强风沙尘环境下车顶复合绝缘子风压分布和形变特性研究

高速列车在运行过程中,车顶硅橡胶复合绝缘子伞裙在长期强风沙尘环境下存在撕裂问题。为研究车顶绝缘子在强风沙尘条件下的撕裂原因,伞裙的受力和形变特性,采用流固耦合仿真的方法,计算车顶绝缘子表面的风压分布、探讨风速和来流角度对绝缘子受力和形变特性的影响。结果表明:伞裙上下表面的风压差,形成较大合力作用于伞裙,引起伞裙形变,伞裙表面的风压差越大,伞裙形变越大。伞裙根部会出现应力集中现象。在反复外加力的作用下,伞裙根部的材料寿命明显低于伞裙的其他部位。不同来流角度下,绝缘子伞裙边缘的形变量和伞裙根部的受力明显不同。随着风速从60 m/s到100 m/s的增加,伞裙边缘最大形变量从6.442 8 mm增大到18.561 mm,伞裙根部最大应力从0.180 56 MPa增大到0.496 98 MPa。同时伞裙的结构、直径和倾角显著影响绝缘子的抗风性能。该研究成果为车顶硅橡胶复合绝缘子结构设计与优化提供参考价值。     

镇海—舟山500kV海底电缆输电线路无功补偿仿真研究

镇海—舟山输电线路将在宁波镇海至舟山大鹏岛之间架设长约17 km的交流500 kV交联聚乙烯海缆,这是世界上第1个交流500 kV交联聚乙烯绝缘海底电缆的跨海联网工程。为研究该工程的无功补偿及电磁暂态等问题,采用PSCAD/EMTDC软件建立了全线路仿真计算模型。在计算分析线路参数、无功功率、工频谐振过电压、潜供电流和恢复电压的基础上,提出了线路高抗配置、高抗中性点小电抗等方面的设计方案。研究结果表明,工程全线无功功率合计为318MVA,建议线路两侧各架设容量约为140MVA的主电抗,同时在电抗器中性点装设大小为0.1 H的小电抗。     

基于时序和随机风速模型的含风电场发电系统充裕性评估

建立基于蒙特卡洛模拟(MCS)的含风电场发电系统可靠性评估模型,包含时序和随机风速模型的建立及序贯和非序贯蒙特卡洛模型的建立,并把该模型应用到RBTS测试系统中。由不同风速模型和不同MCS方法构成4种组合可靠性评估模型,本文分析4种组合模型的系统缺电概率LOLP、缺供电时间期望LOLE、期望缺供电量EENS、可靠性指标,并确定时序和随机风速模型及序贯和非序贯MCS方法对系统充裕性的影响,同时分析了风电场装机容量、系统峰值负荷等因素对系统充裕性指标的影响。     

智能变电站过程采样值传输协议的分析与程序实现

智能变电站是变电站发展的趋势,而智能变电站过程层采样值传输协议,是将非常规互感器采集到的电力一次系统的运行数据传输给保护装置和监控装置．这些数据的正常传输是保护装置和监控装置完成其各自功能的基础,详细介绍了智能变电站过程层的3种采样值传输协议,从灵活性、实时性、可靠性等方面比较了其优缺点,并给出了实现这3种协议的编程方法．     

基于冲击响应特性的10kV电缆网络缺陷定位方法

为了在10 k V电缆网络中确定缺陷的位置,提出了一种根据电缆在冲击电压下的不同响应特征对电缆进行绝缘诊断的新方法。在PSCAD/EMTDC中建立了工频叠加冲击电压下10 k V电缆网络仿真模型,分析了电流、电压在主电缆馈线上的暂态传播特性,利用电流变化表征电缆缺陷,判断缺陷位置。通过传播特性仿真发现,在冲击源的两侧电流呈双极性,而电压呈单极性。在仿真中设置电缆缺陷,发现了测试电缆段两侧的电流在有缺陷和无缺陷的情况下有明显区别。通过对比电缆在出现缺陷前后主馈线各节点的电流波形变化,能够判断电缆缺陷所在的位置。     

无线通信在高压配电线路电能计量装置的应用

目前10 k V高压电能表主要采用光纤或无线通信传输数据,光纤硬件成本高且容易损坏。提出了基于35k V配电线路的新型高压电能计量装置应用无线通信技术,包括微功率无线和GPRS无线,实现本地与远程通信的信息采集与传递,分析了其设计要点与功能。并且提出了无线脉冲方式校表,提高装置的安全性、可靠性,降低硬件设计成本。     

电力设备局部放电超高频信号检测用新型微带天线

从研究传统开槽微带天线出发,在分析了影响开槽微带天线性能的各项参数的基础上,设计了一种可用于电力设备局部放电超高频信号检测的新型半U型槽微带天线。相比传统微带天线,设计的微带天线传感器的带宽从几十MHz扩展到200MHz以上,同时为了适应电力设备超高频检测的需求,天线的尺寸也缩减为相同中心频率微带天线的1/4。研制的天线传感器主要工作频段为670~839MHz,增益为2.39d B。最后通过相关实验检测了天线的检测性能,论证了设计的传感器用于电力设备局部放电超高频信号检测的可行性。     

变电站用蓄电池在线有源逆变核容放电研究

利用在线方式控制阀控式密封铅酸蓄电池进行核容放电,蓄电池始终不脱离直流母线,无需后备电池。当母线电压正常,蓄电池直流电经有源逆变放电单元回馈至电网,实现节能环保;当母线电压过低或交流电停电,在线控制器控制蓄电池立即向母线供电,实现母线供电的无缝投切。能通过变电站计算机管理系统,在远方控制核容放电,实现蓄电池管理无人值守。     

变压器油纸绝缘频域介电谱特性的XY模型仿真及试验研究

为将频域介电谱法更好地用于对变压器油纸绝缘状态的现场诊断,通过联合XY模型仿真和主绝缘结构可变的变压器模型对变压器油纸绝缘系统的频域介电谱特性(FDS)进行研究。首先,借助于Concept 80宽频介电谱仪和介电响应分析仪DIRANA验证了XY模型仿真结果和变压器模型实测结果的等效性。然后,以绝缘纸板的复介电常数频域谱数据为基础,采用XY模型仿真系统地探讨了油纸绝缘系统在不同绝缘结构、绝缘油电导率、绝缘纸水分含量和老化状态等情况下的频域介电谱特性。研究结果表明:当绝缘油电导率较大时,在tanδ频域谱的低频部分出现"凸起","凸起"峰值所在频率随油电导率增大向高频方向平移,但幅值不变;随绝缘结构中X或Y值增大,"凸起"所在频率向高频方向平移,但幅值反而减小;随老化程度的加深,tanδ频域谱向高频方向移动;该研究提供了一种利用频域介电谱法诊断变压器老化状态的新思路。     

水分和温度联合作用时油浸绝缘纸空间电荷特性

油纸绝缘介质内部积聚的空间电荷与其绝缘性能密切相关,它可以导致介质内部电场分布的畸变,对局部电场起到削弱或加强的作用,若电场畸变严重,将引起绝缘材料的击穿和老化,直接影响绝缘系统的可靠性和安全性。水分和温度被认为是危害油纸绝缘介电强度和绝缘寿命的最主要因素,为了解它的特性,采用电声脉冲(PEA)法研究了油纸绝缘介质在温度和水分联合作用下空间电荷的注入、迁移、积聚和消散特性,进一步分析了水分和温度联合作用对油浸绝缘纸直流击穿和电荷积聚行为的影响。结果表明:油浸绝缘纸的水分含量和温度越高,其内部正负电荷的注入和迁移就越显著,而且油浸绝缘纸内部积聚的空间电荷在撤去外加场强后消散得也越快;对于未被外加场强击穿的油浸绝缘纸,其内部慢速运动电荷的量随着水分含量和温度的升高而减少;而对于被外加场强击穿的油浸绝缘纸,在击穿前其内部仅积聚极少量的负电荷。