牵引变压器模糊故障诊断技术

牵引变压器是牵引供电系统的重要组成部分之一，对其DGA成分和含量进行在线监测并进行故障判断，能有效地提高电气化铁路运行可靠性。目前对变压器的故障性质判断大多是根据IEC三比值法进行的。而实践中，一些DGA结果与已存在的IEC编码不符，或造成缺码现象。论文采用模糊三比值诊断法进行故障性质判断能有效地解决这一问题。     

渗透率预测和储层评价技术在高度各向异性储层——Kuparuk River油田C层的应用

位于阿拉斯加北坡的Kuparuk River油田是北美最大的油气聚集区.近三分之一的地质储量存在于C储层中,它属于生物扰动和复杂成岩储层.菱铁矿含量变化范围大,导致渗透率、孔隙度和毛管压力在1 ft范围内变化较大.只要考虑了黏土、菱铁矿和海绿石含量以及岩心的非均匀性,由测井曲线评价该层的矿物成分、孔隙度和含水饱和度就变得相对简单.由于孔隙度-渗透率曲线极其发散,渗透率的计算极为困难.由孔隙度测井曲线得到的渗透率-孔隙度变换的可信度差,因为它与岩心数据的分散性不符.近来,储层描述需要重新评价渗透率模型,这需要所预测的参数能够以简单的方式被粗化,以用于地质细胞模型.研究的预测渗透率的新方法,其核心是从岩性密度(RHOB)曲线和岩相构成的子空间随机选取岩心体积密度.在每半英尺的深度范围内,随机重复选取岩心密度直到给定窗长范围内的平均值与RHOB曲线的差异小于预先的设定值(通常为0.05 g/cm 3).对应于密度的孔隙度和渗透率被作为每个深度的最终值.该方法以每半英尺深度为尺度,重现了岩心渗透率和孔隙度的统计分布.我们将测量深度转换为标准的真垂直深度,并将尺度增量由0.5 ft增加到1 ft和2 ft.对于基于井-井对比的岩心数据,粗化的渗透率与地层系数$kH$匹配,它还与从数口井中最大流量得到的$kH$相匹配.假定这种匹配与其他渗透率测量方法相一致,就可认为粗化的渗透率适用于地质细胞模型.     

基于多尺度纹理特征的EPR电缆终端故障诊断方法

高速铁路列车中乙丙橡胶(EPR)电缆终端常因制作过程中操作不当而导致出现多种缺陷,造成终端局部放电甚至击穿的现象,对检测到的局部放电信号进行准确分类仍然是亟待解决的难题。分别制作了含尖端、环切划伤、金属微粒、气隙4种典型缺陷的终端试样,通过试验记录了各类试样的放电谱图信息。基于试验得到的局部放电谱图库,提出通过图像金字塔理论,构建多尺度局部放电谱图空间,并从中提取1阶纹理统计量、2阶纹理统计量及高阶纹理统计量作为缺陷类型识别的特征参量。同时,结合随机森林算法,基于gini指数完成了特征空间寻优工作,实现了对缺陷类型的正确分类。结果表明：通过随机森林算法,多尺度纹理特征的模型误差率和分类准确率明显优于单尺度纹理特征,能较好地对终端典型缺陷进行分类;同时,由于气隙缺陷和划伤缺陷的放电机理存在相似性,二者缺陷处的局部放电特征同样存在相似现象,因此气隙缺陷和划伤缺陷的分类较易出现误差,导致其识别率偏低,还需针对其图像特征参数和识别算法继续开展研究。     

基于磁环的输电线路雷击过电压抑制方法

提出一种基于磁环抑制的方法对输电线路进行雷击防护。首先采用曲线拟合得到磁环材料的磁化函数,进而基于微元法与电磁场理论计算建立了磁环的磁链计算模型,并利用有限元法(FEM)验证磁链计算模型的合理性;然后,利用磁环的磁链计算模型在ATP/EMTP中建立磁环电磁暂态模型,进而分析了不同磁环材料、磁环截面积、磁环长度及磁环形状对磁环抑制雷击过电压效果的影响。基于典型的110 kV输电线路对所提方法进行仿真。结果表明：磁环磁链计算模型与FEM计算结果最大误差低于5 %,验证了所提方法的合理性;增加磁环的截面积和长度能加强磁环的雷击过电压抑制效果,但在外半径、长度分别取60 mm、6 m后出现了饱和现象。现场试验结果表明,安装磁环后,雷击过电压得到了有效的降低,仿真和试验结果之间的最大误差为5.92%,验证了所提磁环磁链计算模型、电磁暂态模型的正确性以及磁环抑制雷击过电压方法的可行性。     

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。     

应用极化/去极化电流法评估变压器油纸绝缘水分含量

时域介质响应法作为评估变压器绝缘状态的新方法,目前尚无公认的时域特征量能很好地表征油纸绝缘的极化特性。基于极化/去极化电流法提出了新的时域介质响应法的特征量--极化电导率,建立了时域电导模型。搭建了油纸绝缘极化电导率的实验平台,测试了不同温度和水分条件下油纸绝缘的极化电导率并应用最小二乘法对时域电导模型参数进行了拟合。实验结果表明:极化电导率随温度和水分的增加而增大,时域电导模型能较好地反映油纸绝缘在不同温度和水分条件下的极化特性。根据时域电导模型参数直流电导率提出了评估油纸绝缘水分含量的方法并进行了验证,为诊断变压器油纸绝缘水分含量提供了有益参考。     

重载电气化铁道钢轨及地表电位分布特性研究

对大秦重载铁路钢轨电位及其地表电位进行了实时同步测试。建立了AT短回路网络模型和地电位等效模型,推导了钢轨电压和地表电位的数学表达式,并通过实测数据计算了钢轨电压衰减常数。结合实测数据和理论建模分析了钢轨电位和地表电位的分布特性,考虑重载铁路负荷电流大和钢轨对地电位很高的情况,该分析可以为降低钢轨和地表电位的有效措施奠定基础。     

介电谱用于评估XLPE电缆绝缘劣化状态的研究

电缆绝缘的介电性能与其劣化状态密切相关,本研究采用一种新的介电分析方法通过介电谱评估XLPE电缆绝缘的劣化状态,该方法通过对介电常数实部频谱进行数学变换获得新的谱图。首先在130℃下对XLPE电缆绝缘进行不同时间的加速老化实验,获得不同劣化程度的XLPE试样,然后用新的介电分析方法评估这些试样的劣化状态,并采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征其化学结构的变化。结果表明:新谱图中损耗峰的峰值频率能够表征电缆绝缘的劣化状态,峰值频率越低,劣化程度越严重。同时,羰基峰的出现表明XLPE的化学结构发生了变化,损耗峰峰值频率的变化与此相关。     

冲击负荷对牵引变压器油纸绝缘热老化的影响

为了研究冲击负荷对牵引变压器油纸绝缘热老化的影响,考虑冲击负荷的负荷率、持续时间和时间间隔3个因素设计了油纸绝缘的冲击负荷加速热老化试验,分析了不同冲击负荷条件下油纸绝缘试样老化过程中绝缘纸聚合度和拉伸强度的变化规律,并使用Ekenstam老化动力学模型和熵值法分析了试样的热老化数据,同时将测试结果换算到额定负荷老化速...