热处理对双核铁酞菁电催化氧还原反应的影响

研究了Ar气氛中、不同热处理温度对双核单金属铁酞菁(bi-FePc)催化气体扩散电极上氧还原反应(ORR)的影响.采用紫外-可见光谱和热重-差热(TG-DTG)对bi-FePc的热稳定性进行分析:采用极化曲线法和交流阻抗法对电极性能进行了测试,并与没有催化剂的C电极进行了比较.研究发现热处理的bi-FePc对于氧的还原反应有着显著的影响.经过600℃处理后bi-FePc的催化效果最为明显.交流阻抗Nyquist图谱均显示了两个半圆的特征,采用Zview2.0阻抗谱分析软件对-0.2 V(vs.Hg/HgO)电位下的各交流阻抗图谱进行等效电路拟合.提出空气电极ORR反应的等效电路,说明氧在空气扩散电极上的还原反应由一电子转移步骤和随后的化学反应组成.并对等效电路中各动力学参数进行了解释.     

兴安直流双极闭锁反事故措施实时仿真研究

对“5·5”兴安直流双极闭锁故障的分析显示,由于兴安直流采用接地极线路与直流输电线路同塔架设,存在着双极闭锁潜在风险。因此,搭建了由实时数字仿真器（RTDS）与兴安直流实际的控制保护装置组成的闭环实验系统,针对直流控制保护故障重启功能进行大量实时仿真实验,内容包括实现接地极线路电流不平衡保护重启及定值调整,调整直流线路现有故障重启逻辑和模式,以及重启功能调整后对拉制保护的关联影响等。从直流控制保护的角度提出了有效地防止类似“5·5”兴安直流双极闭锁的措施。     

兴安直流接地极不平衡保护电流定值问题仿真试验研究

2008年5月5日兴安直流双极相继闭锁。利用RTDS与兴安直流实际的控制保护装置组成的闭环试验系统,对兴安直流接地极不平衡保护电流定值调整的必要性和可行性进行了仿真试验分析,建议兴安直流60EL保护低电流定值22．5A维持不变。研究成果对直流现场生产运行具有一定的指导意义。     

饱和水土壤电阻率温度特性及对直流接地极温升的影响

针对土壤含水量较高的区域直流接地极温升特性不明的问题,对不同类型的土壤进行了水饱和温升电阻率测量。并在此基础上建立了饱和水土壤接地极的电热耦合有限元模型。通过算例与未考虑含水饱和土壤电阻率温升效应的仿真结果进行对比,发现其温升结果明显偏低,随着电流注入时间的增加,电极温升曲线的饱和度变得更加明显。最后进行了饱和水土壤垂直电极的温升试验,验证了耦合模型的可靠性。实验和仿真结果表明,考虑饱和水土壤温度特性可使计算误差降低31.84%。因此,结合饱和水土壤电阻率温度特性对接地极进行温升计算,能更大程度的保证计算的准确性。     

换流站阀侧交流接地故障电流快速抑制方案

换流站阀侧交流接地故障下,故障点通过接地极与下桥臂组成故障回路,其故障冲击电流大,不能通过断路器切除。分析表明,接地极在对称运行时基本没有电流流过,并在单极架空线路故障和换流站阀侧交流接地故障中提供了故障回路。因此,接地极引入故障限流装置不仅对系统的正常运行没有影响,且能有效抑制单极故障电流和阀侧交流接地故障电流,降低对直流线路保护及换流站保护的要求。分析了阀侧交流接地故障下的故障电流组成,从供电可靠性、故障限流效果等方面分析了故障限流器引入接地极所具有的优势,提出了故障限流器分散组合式安装方法,利用电容器组与故障限流电感的组合投入,实现对回路中能量的吸收和故障电流上升率及峰值抑制的新型故障限流器拓扑结构。利用PSCAD/EMTDC平台搭建了双端柔性直流输电系统,仿真结果验证了接地极安装位置的优越性,并证明了新型故障限流器的有效性。     

直流接地极及杆塔接地网附近电磁场的有限元分析

高压直流输电系统处于单极大地回线运行方式时,有很大的直流电流通过直流接地极流入大地,这将造成接地极本身及附近输电杆塔接地网的腐蚀。在理论分析接地极和杆塔接地网电磁场的基础上,应用有限元分析软件COMSOL Multiphysics,以德宝直流输电工程千阳接地极为例,建立了多层大地土壤结构下的直流接地极和杆塔接地网数值模型,添加相关边界条件,进行网格划分处理,计算分析了接地极地表电位分布规律,并对杆塔接地网附近电位及泄漏电流密度进行了研究,结果发现:接地极地表电位沿径向距离逐渐降低;杆塔接地网本体上的电位最高,接地网的射线末端泄漏电流密度最大,射线首端的泄漏电流密度最小,接地网矩形与射线的连接处电流密度有突变。该研究对掌握直流接地极及杆塔接地网周围电场分布情况和腐蚀规律,具有重要的意义。     

基于灵敏度分析的直流输电接地极优化选址方法研究

为了最大程度避免直流输电工程单极大地运行方式造成的变压器直流偏磁问题,提出了一种直流输电接地极的优化选址方法。研究了直流接地极选址时需要考虑的大地电性参数、电力规划需求、周边交流电网的结构与参数等因素,建立了直流接地极位置与变压器直流偏磁风险之间的关联度模型。对此模型进行了灵敏度分析,并以此为依据,提出了高压直流输电接地极选址优化方法。以一个交直流混联电网为例研究了优化选址的效果。优化方法对避免交流电网变压器直流偏磁风险有理论参考作用。     

变压器油纸绝缘系统低频介电参数方程

油纸绝缘系统频域介电谱的低频部分更有利于诊断、评估绝缘系统的老化状态与水分含量,为了将频域介电响应法更好地应用到工程中,针对变压器油纸绝缘系统低频激励下的介电响应进行了研究。首先分析了绝缘电介质(油隙、油浸纸)在低频激励下的电极极化过程,进而提出以电导率、离子迁移率等为参量的绝缘电介质的介电参数方程;然后基于变压器油纸绝缘系统的XY几何等效模型,构建变压器油纸绝缘系统低频介电参数方程;最后通过试验对所构建的介电参数方程进行验证。研究结果表明:油纸绝缘系统介电参数计算值与试验值相符合,建立的介电参数方程能够有效地表征变压器油纸绝缘系统频域介电响应低频部分的介电参数。     

基于三电极体系计时电流法的氯离子检测

采用三电极体系工作原理,提出运用计时电流法测量氯离子浓度的方法,设计了一套基于三电极体系计时电流法的氯离子在线检测系统,通过采集计时电流法中电流的变化,实现对溶液中氯离子浓度的定量检测,根据推导能斯特方程,得到测量不同温度下溶液浓度与温度的公式,同时用标准浓度的氯化钠溶液对测量结果进行标定.实验结果表明,该系统具有稳定性好、精确度高、温度补偿能减小系统的测量偏差等优点.相比于两电极体系,三电极体系能够准确的测得工作电极的电位变化,运用计时电流法能有效提高系统的检测灵敏度,使该检测系统在工业水中氯离子的检测中具有很好的发展前景.     

N层土壤模型下HVDC系统大地回路运行时EPS分布研究

分析High Voltage Direct Current (HVDC)输电系统大地回路运行时地表电位分布,是评估地下金属管道腐蚀、变压器直流偏磁、通信干扰等不良效应受接地极电流影响的前提。本文利用镜像法和电磁波的折射、反射规律,创新地推导出N层垂直和水平复合分层的地表电位的解析公式,然后利用这个解析公式解决华东地区地表电位分布的实际问题,通过不同模型计算结果的反馈得到华东地区理想的仿真模型,最后用多项式插值将电位曲线进行拟合,得到华东地区地表电位的一般函数表达式。