基于红外检测的GIS内部过热缺陷严重程度的评估方法研究

为研究基于红外检测的GIS内部过热缺陷严重程度的评估方法,分别在母线三相共箱结构GIS腔体内的A相和B相设置"工"字形导体,模拟GIS内部导体接触不良引起的过热缺陷,开展了不同电流下的GIS温升实验。实验中,采用电子式测温技术和红外测温技术分别对GIS内部导体以及壳体的温度进行测量。实验结果表明,模拟缺陷分别设置于A相和B相时,前者内部导体和壳体的温升均高于后者。内部导体和壳体的温升在轴向上呈现出先升高后降低的变化趋势,模拟缺陷处的温升值最大。通过分析内部导体和壳体的温升关系,发现模拟缺陷处内部导体与正常处的导体温升差和径向对应点的壳体温升差比值为定值。利用壳体温度、正常处导体温升与温升差比值可以计算获得缺陷处导体实际温升值,根据导体的允许温升值,实现了对GIS内部过热缺陷严重程度的评估。     

基于数字孪生的数字电力设备思考与展望

数字电力设备是数字电网的组成部分,目前对于数字电力设备的基本组成、质量特性、试验验证等问题缺少相关研究。根据质量管理体系理论结合电力设备的发展历程揭示了电力设备质量特性的发展规律。通过梳理电力设备数字化、网络化和智能化技术现状结合电力设备质量特性的发展规律,提出了数字电力设备的基本组成、质量特性、数字孪生模型、数字数据模型及试验验证方法。根据提出的数字电力设备基本理念,明确了数字电力设备的发展路径。     

基于SVM主成分分析的高压断路器分合闸线圈故障诊断研究

拒动是断路器最严重的故障类型之一,可能导致大面积停电事故,而近年来由于分合闸线圈故障导致拒动时有发生,诊断分合闸线圈的运行状态对于保障电网安全具有重要意义。文中以某型号SF6瓷柱式高压交流断路器中的分合闸线圈为研究对象,通过实验模拟电源电压跌落、供电回路接触不良、铁心卡涩、铁心空行程大这几种典型的故障类型,获取正常与故障条件下的分合闸线圈电流波形。进而采用支持向量机(SVM)算法对分合闸线圈故障进行诊断,特别是采用主成分分析法提取电流波形的特征参数作为诊断依据,实现了对故障的有效识别。基于SVM主成分分析的方法可方便构建故障诊断专家系统,以保障分合闸线圈可靠运行。     

引入多重边界条件的GIS母线温度分布多场耦合计算及影响因素分析

GIS母线温度分布可为触头温度监测及载流能力评判提供参考。基于有限元方法建立实际GIS母线原型的多物理场耦合计算模型,并引入太阳辐射、空气流速、环境温度等多重边界条件,以分析外部气候条件对GIS母线温度分布的影响。开展GIS母线稳态温升实验,验证多重边界下多物理场耦合模型的有效性。基于所建仿真模型,分析负荷电流、环境温度、太阳辐射以及风速对GIS温度分布的影响,结果表明:导体和外壳温度增长率随着负荷增加而逐渐变大;环境温度改变导致GIS温度近似线性变化;太阳辐射导致GIS母线整体温度显著提高,外壳最热点向太阳直射方向偏移,外壳温度展开曲线近似为正弦形;风速导致外壳温度分布偏离正弦形,对导体的降温作用也受到SF6导热能力限制。最后,利用导体温度与GIS外壳最低点温度、环境温度、负荷电流三个条件的数值关系,给出了导体温度的计算方法,与实验值对比表明该方法的精度较高。     

252 kV断路器分合闸线圈在环境因素下的劣化规律研究

高压断路器分合闸线圈在长期运行条件下,会受到温度、湿度、盐雾等环境因素的影响,其性能也会发生相应的劣化.采用湿热试验考察温度、湿度对252 kV断路器分合闸线圈的影响,采用交变盐雾试验考察温湿度及盐雾对252 kV断路器分合闸线圈的综合影响,研究了分合闸线圈在相应试验条件下的劣化情况以及分合闸线圈电流的变化情况.研究结...     

从一起故障看小型化对GIS灭弧室绝缘性能的影响

局部放电是引发GIS设备绝缘故障的主要原因之一。文中结合某厂家252 kV GIS灭弧室模块的一起绝缘故障,针对该厂家制造的两种不同型号产品(原型产品和小型化产品,结构相似,尺寸和布置有所不同)的GIS灭弧室模块,建立了三维有限元电场仿真计算模型,计算了雷电冲击电压下GIS灭弧室处于分、合闸不同位置时的电场分布,量化比较了两型产品灭弧室在电场分布规律方面的差异性和相似性,并分析了灭弧室内容易发生放电击穿和沿面爬电的关键区域。通过研究,评估了小型化对GIS灭弧室绝缘性能的影响,该研究结果可为GIS产品的设计优化和运行维护提供参考。     

基于随机森林算法的断路器分合闸线圈故障电流曲线识别

高压断路器是电力系统的核心设备,其稳定可靠运行具有重要意义。高压断路器分合闸电流曲线能够很大程度上反映高压断路器分合闸机构的运行状态,因此文中研究了在几种典型故障条件下,断路器分合闸线圈电流的变化。随机森林算法由于算法实现过程中的两次随机过程,使得算法过拟合风险大大降低,模型泛化能力大大增强。提出了使用随机森林算法识别故障电流曲线,取得了很好的效果。     

对真空绝缘问题中“场致增强系数”概念的研究

本文的目标是研究真空绝缘问题中,较高的场致增强系数所可能对应的实际电极表面几何形貌。通过耦合基于波函数阻抗法的热-场致发射电流密度计算、基于电子轨迹法的空间电荷计算和微凸起内的电磁热计算,建立了电极表面微凸起的热-场致发射计算模型。通过对比具有相同场致增强系数的单个微凸起和多个叠加微凸起,发现更可能引起真空击穿的是单个的尖锐微凸起的高场致增强系数,而非多个具有较小场致增强系数的微凸起组合产生的高场致增强系数。结合本文的计算结果和文献中的实验、计算结果,发现原子级微观缺陷导致的局部逸出功下降,是实验测定出不合理的较高场致增强系数最有可能的原因。     

高压断路器分合闸线圈电流采集实验平台与故障模拟实验研究

高压断路器是电力系统的关键设备,分合闸线圈是断路器操动机构的核心部件。近年来,分合闸线圈故障时有发生,严重影响了电力系统的安全性能。文中研究了高压断路器分合闸线圈的回路结构和动作原理,设计了断路器机构模拟样机,搭建了断路器分合闸线圈电流采集试验平台。基于该平台,获取了正常和几种故障情况下的分合闸线圈电流曲线,提取了主要的特征参数并进行了分析,论证了分合闸线圈发生故障时特征参数的变化规律,为基于电流波形诊断分合闸线圈的运行状态提供了依据。     

Coupling model of AC filter branch in SF6 circuit breaker during the break process

In this paper, a coupling model of the AC filter branch circuit with the arc plasma in the circuit breaker was built to investigate the arcing process considering the harmonic current. The comparisons among the current at power frequency (50 Hz), power frequency combining the 11th harmonic and power frequency combining the 24th harmonic show that the high-order harmonic current would lead to higher decreasing rate of current before current-zero period. In addition, the influence of arc on the amplitude of high-order harmonic current is not negligible. Thus, the coupling of arc with AC filter branch circuit is quite necessary in the numerical modeling of the circuit breaker in the AC filter branch at the high voltage direct current converter station.