油中局部放电超声直达波与混叠波的建模研究

有效识别超声直达波与混叠波信号是电气设备油中局放定位成功与否的关键。首先采用电-力-声类比原理建立局放超声信号的数学模型;接着对油中局放超声波传播时的折反射问题、衰减规律以及传播路径进行了理论分析,并对超声传感器接收到直达波与混叠波信号的时域波形进行建模;然后搭建实验平台,采集超声直达波与混叠波的实验波形,与仿真波形进行对比,多次实验结果表明,直达波与混叠波仿真波形与实验波形的相似度均为85%以上;最后采用相似度为85%的直达波实验波形与仿真波形进行局放定位,结果显示：采用实验波形进行定位,误差为8.3 cm,采用仿真波形进行定位,误差为5.2 cm,两者之间的定位误差相差较小,从而验证了该建模方法的正确性。     

片式散热器冷却变压器绕组和油的温升工程计算方法的研究

片式散热器冷却变压器具有散热效率高,散热能力强的优点,其绕组和油的温升直接影响了变压器的绝缘性能,因此对变压器绕组和油的温升进行研究具有十分重要的意义。现有的绕组和油的温升计算方法较为复杂,计算误差相对较大。为了简化计算量,提高计算效率,避免复杂过程,提出了一种片式散热器冷却变压器绕组和油的温升工程计算方法,在分析了变压器的发热散热过程基础上,对片式散热器冷却变压器绕组对油的平均温升(铜油温差)、油平均温升、油顶层温升、绕组平均温升等进行计算,将工程计算的结果与变压器厂测得的结果做对比,验证了该工程算法的可行性。     

等离子体射流快速改性促进表面电荷衰减

随着高压直流输电迅猛发展,绝缘材料在直流电压下表面电荷积聚现象严重威胁直流输电系统的安全可靠运行。为加快绝缘材料表面电荷的消散,采用大气压等离子体射流,以TEOS为前驱物,在环氧树脂表面沉积SiO_x薄膜。对改性前后材料表面化学组成、表面电导率、表面电荷特性、表面陷阱分布以及耐压特性进行多参数测量,研究等离子体射流改性前后环氧树脂表面特性。实验结果表明:等离子体处理在环氧树脂表面引入大量以Si-O-Si及Si-OH基团为主的无机基团,且表面电导率提高2个数量级。随着改性时间的延长,表面电荷的初始积聚量减少,消散速度加快,陷阱能级深度变浅;沿面闪络电压呈现先增后降的趋势,在改性180s时闪络电压提高到最高值9.0k V。研究结果表明:通过大气压等离子体射流在聚合物表面沉积薄膜能够提高环氧树脂绝缘性能,为其工程应用提供了有效的改性方法。     

相位匹配原理在油中局放超声阵列信号测向中的应用

电气设备油中局放超声阵列定位是目前的研究热点,而高精度的局放超声阵列信号测向结果(波达方向估计)是准确定位的基础。首先简要介绍了相位匹配原理,并分析了基于该原理的局放超声阵列信号波达方向估计方法;然后针对不同阵列孔径和不同信噪比,仿真研究了该方法的波达方向估计精度,结果表明,在小阵列孔径(4×4排列)、低信噪比环境中,该方法的估计误差很小,明显优于相同环境下的多重信号分类(MUSIC)算法;最后搭建了实验平台,在信噪比约为20dB的环境中进行研究,多次实验的估计误差为3°左右,验证了该方法的正确性。     

基于测向线公垂线中点的局部放电相控超声几何定位算法研究

局部放电的定位检测是电气设备质量监控与状态检修的关键项目,良好的阵列定位原理及算法是保证定位精度的前提条件。传统局放超声阵列定位算法将所得的两条测向线投影交点的法线与两条测向线的交点视为放电源,这种近似处理方法原理简单、计算方便。但是,由于超声信号在变压器中的折反射和各类测向误差的影响,两条测向线是不可能交汇于局放源这一点,因此实际两条测向线为异面直线,近似处理为相交,会导致由于测向不准带来的定位精度下降,而且会出现多个不唯一解的情况,无法满足工程实际需要。因此笔者提出了一种基于测向线公垂线中点的局部放电相控超声几何定位算法,该方法将两条测向线公垂线的中点作为局放源位置,使得局放定位结果唯一、稳定,同时也提高了定位精度。实验结果验证了文中方法的正确性和优越性。     

基于超声阵列传感器与遗传MUSIC的局放源波达方向估计

基于超声阵列传感器的局放源波达方向估计是局部放电准确定位的基础。传统MUSIC测向算法的精度和搜索成功率较低,据此提出一种基于超声阵列传感器与遗传MUSIC算法的局放源波达方向估计新方法。遗传MUSIC算法利用空间谱估计公式构造适应度函数,基于遗传迭代搜索的思想对方位角进行谱峰搜索,以获得全局最优解。通过建立信号模型、阵列模型开展了大量仿真实验,并采用寻优精度、搜索成功率和搜索时间等三个指标为依据,对经典MUSIC和遗传MUSIC的测向结果进行对比。结果表明,基于遗传MUSIC算法提高了搜索成功率,绝对精度相较传统MUSIC算法误差减小0.3°,可以获得更高精度的局放源波达方向角。     

基于多平台测向及全局搜索的局部放电超声阵列定位方法

局部放电定位检测是电气设备绝缘机理研究与质量监控的关键项目,是状态维修的重要基础,局放超声阵列定位方法可有效提高定位成功率及定位精度。传统方法中"测向交叉"原理会出现"异面不相交"和"误差累计"情况,降低了定位精度,据此,论文提出了一种基于多平台测向及全局搜索的阵列定位新方法。该方法首先以空间中到各条测向线距离和的最小值对应的点为局放源,再根据多次测向方位角、俯仰角结果及传感器位置,推导局放源坐标方程。然后采用云优化算法进行全局搜索,实现局放源的空间定位,有效地提高了局放超声阵列定位精度。最后搭建了局放超声阵列定位实验系统,开展了大量实验研究,实验结果验证了方法的正确性与优越性。     

基于ALBERT的电力变压器运维知识图谱构建方法与应用研究

当前电网数字化转型升级，且电力变压器智能健康管理技术快速发展，而在运维过程中存在信息关联性弱以及决策生成效率低的问题。目前，知识图谱在航天器运维等其他工业领域已有应用，知识查询效率显著提升。电力变压器运维领域鲜有知识图谱构建相关文献，且针对电力变压器运维领域公开数据较少、运维知识难以被有效挖掘的问题，该文提出一种基于ALBERT的电力变压器运维知识图谱构建方法。首先获取电力变压器领域公开文献，并使用正则匹配的样本生成方法对电力系统事故调查报告等半结构化语料进行样本增强，构建电力变压器运维领域的训练数据集；然后应用ALBERT-BiLSTM-CRF深度学习算法从电力变压器相关文献与事故调查报告中抽取了电力变压器运维实体，并将此算法与传统深度学习算法进行对比，验证了此方法的优越性；接着，利用融入了ALBERT和注意力机制的ALBERT-BiLSTM-Attention深度学习算法对电力变压器运维实体进行关系抽取，相较于其他深度学习算法，此算法在电力变压器运维领域文本中具有更好的表现；最后使用Neo4j图数据库对知识图谱进行可视化呈现，并实现了基于电力变压器运维知识图谱的辅助决策功能。     

基于可拓云模型与综合赋权的油纸绝缘阀侧套管状态评估

作为换流变压器的关键部件之一，阀侧套管的可靠性事关重大，为精准预测其运行态势，本研究提出了一种综合赋权与可拓云模型相结合的油纸绝缘阀侧套管综合评估模型。首先，根据运行经验及技术导则确定阀侧套管典型故障，总结出有效反映其状态的评估指标集。然后，计及评估边界的模糊性与随机性，考虑采用可拓层次分析法构建判断矩阵，通过计算具有正分量的归一化特征向量确定主观常权。为规避对专家经验的过分依赖，通过改进熵权法获取客观常权，进而确定综合常权因子。同时，针对个别指标严重劣化而常权无法灵敏反映的情况，提出构造惩罚型状态变权函数，运用变权原理对常权进行修正，使权重分配更加合理。其次，基于可拓云理论建立标准云物元模型，计算待评物元与标准云间的云关联度，实现油纸绝缘阀侧套管的准确评估，并引入置信度因子检验结果的可信度。最后，基于实例进行了验证，结果表明了该方法的有效性和实用性，为油纸绝缘阀侧套管状态维修提供了合理依据。     

数字化技术在输变电设备状态评估中的应用专题特约主编寄语

<正>当前，数字化技术已成为推动电力系统等国民经济各行各业优质发展的新动力。将数字化技术应用于输变电设备状态评估中，可有效提升输变电设备状态评估的准确性、时效性和智能化水平，对保障电力系统运行安全，推动我国能源转型升级，促进“双碳”战略目标顺利实现具有重要意义。为了集中反映我国电力科研人员和学者在“数字化技术在输变电设备状态评估中的应用”领域的最新研究成果，在《电工技术学报》编辑和特约编委的共同努力与支持下，本次专题应运而生。