高壓電器 /oa /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001001 模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)是柔性直流輸電的核心裝置,其安全穩定運行對多端柔性直流輸電系統的安全具有重要意義。MMC中重要功率設備絕緣柵雙極型晶體管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)和金屬化聚丙烯薄膜電容器(metallized polypropylene film capacitor,MPPF-Cap)在長期運行過程中逐漸老化,出現內部結構的異常,引起運行特y性參數一定趨勢的改變,其工作性能劣化將影響MMC的運行性能。文中總結了國內外關于MMC子模塊設備IGBT和MPPF-Cap的老化機理和狀態監測方法的研究現狀,介紹現有的結合MMC拓撲結構與運行特性的子模塊電容器狀態監測方法,並展望了MMC子模塊設備狀態監測與評估領域未來的研究方向。 2020年01月16 00:00 2020年01期 1 8 1622864 張 健<sup>1</sup>, 陳 銳<sup>1</sup>, 陳世瑛<sup>2</sup>, 祝令瑜<sup>2</sup>, 潘 亮<sup>2</sup>, 劉琛碩<sup>2</sup> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001002 目前變壓器繞組應變監測主要分爲離線檢測和在線檢測,由于受現場複雜電磁環境的幹擾,在線檢測並未得到廣泛應用,離線檢測雖技術較爲成熟,但無法准確判斷繞組應變形式。基于以上問題,文中提出了基于分布式光纖傳感的變壓器繞組應變檢測方法,並提出了基于S變換和極限學習機(ELM)的繞組應變識別方法。首先模擬變壓器運行過程中繞組可能出現的變形形式,采集相應的布裏淵頻移;然後通過S變換對應變信號進行時頻分析,提取變換後的時頻特征量作爲神經網絡的輸入樣本,采用極限學習機(ELM)進行訓練識別。實驗分析表明,該方法能夠有效識別常見繞組變形形式,識別效果較好,准確率高。 2020年01月16 00:00 2020年01期 9 17 2408032 劉雲鵬<sup>1,2</sup>, 步雅楠<sup>2</sup>, 賀 鵬<sup>2</sup>, 田 源<sup>2</sup> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001003 爲解決500 kV電網發展過程中短路電流過大的問題,提出了一種基于高耦合分裂電抗器的限流裝置。該裝置可有效限制短路電流並提高斷路器的開斷容量,但存在並聯斷路器同時開斷不同時滅弧時瞬態恢複電壓超標的問題。文中首先分析限流裝置的結構和開斷過程,並利用EMTP仿真軟件計算不同條件下後滅弧斷路器的瞬態恢複電壓,得出限流裝置參數對瞬態恢複電壓的影響。然後在500 kV工程實例中搭建限流裝置的仿真模型,分別在不同故障類型下驗證限流裝置的可行性。仿真結果表明,選擇合適的電抗值和並聯電容值可有效降低瞬態恢複電壓幅值和上升率,且能夠達到預期的短路電流限制效果。 2020年01月16 00:00 2020年01期 18 23 1698374 向常圓, 項祖濤, 徐文佳 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001004 摘要:變電站設備箱體作爲變電主設備重要的組成部分,其安全穩定運行對電網的可靠性至關重要。目前運行在南方地區高溫、高濕、高鹽腐氣候環境中的變電站設備箱體時常會因爲內部元器件二次元件老化、鏽蝕等問題造成主設備出現故障。而引起二次元件老化、鏽蝕等問題的主要原因是變電站設備箱體內部溫度、濕度超標,突出表現爲箱體內部出現凝露問題。凝露現象的産生主要是因爲當相對濕度較高的氣體遇到物體溫度相對較低的表面時,高溫氣體降到露點溫度後在低溫物體表面出現的液化現象。文中基于能量、動量、連續性以及組分守恒定律,將空氣考慮爲水蒸氣和幹燥空氣的混合物,鑒于潮濕空氣的流速相對較低以及壓力變化相對較小,將空氣視爲不可壓縮牛頓流體。采用計算流體動力學(CFD)技術,建立了端子箱在熱傳導、空氣對流和水蒸氣擴散作用下的溫濕場模型,仿真計算溫度和濕度的分布規律、露水凝結與溫度和濕度的關系。分析溫度、濕度和強制通風對凝露現象的影響。數值計算結果表明,由于導體自熱,在熱傳導和對流的條件下,室外端子箱內的空氣溫度逐漸升高;濕度分布結果表明,進氣口的濕度最低,出口處濕度最高,溫度較高時的濕度相對較低,環境濕度降低時濕度相對較低,空氣流速增大時濕度相對較低。此外,根據計算,文中提出了強制通風、降低環境濕度等實用性防凝露措施。 2020年01月16 00:00 2020年01期 24 29 1938477 王流火<sup>1</sup>, 孫 帥<sup>2</sup>, 王增彬<sup>2</sup>, 龐小峰<sup>2</sup>, 唐 瑛<sup>2</sup> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001005 針對真空斷路器的可靠性研究問題,對12 kV永磁操動式真空斷路器做了壽命試驗。將采集到的試驗數據用Weibull變換進行預處理,變換後的數據在普通坐標系內接近于直線,基于圖形法可接受二參數Weibull分布作爲擬合模型;采用最小二乘法計算確定了Weibull分布模型的具體參數;最後,在小樣本試驗數據的情況下,采用針對Weibull分布的Mann檢驗方法進行模型檢驗。結果表明,真空斷路器的壽命數據符合二參數Weibull分布模型,並計算得到了模型的可靠性評價指標和真空斷路器的平均壽命。 2020年01月16 00:00 2020年01期 30 35 1481427 穆 豔, 王永興, 鄒積岩, 趙旭靜, 劉 陽 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001006 爲診斷高壓斷路器操作機構故障,文中基于分合閘線圈電流曲線,提出了采用K-means與SOM神經網絡相結合的混合算法,對斷路器操作機構進行狀態評估。對某批次252 kV高壓斷路器操作機構進行分合閘線圈電流數據采集;建立了K-means與SOM神經網絡相結合的混合算法模型;對測試的斷路器操作機構進行狀態分析。結果表明,混合算法能夠將操作機構不同狀態進行聚類,可將相同故障分在同一類別。並將混合算法模型與SOM神經網絡模型和K-means模型作比較,結果表明,混合算法模型在計算速度和聚類准確率上都優于其他兩種模型。 2020年01月16 00:00 2020年01期 36 42 1595459 趙莉華<sup>1</sup>, 趙茂林<sup>1</sup>, 夏 炜<sup>2</sup>, 王 仲<sup>1</sup> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001007 高壓斷路器中,操動機構通過傳動系統來帶動滅弧室運動,以實現斷路器的分閘、合閘功能,但是傳動系統也可能對傳遞的運動造成不良影響。文中以某型號高壓斷路器爲研究對象,對其機械特性的測試結果進行分析,用新的視角論述傳動系統、操動機構特性之間的匹配性關系,通過優化二者的匹配性,改善斷路器的性能,爲後續的設計提供設計參考。 2020年01月16 00:00 2020年01期 43 47,54 1845936 劉 煜, 韓國輝, 雷 琴, 胡月萍 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001008 文中介紹了電子式電流互感器與ZN□-12/ D1250-31.5型戶內交流高壓真空斷路器(VCB)觸臂集成的絕緣結構設計。基于斷路器及開關櫃固有結構、電子式電流互感器線圈設計尺寸建立仿真模型,闡述了如何借助電場仿真軟件,對電子式電流互感器與斷路器觸臂布置方式、環氧樹脂澆注厚度和屏蔽罩布置方式、環氧樹脂包裹觸臂長度等絕緣影響因素進行優化完善。對觸臂集成電子式電流互感器的斷路器樣機及電子式電流互感器樣機分別在國家質量監督檢驗中心(西高院試驗站)進行型式試驗驗證,驗證了該設計方案的可行性。 2020年01月16 00:00 2020年01期 48 54 1787627 王 瑜<sup>1</sup>, 楊忠州<sup>2</sup>, 戴冬雲<sup>1</sup>, 馮建華<sup>2</sup>, 郭黎黎<sup>1</sup> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001009 Jiles-Atherton(J-A)模型是變壓器剩磁與勵磁湧流計算的重要方法,但在使用中存在著參數辨識的難題。文中從參數辨識的公式法、遺傳算法、Nelder-Mead(NM)單純形算法原理及各自特點出發,提出一種綜合運用公式法和兩種優化算法對實測磁化曲線進行參數辨識的方法。算例分析結果表明,該方法對于經典J-A模型參數識別具有較高的精度,在誤差影響下體現出良好的魯棒性,是一種快速、有效的J-A模型參數辨識方法。 2020年01月16 00:00 2020年01期 55 60 1631782 劉力卿<sup>1</sup>, 何思名<sup>2</sup>, 馮軍基<sup>1</sup>, 方 瓊<sup>3</sup>, 關永剛<sup>2</sup>, 鄒 軍<sup>2</sup> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001010 針對變壓器油紙絕緣不同水分含量情況下的氣泡生成規律及其對擊穿性能的影響展開研究。通過制備2%、4%和6%這3種水分含量的絕緣紙板在快速升溫條件下的氣泡生成規律,模擬變壓器在運行環境下大負荷時油紙絕緣的氣泡生成情況。通過交流擊穿試驗驗證了氣泡對油紙絕緣的影響。試驗結果顯示:絕緣紙板的水分含量對生成氣泡的起始溫度有明顯的影響,隨著水分含量的增大,生成氣泡的起始溫度越低,2%、4%和6%這3種水分含量紙板在快速升溫過程中的氣泡生成起始溫度分別爲142、120、94 ℃。存在氣泡的油紙絕緣的絕緣失效形式爲沿面閃絡,厚度爲1 mm的油浸紙板,相應閃絡距離約47 mm,氣泡存在導致絕緣擊穿電壓下降了28.60%。 2020年01月16 00:00 2020年01期 61 67 2140953 汪佛池<sup>1</sup>, 程祥瑞<sup>1</sup>, 趙 濤<sup>1</sup>, 劉雲鵬<sup>1,2</sup> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001011 爲研究目前地下變電站變壓器常用的分體冷卻方式的實際散熱效果,調研總結了應用于地下變電站的典型分體冷卻系統布置方式,並根據ONAN方式的分體冷卻系統的實際布置進行了模擬溫升試驗。地下變電站常用的分體冷卻方式包括ODWF、OF/OF/AN和ONAN 3種。以1台110 kV/80MVA油浸式變壓器爲實驗對象,采用變壓器本體與散熱器同水平面不同間距布置以及將散熱器垂直提升5.75 m的實驗方案,測量關鍵部位油溫及繞組溫度,對比不同模擬試驗方案下的溫升情況。研究表明,對于ONAN冷卻方式的分體冷卻系統,同水平面布置方式下,改變變壓器本體與散熱器間的水平距離對散熱器的散熱效果影響較小;將散熱器垂直提升5.75 m布置會降低變壓器和散熱器間的油循環速度和散熱器的實際散熱功率,同時變壓器繞組與變壓器油間的熱傳遞減緩,出現頂層油溫不高但繞組溫升已經很高的情況。文中的結論對實際工程中分體冷卻裝置的布置及變壓器溫升試驗的改進具有參考價值。 2020年01月16 00:00 2020年01期 68 73 1879965 魏本剛<sup>1</sup>, 黃 華<sup>1</sup>, 戴明秋<sup>2</sup>, 文 傑<sup>3</sup>, 朱慶民<sup>3</sup>, 傅正財<sup>2</sup> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001012 繞組變形是變壓器內部的常見故障之一,嚴重威脅電力系統的安全運行。目前繞組變形檢測均屬于離線檢測,無法准確定位變形故障;帶電檢測由于受現場複雜電磁環境的幹擾,且無法進行變形故障定位。爲有效提高繞組變形在線檢測的准確性,本文提出了基于分布式光纖傳感的變壓器繞組變形故障定位方法。搭建內置分布式光纖連續式繞組模型模擬繞組變形,當繞組發生局部形變時,利用布裏淵光時域反射計(BOTDR),對光纖應變進行測量。實驗結果表明,分布式光纖傳感技術能夠准確的實現繞組變形的故障定位,具有良好的應用前景。 2020年01月16 00:00 2020年01期 74 79,86 1846952 楊照光<sup>1</sup>, 田 源<sup>2</sup>, 秦 睿<sup>1</sup>, 溫定筠<sup>1</sup>, 劉 康<sup>1</sup>, 劉雲鵬<sup>2</sup> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001013 爲研究溫度對換流變壓器繞組端部油紙複合絕緣系統電場分布的影響,首先測量獲取了-40~+50 ℃範圍變壓器油和油浸紙板的相對介電常數、電導率;在此基礎上利用有限元法研究了交流和直流試驗電壓作用下500 kV換流變壓器端部電場分布的溫度特性。研究結果表明:溫度通過影響油紙絕緣的介電特性而影響換流變壓器繞組端部電場分布特性;換流變壓器的出廠試驗需考慮實際運行條件下內部溫度的變化範圍做出適當的修正。 2020年01月16 00:00 2020年01期 80 86 1985034 周 峰<sup>1</sup>, 張丹丹<sup>2</sup>, 劉弘景<sup>1</sup>, 戶克磊<sup>1</sup>, 黎 立<sup>2</sup>, 苗 旺<sup>1</sup>, 吳麟琳<sup>1</sup> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001014 針對特高壓空心電抗器在大電流工況運行時常見的電抗器內部局部溫升過高的問題,文中以某1 100 kV特高壓油浸式空心電抗器爲研究對象,在20 ℃的環境溫度下構建了電抗器電磁場—流場—溫度場二維軸對稱計算模型。在模型中,對內部絕緣油的對流換熱過程采用流熱耦合方法,對外部空氣與電抗器外壁以及電抗器底部與大地間的熱交換過程;通過對附加相應的對流換熱系數進行描述,從而計算出電抗器內部熱點分布及絕緣油流速分布情況。結果表明,絕緣油的不充分流動是造成局部過熱的原因。通過降低絕緣油粘度和拓寬頂層油道的措施,可有效改善溫度分布情況。 2020年01月16 00:00 2020年01期 87 95 2600622 陳 隽<sup>1</sup>, 戴奇奇<sup>2</sup>, 袁 召<sup>2</sup>, 陳立學<sup>2</sup>, 郭賢珊<sup>1</sup>, 白光亞<sup>1</sup>,李心一<sup>1</sup>, 吳傳奇<sup>1</sup>, 夏 天<sup>1</sup> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001015 換流閥塔通常采用懸挂在換流站的閥廳的安裝方式,在地震作用下往往導致較大的水平位移,換流閥塔之間的連接以及閥塔-閥廳相互作用的機理需深入研究。文中以±800 kV特高壓直流換流站的換流閥廳及6組閥塔爲研究對象,考慮閥塔與相連接的支柱絕緣子的金具連接特性,建立了閥塔—廳及閥廳耦聯回路有限元模型並進行了不同地震動輸入下的時程響應分析。研究表明:換流站閥廳結構在其基頻附近對地面運動輸入有明顯的放大作用,且換流閥塔位移響應較大。采用具有較大變形能力的柔性管母線及金具,可以避免在地震作用下閥塔與相連的支柱絕緣子的牽拉作用。在換流閥抗震設計時應考慮閥廳的放大作用,閥塔與相鄰設備的連接應選用具有大變形能力的金具,以改善其抗震性能。 2020年01月16 00:00 2020年01期 96 103 2341499 徐俊鑫<sup>1</sup>, 謝 強<sup>1</sup>, 楊振宇<sup>1</sup>, 卓 然<sup>2</sup>, 胡 蓉<sup>3</sup>, 孫幫新<sup>3</sup> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001016 在交直流混合微電網和電力電子變壓器等領域,由于電壓較高、功率較大,通常采用ISOP拓撲進行能量的雙向傳遞,本文研究適用于ISOP拓撲的雙向LLC諧振DC/DC變換器,采用H橋2個橋臂驅動脈沖移相的方式,解決變換器預充電電流過沖的問題;對于組成ISOP拓撲的變換器之間的移相特性進行了分析與計算,對ISOP拓撲雙向傳輸能量的均壓及均流特性進行了分析與設計;采用均壓電阻實現ISOP拓撲串聯側的穩態均壓,並對雙向LLC諧振DC/DC變換器的諧振網絡進行了分析與計算;最後研制出由20個雙向LLC諧振變換器組成的ISOP拓撲,對文中提出的設計方法進行驗證,試驗證實變換器移相啓動過程中無電流過沖、並實現了基准橋臂的ZVS和移相橋臂的ZCS或者准ZCS,而且變換器組成ISOP拓撲的動態和靜態的均壓均流滿足要求。 2020年01月16 00:00 2020年01期 104 113 2042963 姚爲正<sup>1</sup>, 辛德鋒<sup>2</sup>, 甘江華<sup>1</sup>, 安 昱<sup>2</sup>, 張海龍<sup>1</sup> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001017 針對綠色無毒推進劑航天器火箭發動機真空低溫條件下點火困難等問題,提出通過放電産生非平衡等離子體,利用其活化效應改善發動機點火性能。爲了研究氫、氧混合氣體放電産生的活性粒子的時間演化特性,利用Bolsig+求解器計算得到不同電子碰撞反應能量損失分數隨約化場強變化規律;利用ZDplaskin程序包對氫、氧混合氣體放電過程進行零維仿真;研究了不同約化場強下混合氣體活性粒子隨時間變化規律。結果表明,不同約化場強下,氫、氧混合氣體中各類電子碰撞反應消耗能量占比不同。約化場強較小的情況下,電子能量大部分被分子的碰撞激發所消耗;而約化場強較大的情況下,電子能量主要用于分子的離解與電離;約化場強大于100 Td時,放電過程電子濃度快速增大,更有利于活性粒子的生成與積累。 2020年01月16 00:00 2020年01期 114 120 1558225 鄭體凱<sup>1,2</sup>, 李修乾<sup>1</sup>, 車學科<sup>1</sup>, 李 亮<sup>1</sup>, 聶萬勝<sup>1</sup> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001018 爲研究SF6替代氣體CF4及其N2混合物微觀放電參數,通過兩項近似Boltzmann方程對室溫環境下CF4及CF4/N2混合物在混合比爲20%~80%區間內的有效電離系數(α-η)/N進行了求解分析。利用COMSOL Multiphysics多物理場仿真軟件首次對CF4及CF4/N2混合物在均勻場下,不同混合比,不同壓力條件下放電通道進行了一維模擬。仿真結果表明,CF4/N2混合物放電過程存在明顯協同效應;CF4放電延時隨氣壓增大而增大,仿真結果與數值計算結果吻合。 2020年01月16 00:00 2020年01期 121 127 2503005 侯孟希<sup>1</sup>, 于昊洋<sup>1</sup>, 金 钊<sup>2</sup>, 陽以歆<sup>1</sup>, 劉 钊<sup>3</sup> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001019 相變冷卻技術以其特有的物性優勢和絕緣特征,逐漸應用于大功率電力電子設備冷卻,並展現出良好的散熱能力。但在特高壓電力電子設備相變冷卻技術的研發過程中,必須保證電力電子器件或裝置在制冷劑及其沸騰環境下仍滿足絕緣要求。爲了探究制冷劑沸騰對局部放電阈值的影響,認識沸騰氣泡影響下的局部放電規律,文中利用針—板電極模擬電力電子裝置中常見的極不均勻電場環境,並搭建了基于50 Hz高壓交流耐壓測試系統的局部放電檢測平台;利用PRPD圖譜特征及其統計算法,對比了制冷劑環境及其沸騰工況下的局部放電起始電壓以及放電特性,並獲得了氣泡的放電特征,以及測試電壓範圍內沸騰對局部放電影響的發展規律。分析結果表明:制冷劑的沸騰會降低絕緣環境的絕緣阈值。但是,由于氣泡受電場力的影響,沸騰對局放僅在一定的電壓條件下有影響。 2020年01月16 00:00 2020年01期 128 134 1745550 徐永生, 羅 兵, 張福增, 曾向君 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001020 電纜終端電場分布優化研究是海底電纜安全運行和試驗迫切需要解決的問題,爲提高其運行的安全性與可靠性,可對電纜終端電場分布進行優化。文中基于有限元法對海底電纜終端電場進行多物理場耦合研究分析,綜合考慮終端實際運行環境及實際生産情況,采用電流—溫度—電壓仿真法對電纜主絕緣及應力錐絕緣部分材料進行優化分析,同時對應力錐金屬部分曲率及應力錐金屬與絕緣部分比例分配進行優化,尋求終端電場分布的最優化。結果表明:采用與電場、溫度相關的非線性材料對終端電場分布很大改善,應力交界點電場強度降低幅度爲25.83%,交界面上的最大電場強度降低幅度爲12.91%;對金屬應力的曲率和金屬與絕緣部分比例分配分別優化和同時優化作對比,當金屬應力的曲率半徑爲81 mm,增加金屬應力20 mm時,電場改善程度最大,應力交界點電場強度降低幅度達到27.47%,交界面上的最大電場強度降低幅度也高達24.55%,提高了海底電纜終端的可靠性與安全性。 2020年01月16 00:00 2020年01期 135 140 1725457 謝 晨<sup>1</sup>, 潘文霞<sup>1</sup>, 孫 凱<sup>1</sup>, 趙 坤<sup>1</sup>, 朱正鼎<sup>1</sup>, 黃烜城<sup>2</sup> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001021 輸電線路中的大跨越線路懸挂高度更高,地面的屏蔽作用減弱,線路更易遭受雷擊,爲保證線路安全運行,必須對大跨越檔距防雷進行特殊設計。文中針對吉安井岡山水電站220 kV送出工程跨贛江部分進行了防雷的綜合設計,通過建立EMG三維電氣幾何模型,分析計算了側向避雷針長度與保護距離之間的關系以及架設避雷線短針後的繞擊率;通過建立雷擊暫態模型,仿真分析了接地電阻和耦合地線對雷擊過電壓的影響。研究結果表明:塔頭上的側向避雷針長度爲3 m時,保護的距離爲21 m,線路上加裝1.2 m短側針可將線路繞擊率降低93.2%;降低接地電阻是減小反擊過電壓的最直接有效措施,但在土壤電阻率較高地區,通過架設耦合地線分流能更有效的減小反擊過電壓。 2020年01月16 00:00 2020年01期 141 147 1978263 江進波<sup>1</sup>, 楊 文<sup>1</sup>, 馬 可<sup>2</sup>, 溫 冉<sup>2</sup>, 趙 青<sup>2</sup>, 楊林森<sup>1</sup>, 劉 暢<sup>1</sup> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001022 文中研究了可控串聯補償裝置在關鍵線路潮流控制中的作用。通過建立用于分析可控串聯補償裝置潮流作用的電路模型,列寫功率方程,使用解析方法,畫出功率運行範圍、有功功率和無功功率變化曲線等;分析了單個可控串補對線路輸送功率的作用,通過進一步解析,重點分析了UPFC+固定串補電容對線路輸送功率作用;考慮到經濟性後,對UPFC+固定串補電容方案進行了最優投資建模,並給出了求解流程。通過對江蘇電網中關鍵線路的作用分析,明確了UPFC+固定串補電容方案的合理性,並驗證了求解流程的有效性。 2020年01月16 00:00 2020年01期 148 154 1856789 盛能進<sup>1</sup>, 張文嘉<sup>2</sup>, 彭竹弈<sup>2</sup>, 陳 剛<sup>2</sup>,  蔡 晖<sup>2</sup>, 徐 政<sup>1</sup> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001023 直流電纜負荷循環系統是開展全尺寸電纜絕緣材料性能研究的重要設備,核心功能是實現絕緣層溫度梯度和導體溫度的精確控制。爲了研究±500 kV直流電纜負荷循環系統中控溫介質的流速對絕緣層溫度梯度和導體溫度的影響,在COMSOL Multiphysics中建立了水循環回路的有限元模型,對直流電纜、循環水及保溫水管開展了熱流固耦合仿真。通過改變水的流速,研究了絕緣層溫度梯度和導體溫度的軸向差異變化情況,並對水溫和線芯電流進行了修正。結果表明:增大水的流速有利于降低水溫的波動,當流速爲0.3 m/s以上時,絕緣層溫度梯度和導體溫度的軸向差異均低于1 ℃;給出了叠代計算水溫和線芯電流的方法,從而將絕緣層溫度梯度和導體溫度的誤差均控制在±1 ℃以內,滿足系統對控溫精度的要求。 2020年01月16 00:00 2020年01期 155 161 1724196 陽 林<sup>1</sup>, 邱偉豪<sup>1</sup>, 陳 雲<sup>1</sup>, 郝豔捧<sup>1</sup>, 傅明利<sup>2</sup>, 侯 帥<sup>2</sup>, 惠寶軍<sup>2</sup> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001024 爲促進孤島微網中可再生能源的消納,減小負荷峰谷差。文中在孤島微網中引入價格型需求響應,以微網運行成本最低和柴油發電機出力最少爲目標,綜合考慮功率平衡、抽水蓄能機組啓停與工況轉換等約束條件,構建了含風電、抽水蓄能和柴油發電機的孤島微網多目標優化調度模型,並采用烏鴉搜索算法進行求解。仿真結果表明:在孤島微網中引入價格型需求響應能有效削減負荷峰谷差,經濟效益顯著。與粒子群優化算法相比,烏鴉搜素算法在收斂速度和全局尋優的能力上具有明顯優勢。 2020年01月16 00:00 2020年01期 162 168 1627708 黃景光<sup>1</sup>, 陳 波<sup>1</sup>, 林湘甯<sup>2</sup>, 吳 巍<sup>1</sup>, 于 楠<sup>1</sup>, 葉 元<sup>1</sup> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001025 變電站直流系統的狀態直接關系到變電站的正常運行,爲了對變電站直流系統出現的接地故障迅速定位,提出了一種基于小波相對熵的直流系統接地故障定位新方法。該方法首先應用小波包變換對直流系統各支路的漏電流進行分解,然後引入小波相對熵理論,以直流系統正常運行情況下,從各支路采集到的漏電流的頻譜特性爲參照序列,計算直流系統發生接地故障時各支路的小波相對熵,最大小波相對熵對應的支路即被定位爲發生接地故障的支路。然後在PLECS 軟件中搭建模型進行仿真試驗,仿真結果表明,該方法能夠准確定位變電站直流系統出現的接地故障,同時對于絕緣性能有所降低的變電站直流系統也有著良好的適用性。 2020年01月16 00:00 2020年01期 169 174 1608815 劉渝根, 陳 超, 楊蕊菁, 李力行, 譚思文 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001026 針對一起HGIS接地開關氣室內的自由金屬顆粒放電缺陷,應用局部放電聯合檢測方法進行了綜合檢測和定位分析。在特高頻和超聲波局放檢測方法下對自由金屬顆粒缺陷特征進行了判別,同時結合SF6氣體分解産物檢測到的特征氣體對自由金屬顆粒來源進行判斷,並基于平分面法原理對自由顆粒缺陷進行了超聲波精確定位。停電並進行現場解體檢查,發現筒體底部、靜觸頭內等處殘留有金屬碎屑。結合接地開關結構和金屬碎屑成分進行分析,確定了接地開關在動作過程中存在機械磨損是産生自由金屬顆粒的根本原因。 2020年01月16 00:00 2020年01期 175 180 2152008 劉佳鑫, 畢海濤, 郎業興, 魯旭臣, 唐佳能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001027 斷路器操動機構分合閘線圈電流波形對分析機構已有或潛在機械故障有重要參考意義,由于受外界環境的影響,許多算法在數據采集及波形特征點提取一致性方面存在一定的不足。文中利用零偏置計算、改進後的均值濾波算法對采集到的原始電流波形數據進行預處理以降低外界因素的影響,同時針對不同的特征點,依據其在波形中的特征進行分類,研究相應的特征點提取算法;在此基礎上,搭建了斷路器分合閘線圈電流信號采集處理系統並完成了相應算法軟件的開發,且以某550 kV斷路器配套的液壓碟簧操動機構爲測試樣機對算法進行了驗證,獲得了一致性較高的波形特征值。 2020年01月16 00:00 2020年01期 181 187 1580443 宋亞凱, 張一茗, 張文濤, 李少華, 李得祥, 左 琪 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001028 爲及時診斷出GIS運行過程中的絕緣缺陷,文中依據變電站巡檢機器人與帶電檢測設備設計了一套變電站GIS局部放電智能巡檢定位系統。其中GIS局部放電巡檢系統通過特高頻智能檢測系統對內置式特高頻傳感器所檢測局部放電信號進行采集;之後以無線通信的方式與搭載采集終端的巡檢機器人通信,並將相應的數據上傳至雲端,實現局部放電信號的一次定位和長期跟蹤。GIS局部放電定位系統基于GIS的筒型結構、聲電信號的頻帶差、速度差以及定位示波器無線通信功能,采用Labview與MATLAB軟件完成局部放電缺陷的聲電聯合二次高精度定位。試驗證明:文中所設計的GIS局部放電智能巡檢定位系統具有較高的檢測靈活性與定位精度,可以應用于帶電檢測過程中GIS內部局部放電缺陷的跟蹤定位。 2020年01月16 00:00 2020年01期 188 196 2837387 牛 勃, 馬飛越, 丁 培, 陳 磊, 魏 瑩, 伍 弘,  馬 波 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001029 爲了滿足500 kV GIS設備抵禦過電壓風險的需求,研制了高電位梯度GIS罐式金屬氧化物避雷器,介紹了避雷器的結構及關鍵技術參數,設計計算了均壓屏蔽罩及電阻片表面電場強度、罐體內部電位分布及外殼受力性能,開發了高梯度氧化鋅電阻片,並開展了加速老化、內絕緣耐受、殘壓及工頻電壓耐受時間特性試驗驗證工作。研究結果表明:避雷器罐體內部電場強度最大值爲18.97 kV/mm,電位分布不均勻系數爲1.059,罐體外殼在正常使用和故障條件下的安全系數分別爲13.6和1.53;研制的氧化鋅電阻片在95%荷電率下的老化系數爲0.8,並通過了工頻電壓耐受時間特性試驗;避雷器通過了工頻 743 kV、雷電沖擊1 676 kV和操作沖擊 1 175 kV的內絕緣耐受試驗,雷電沖擊殘壓爲978 kV、操作沖擊殘壓爲830 kV和陡波沖擊殘壓爲1 100 kV,完全滿足技術要求,具備挂網運行條件。 2020年01月16 00:00 2020年01期 197 202 1448439 曹 偉<sup>1,2,3</sup>, 萬 帥<sup>1,2,3</sup>, 谷山強<sup>1,2,3</sup>, 譚 進<sup>1,2,3</sup>, 陳家宏<sup>1,2,3</sup> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001030 現有的變壓器油色譜在線監測數據因監測裝置問題頻繁出現失真,嚴重影響了整個在線監測系統的有效性和實用性。傳統阈值判定法無法靈活及時地發現變壓器本體設備和監測裝置的異常。對此,提出了一種基于滑動窗口和多元高斯分布的變壓器油色譜異常值檢測方法,利用指數加權移動平均法和滑動窗口計算曆史每筆數據中氫氣、乙炔、總烴的估計值,獲取到與監測值的殘差數據後,再通過多元高斯分布,進行異常值檢測。通過某變電站油中氣體數據對本算法進行驗證結果表明,該方法不僅能實時檢測出變壓器本體異常還能發現監測裝置數據失真,並能祛除數據突變和噪聲帶來的影響,具有一定實用價值。 2020年01月16 00:00 2020年01期 203 209 1671314 何 堯<sup>1,2</sup>, 梁宏池<sup>3</sup>, 連鴻松<sup>4</sup>, 許 銳<sup>1,2</sup> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001031 變壓器振動與其運行狀態密切相關,爲了實現基于振動的變壓器運行狀態評價,對現場運行的62台110 kV主變進行了振動測試,以變壓器振動加速度幅值、基頻幅值、基頻比重、主頻幅值、主頻比重以及頻譜複雜度爲特征量,並對特征量的數值分布進行了統計分析,確定了現場正常運行變壓器的特征量分布範圍,分析了運行年限對變壓器振動特征的影響。結果表明,大多數變壓器振動加速度幅值、基頻幅值、基頻比重、主頻幅值、主頻比重以及頻譜複雜度分別位于5.0、1.0、0.3、2.0、0.9、3.0 m/s2範圍內,變壓器運行年限超過20年時,其振動幅值、基頻與主頻幅值增大較爲明顯。分析結論爲變壓器運行狀態評價提供了數據支持與參考依據。 2020年01月16 00:00 2020年01期 210 215 1423177 吳曉文, 周年光, 彭繼文, 胡 勝, 盧 鈴, 陽金純 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001032 變壓器油中的腐蝕性硫化物會腐蝕銅繞組而在絕緣紙表面産生硫化亞銅沉積物,該沉積物具有導電性。爲了研究該物質對繞組匝間絕緣的局部放電特性的影響,將絕緣繞組真空幹燥後放入變壓器油中進行真空浸油,同時在油中放入不同含量的腐蝕性硫化物,並在實驗室條件下對油紙絕緣介質進行加速硫腐蝕試驗;腐蝕後對銅繞組展開並觀察銅條與絕緣紙表面腐蝕情況;對不同腐蝕程度的油紙絕緣介質進行局部放電測試,記錄局部放電起始電壓與放電量隨相位變化的q-φ譜圖,最大放電量與平均放電量隨相位變化的Hqmax(φ)與Hqave(φ)譜圖。結果表明:繞組表面的沉積物爲硫化亞銅;油中腐蝕性硫化物濃度越大,繞組被腐蝕的越嚴重,繞組的局部放電的起始電壓越低;腐蝕導致局部放電特性發生變化,放電量變大,放電相位變寬且放電相位更容易發生移動。硫化亞銅物質是引起繞組的局部放電特性發生變化的原因。 2020年01月16 00:00 2020年01期 216 223 2636672 胡恩德<sup>1</sup>, 趙偉苗<sup>1</sup>, 許甜田<sup>1</sup>, 徐積全<sup>2</sup>, 梁帥偉<sup>3</sup> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001033 頻率響應分析法是檢測電力變壓器繞組變形的常用診斷方法之一。近年來,頻率響應分析法的檢測流程趨向標准化,但尋求合適的算法對頻響曲線數據進行量化分析仍需深入研究。文中將頻響曲線數據的量化分析看作一個概率分類問題,提出了應用歐氏距離分析診斷變壓器繞組變形程度和類型的新方法。研究結果表明,歐氏距離分析能夠有效地對變壓器繞組變形程度進行診斷,且與先前研究提出的數學指數方法相比,該方法對變形程度的診斷結果具有更高的線性度。同時,在檢測頻段分段後獲取子頻段的歐氏距離分布的基礎上,計算得到了子頻段歐氏距離的最大值與最小值的比值,該比值能夠有效地對繞組變形類型進行診斷。研究結果對頻響曲線數據量化分析具有一定的參考價值。 2020年01月16 00:00 2020年01期 224 230 2005857 張重遠<sup>1</sup>, 胡 煥<sup>1,2</sup>, 程槐號<sup>1</sup>, 劉雲鵬<sup>1,3</sup>, 徐 康<sup>2</sup>, 張 攀<sup>2</sup>, 周婧娴<sup>2</sup> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001034 GIS設備長期運行會導致盆式絕緣子材料老化,表面電阻率是表征絕緣子老化狀態的一個重要參量。文中提出了一種測試GIS盆式絕緣子表面電阻率的方法,設計了一套盆式絕緣子導體臨近區域曲面表面電阻率的測試裝置。該裝置包含兩個圓環形電極,分別作爲被保護電極和不保護電極,盆式絕緣子的中心導體作爲保護電極,三者構成三電極結構。兩個圓環形電極間距爲2 mm,基于盆式絕緣子的設計尺寸,計算兩電極間絕緣沿面的弧長。根據外施電壓和穩態電流,最終得到絕緣子表面電阻率。通過126 kV新舊盆式絕緣子表面電阻率測試,結果表明該方法在一定程度上可評價其絕緣老化狀態。 2020年01月16 00:00 2020年01期 231 235 1602269 王增彬<sup>1</sup>, 劉 聰<sup>2</sup>, 姚 凱<sup>2</sup>, 郝 義<sup>2</sup>, 邵穎煜<sup>2</sup>, 陳 玉<sup>2</sup> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001035 電網是基于各類輸變電設備、裝備組建而成的能源輸送網絡,爲保證電網安全、可靠、持續的提供供電服務,在各環節資源充分集約、調配的條件下,電網設備的日常檢修維護工作逐步發展爲狀態檢修,即依據設備狀態量指標及狀態評估呈現,決策設備即時狀態,制定針對性檢修策略。然而,隨著電網規模和電網設備極速增長,國內現行狀態檢修方式下存在很多未試、未測、未評估電網設備,其狀態不可控;也存在已試、已測、已評估電網設備,仍發生故障的情況。因此,通過設備基礎運行大數據分析設備狀態檢測手段有效性,創新評估指標、設置數學模型、定量計算可行性,篩選關鍵狀態量,探討取消停電例行試驗的可能性,進行了電網設備差異化狀態檢修新模式研究,提出狀態檢修新模式。 2020年01月16 00:00 2020年01期 236 240 1321443 朱太雲<sup>1</sup>, 陳 忠<sup>1</sup>, 楊 爲<sup>1</sup>, 田 宇<sup>2</sup>, 羅 沙<sup>2</sup>, 張國寶<sup>1</sup>,趙恒陽<sup>1</sup>, 蔡夢怡<sup>1</sup> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001036 從電力行業近期幾起火災事故來看,提升特高壓換流站的消防系統應急能力對保障設備運行安全,挽回財産損失具有重要意義。爲此,文中首先分析了以往特高壓換流站常規消防系統的組成及功能,並接著闡述了常規消防措施存在的不足,最後從泡沫消防系統、閥廳屋面噴淋降溫系統、應急消防車等3個方面提出了特高壓換流站消防能力提升的應對措施,基本實現全站消防全覆蓋、高機動性的要求,對後續工程建設具有重要的借鑒意義。 2020年01月16 00:00 2020年01期 241 245 1636325 謝永濤, 袁 浩, 李同晗, 陳鄂球, 巨 斌 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001037 隨著特高壓直流輸電工程建設日益深入,氣體絕緣金屬封閉輸電線路(GIL)以占地面積小、環境兼容性好、輸送容量大、能承載高電壓及大電流等優點被廣泛應用于特高壓直流輸電系統,其運行穩定性研究被提上日程。爲了分析GIL運行過程中三支柱絕緣子故障原因,研究三支柱絕緣子運行特性,通過GIL超聲波局部放電分析、解體檢查、固定三支柱絕緣子受力分析及固定三支柱絕緣子生産工藝分析,明確GIL三支柱絕緣子內部制造缺陷爲故障原因。分析認爲,通過對GIL固定三支柱裝配優化、絕緣支柱生産過程優化及固定三支柱連板優化等措施,改進後三支柱絕緣子應用于生産現場可有效降低GIL設備故障率,提高GIL運行穩定性,對特高壓直流輸電工程的可靠運行有著重要意義。 2020年01月16 00:00 2020年01期 246 252 1793433 王井飛, 張 強, 李祥斌, 黃大彬, 張任馳