的设计比较成功,是一套研究绝缘子泄漏电流的有效工具。