SF6气体正极性电晕放电特性仿真研究

为了研究SF6气体正极性电晕放电特性,采用有限元仿真软件COMSOL的流体动力学-化学混合数学模型,对针-板间隙SF6气体正极性电晕放电过程进行了仿真,研究了不同外加电势、间隙距离、初始粒子数密度条件下的电晕放电特性.得到主要结论如下:放电过程可分电流上升、电流下降以及电流趋于稳定3个阶段,电流上升阶段是由于电子崩形成所致;电流下降阶段是由于针尖区域电子数量减少,电离反应减弱,正离子云团远离针电极所致;电流趋于稳定阶段是由于电子崩过程基本结束,正离子云团在远离针尖区域漂移速率减缓所致;脉冲电流上升和下降耗时与外加电势负相关、与间隙距离正相关;脉冲电流峰值及稳定值与外加电势正相关、与针-板间隙距离负相关;针尖粒子数密度由1×109～1×1014 m-3变化时,脉冲电流上升耗时、下降耗时、电流峰值以及电流稳定值与针尖初始粒子数密度关系不大.     

直埋配电电缆应急负荷载流量的试验及其应用

为解决供电容量需求不断增加与城市新建配电电缆线路困难的矛盾,需要提高现有配电电缆的输送能力,而合理利用应急负荷载流量可以动态提高电缆输电能力。为此开发了10 kV XLPE电缆应急负荷载流量计算软件;通过现场应急负荷载流量试验,验证了软件计算的正确性。研究电缆线路应急负荷载流量与电缆负荷状态及应急时间的关系,以及应急负荷载流量与敷设回路数的关系,并进行应急载流量的应用研究。结果表明：应急负荷载流量大于持续负荷载流量;给定的应急时间越短,对应的应急负荷载流量越大;当前负荷电流越低,对应的应急负荷载流量越大;随着回路数的增加,应急负荷载流量减小,但短时载流能力的效果更突出。在运行阶段,应急负荷载流量可用于提高电缆的短时载流能力;在电缆线路设计阶段,可以减小电缆截面或回路数,提高电缆线路的经济性;应急负荷载流量应用在电缆应急故障中,可以减少停电转负荷操作,极大提高供电可靠性。     

基于MFCC和随机森林的GIS动作声纹特征辨识和操作机构异常分类

针对气体绝缘金属封闭开关（GIS）设备的操作机构异常或故障而导致其开关动作时出现分合闸失败或不到位的问题,提出了一种基于梅尔频率倒谱系数（MFCC）和随机森林的GIS设备操作机构异常分类模型。首先,对采集到的声纹信号进行预处理,使用MFCC提取声纹信号的特征;然后,构建随机森林对提取的特征信息进行辨识,得到GIS动作异常的分类结果;最后,以某110 kV的GIS设备为例,采集断路器、隔离开关的储能机构和传动机构异常或故障时的声纹信号,构建了音频样本库,并对所提分类模型与多种经典模型进行了对比测试。结果表明,MFCC能够有效提取出不同工况下GIS动作的声纹信号特征,且随机森林在众多分类识别模型中表现最优,有效提高了GIS动作异常工况识别的准确率。     

高湿条件下空气间隙放电规律的试验研究

湿度是影响电力系统外绝缘的一个重要因素,但国内外相关研究较少涉及到湿度较高的情况。笔者在人工气候室开展球间隙放电试验,研究湿度(尤其是高湿条件下)与间隙放电电压的关系。研究结果表明,在湿度较低(80%以下)条件下,空气间隙放电电压随相对湿度的增加而增加;而在湿度较高(80%以上)条件下,有无凝露对放电电压的影响较大,无凝露时随着相对湿度的增加放电电压略有下降,但在湿度较高且球表面出现凝露时,间隙放电电压严重降低,甚至降低到一半。笔者利用ANSYS计算了球表面有无凝露时的球间隙电场分布,结果表明,凝露畸变了原有球间隙电场,使得最大场强增大到原电场的两倍,造成间隙放电电压严重降低,与气候实验室的结论一致。     

高湿条件下空气间隙放电规律的试验研究

湿度是影响电力系统外绝缘的一个重要因素,但国内外相关研究较少涉及到湿度较高的情况。笔者在人工气候室开展球间隙放电试验,研究湿度(尤其是高湿条件下)与间隙放电电压的关系。研究结果表明,在湿度较低(80%以下)条件下,空气间隙放电电压随相对湿度的增加而增加;而在湿度较高(80%以上)条件下,有无凝露对放电电压的影响较大,无凝露时随着相对湿度的增加放电电压略有下降,但在湿度较高且球表面出现凝露时,间隙放电电压严重降低,甚至降低到一半。笔者利用ANSYS计算了球表面有无凝露时的球间隙电场分布,结果表明,凝露畸变了原有球间隙电场,使得最大场强增大到原电场的两倍,造成间隙放电电压严重降低,与气候实验室的结论一致。     

局部放电奇异值特征及其混合噪声的自适应抑制

为了抑制局部放电信号中混杂的窄带干扰和白噪声,文中首先分析了典型局部放电、窄带干扰和白噪声信号的Hankel矩阵奇异值的分布特征;提出了确定窄带干扰和典型局放奇异值有效阶次的自适应方法;将信号Hankel矩阵的有效阶次奇异值作为其特征量,在染噪信号中去除窄带干扰后重构信号,截取局部重构信号从中提取局放。通过对模拟和实测染噪信号的处理,验证了文中方法去除窄带干扰和白噪声的有效性。     

气隙击穿电压大幅降低的气象条件

为研究空气污染严重及雾霾频繁出现等新的大气条件下,空气间隙的放电特性,利用全自动放电监测系统对广州地区全年自然条件下空气间隙的击穿电压和大气条件(包括气温、气压、相对湿度、风速和辐射照度等)进行监测,通过数据分析研究新大气环境下空气间隙击穿电压大幅下降的气象条件。研究结果表明:击穿电压大幅降低主要出现在春季,其气象条件是高湿度(相对湿度80%)、低风速和低辐射照度。雾霾天气符合空气间隙击穿电压大幅下降的气象条件,空气间隙击穿电压与雾霾天气的关联性、空气间隙击穿电压与空气质量指数及其污染物的组成与含量的关系值得进一步研究。     

日负载系数与10 kV XLPE电缆周期负荷载流量关系的试验研究

为计算10 kV交联聚乙烯(XLPE)电缆周期负荷载流量,开发了三芯电缆周期负荷载流量计算软件,开展了直埋敷设不同日负载系数的三芯电缆周期负荷载流量试验。将试验所得的周期负荷载流量与软件计算结果进行对比,验证了软件计算的正确性。利用软件计算结合载流量试验,对日负载系数与周期负荷载流量的关系进行理论研究,结果表明日负载系数越小,周期负荷载流量越大。针对佛山地区典型负荷的10 kV电缆线路,计算其12个月的周期负荷载流量系数。建议按周期负荷载流量控制电缆负荷电流的最大值,可在保证电缆寿命的前提下,提高电缆线路的输电能力。