高压电器 /oa 基于蒙特卡罗算法的电动汽车充电负荷预测及系统开发 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008001 文中在分析电动汽车充电负荷特征的基础之上,利用日行驶里程、起始充电时刻、充电功率、充电时长、初始荷电状态和电动汽车保有量这6个影响因素建立了电动汽车充电负荷的预测模型,并详细介绍了利用蒙特卡罗模拟算法求解该模型的步骤。在实例中将电动汽车分为私家车、公务车和出租车,根据其特点的不同分别进行负荷预测,最终得到该区域总的电动汽车充电负荷。最后基于蒙特卡罗模拟算法开发了电动汽车充电负荷预测系统,方便使用者准确计算。 2020年08月30 00:00 2020年08期 1 5 1844000 常小强, 宋政湘, 王建华 新型电源滤波器的设计与开发 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008002 开关电源的应用场景越来越多,各种电子设备之间的电磁干扰使电源系统的工作环境越来越恶劣,电源系统的电磁兼容问题也受到了更广泛的关注。文中针对电源端口的传导干扰问题,分析了电源滤波器的设计流程和主要设计指标参数,开发出小型化、高插损的电源滤波器,有效解决开关电源的电磁传导干扰问题,从而保障电源系统的稳定工作。 2020年08月30 00:00 2020年08期 6 10 1564566 秦 川, 宋政湘 配网柱上开关容性关合过程中电磁辐射干扰测试与仿真 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008003 随着智能电网中一二次设备融合技术发展,一次设备和二次设备之间的距离大幅度减小,导致二次设备容易受到一次设备动作干扰而发生故障。文中针对真空断路器关合电容器组过程中产生的电磁干扰进行研究分析,采用高频涌流试验回路对其进行模拟,用电磁场探头以及测量设备同步采集电流波形和电磁干扰信号。利用小波变换分析了暂态电磁信号的时频特征,结果表明:电场干扰幅值最大为12.56 kV/m,主要分布在156.25~312.5 MHz和39.062 5 MHz以下两个频率范围;磁场干扰幅值最大为26.23 A/m,主要分布在312.5~625 MHz和9.8 MHz以下两个频率范围。利用矩量法对电磁脉冲的主要分量进行了分析,与试验结果进行比对,所关注频率297.5 MHz下电场幅值误差为20.83%,磁场幅值误差为10.15%。 2020年08月30 00:00 2020年08期 11 16 1650342 牛 博<sup>1</sup>, 刘 健<sup>1</sup>, 申 巍<sup>1</sup>, 成 林<sup>1</sup>, 张泽宇<sup>2</sup>, 李文番<sup>2</sup>, 张国钢<sup>2</sup> 一种可提取受波动干扰的电压暂降特征的信号处理方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008004 电压暂降信号中混杂的噪声会模糊暂降起止时刻的检测,而电压波动的干扰则会影响暂降幅值深度的确定,对此设计了一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)的消噪方法及结合小波变换定位的三阶导数普罗尼(third derivative method-Prony,TDM-Prony)算法。首先将信号进行VMD分解,得到数个有限带宽的固有模态分量(band-limited intrinsic mode functions,BLIMFs),对获得的高频BLIMFs进行SURE阈值去噪,然后与低频分量进行重构。然后,对重构信号进行小波变换,定位电压波动及电压暂降的起止时刻,并利用TDM-Prony算法对波动信号段进行拟合以获取其信息,实现波动与暂降的分离;最后,对获得的干净暂降信号进行希尔伯特(Hilbert)变换可得其暂降幅值及持续时间。仿真结果表明,文中设计算法可有效地提取受波动信号的干扰的电压暂降特征。 2020年08月30 00:00 2020年08期 17 22 2058637 欧阳森, 陈义森 基于BP神经网络的直流电网故障定位与保护方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008005 灵活的交直流混合电网将成为未来电网中的重要环节,其故障定位方法和保护方法是保障电网安全、稳定、可靠运行的基础。但是,目前直流电网的故障辨识方法不易判断故障发生时间、位置,导致难以形成稳健的保护策略。文中首先分析了直流电网中广泛存在的多类故障影响,提出了基于电流、电流变化率等特征的神经网络模型的实时故障诊断方法;然后,在混合式双极性直流断路器上利用反时限过流保护策略,隔离故障区域;最后,通过MATLAB/Simulink仿真,验证了该保护方案可以有效、准确、快速地定位、隔离故障区域,有利于提高直流电网运行的可靠性。 2020年08月30 00:00 2020年08期 23 28 1591517 蒋 原<sup>1</sup>, 李 擎<sup>1</sup>, 冯 茜<sup>1</sup>, 郭 琳<sup>1</sup>, 崔家瑞<sup>1</sup>, 沙广林<sup>2</sup> 射频法在高压开关特性的现场检测与评估研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008006 针对机械性能进行检测是当前高压开关特性检测的主要方法,例如动特性仪、示波器和电秒表,此类方法无法在线进行检测,且检测周期长。针对当前高压开关特性检测中的不足,文中研究射频法在高压开关特性的现场检测与评估的应用。首先对射频法与传统机械特性测试结果的等效性进行了仿真分析,然后基于射频法在现场对某高压开关的性能进行非接触测量与评估。实验结果表明,射频法与传统检测方法检测结果等效性较好,当射频不同期时间大于5 ms时,可以认为高压开关合闸性能不合格,当射频分闸不同期时间大于3 ms,可以认为高压开关分闸性能不合格。现场评估结果表明,该高压开关合闸机械性为合格,分闸机械性为不合格,可能存在隐患。文中通过测量射频信号到达天线的时间差,可实现高压开关机械性能的测试与评估。 2020年08月30 00:00 2020年08期 29 35 2119059 牛 博<sup>1</sup>, 刘 健<sup>1</sup>, 陈 煜<sup>1</sup>, 杨 拯<sup>2</sup>, 雷 琅<sup>1</sup>, 郝东新<sup>1</sup> 基于ARMA模型的GIS局部放电发展趋势预测 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008007 气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)设备局部放电存在安全隐患,不容忽视。文中采用特高频法研究GIS中典型局部放电过程,建立局部放电缺陷模型,进行大量试验获得数据。提取数据得到局部放电特征量,并采用局部放电特征谱图研究局部放电的特征。对特征量进行筛选、分类,选取不同类型特征量代入自回归移动平均模型中对GIS局部放电发展趋势的预测情况进行分析研究。结果表明:①对于局部放电线性参量,ARMA预测模型可以对其发展趋势进行准确预测,整体预测误差值均在10%以下;②对于局部放电阶跃参量,ARMA预测模型可以对其发展趋势进行预测,但难以较为精确地预测其具体数值;③对于局部放电非线性参量,ARMA预测模型难以对其发展趋势进行预测,但所预测参量的极值和峰值有一定的参考价值。 2020年08月30 00:00 2020年08期 36 42 2418700 何 金<sup>1</sup>, 徐 轩<sup>2</sup>, 曹 梦<sup>1</sup>, 满玉岩<sup>1</sup>, 陈 荣<sup>1</sup>, 张春晖<sup>1</sup>,王 檬<sup>2</sup>, 王靖瑞<sup>3</sup> 光纤电流互感器故障诊断方法研究综述 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008008 2012年以来,光纤电流互感器(FOCT)因其不断暴露出的可靠性问题,工程应用量逐年下降。为此,针对FOCT故障诊断方法,相关研究人员和企业也作出了建设性的尝试。文中介绍了FOCT的基本原理和工程应用现状,分析了其常见故障模式和主要组成部件的故障率。针对FOCT的突变性故障和渐变性故障,分别综述了基于解析模型、基于信号处理和基于知识处理的故障诊断方法。最后对FOCT故障诊断方法的研究工作进行了展望,提出了采用集成光路的FOCT和综合化、智能化的故障诊断方法,将会是今后的研究热点。 2020年08月30 00:00 2020年08期 43 51 1669780 钱文晓<sup>1</sup>, 靳俊杰<sup>2</sup>, 司 磊<sup>2</sup>, 秘立鹏<sup>1</sup>, 林海丹<sup>3</sup>, 肖 冰<sup>1</sup>, 敖 明<sup>3</sup> 区域电网分布式储能选址定容规划 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008009 分布式储能是解决新能源并网问题的有效手段,分布式储能的选址定容将影响储能系统效率、系统网损及投资成本等,因此有必要对分布式储能进行选址定容规划。文中提出一种分布式储能选址定容规划,具体策略是以电压稳定裕度为指标,选出部分系统电压稳定性弱的节点,进行预选址;然后在考虑储能设备充放电状态的基础上,针对负荷日特性曲线,设定储能系统的调度策略;并考虑负荷、风电、光伏时序特性,以有功网损为目标函数,利用粒子群算法寻优,优化储能充放电功率;最终确定分布式储能设备的位置及容量。文章最后采用新疆吐鲁番地区实际数据进行仿真,结果表明,分布式储能的接入可有效提高电压稳定性,降低系统网损,平抑负荷波动问题。 2020年08月30 00:00 2020年08期 52 58 1446982 郜 宁<sup>1</sup>, 张慧媛<sup>2</sup>, 王子琪<sup>2</sup>, 许 军<sup>2</sup>, 程杰慧<sup>2</sup>, 高荣刚<sup>1</sup>, 赵建平<sup>1</sup> 地铁钢轨扣件对地过渡电阻等效电路及各部件的影响因素研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008010 地铁钢轨绝缘扣件用于隔离钢轨与大地,减少地铁杂散电流的危害。研究绝缘扣件的等效电路,探明各绝缘部件在钢轨对地过渡电阻中的影响,有利于针对性地减少地铁迷流。文中以弹条Ⅲ型扣件为例,根据泄漏电流从钢轨到大地的流通路径,给出了扣件组对地过渡电阻的等效电路;仿真计算了扣件各绝缘部件体电导率与表面电导率对过渡电阻的影响,得到了过渡电阻与各部件之间的关系;最后通过实验对研究结论进行了验证。研究发现:扣件组绝缘材料体电阻与表面绝缘电阻相差107倍,表面绝缘电阻对过渡电阻起决定作用;扣件表面绝缘电阻与表面电导率成反比,其中轨下垫板与铁垫板下垫板表面绝缘电阻仅为轨距块的1/5左右,材料表面凝露会使过渡电阻下降一半或三分之二,提高扣件过渡电阻的关键在于提高轨下垫板与铁垫板下垫板的表面绝缘电阻。文中研究成果为进一步提高轨道对地过渡电阻提供了理论支持。 2020年08月30 00:00 2020年08期 59 65 1629499 曹晓斌, 沈 豪, 陶 鑫 GIS回路电阻特性研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008011 GIS回路中导电接触状态关系到GIS的安全运行。文中通过对GIS回路电阻特性的研究,指出了通过直流法测量回路电阻来评估GIS回路接触状态的不足,发现直流法在测量回路电阻时存在一定随机性,且直流法通流时间短、电流幅值小、没有交流电动力的影响,与实际运行时的设备状况相差较大,不能准确反映GIS回路接触的真实情况,也不能用于对GIS回路电接触劣化程度进行准确评估。为了探究实际运行中导体发热和电动力产生的振动等因素对电接触的影响,文中在GIS设备中通过交流电流进行温升试验,并利用交流法计算了温升过程中回路电阻。通过数据对比发现:交流法得到的回路电阻可以有效区分不同接触状态;回路电阻大小与导体温度和通过电流大小有密切关系。电流越大回路电阻测量初始值越小。研究表明,运行中GIS回路电接触状态与导体温度、电流大小、电流类型以及通流时间等都有关系。 2020年08月30 00:00 2020年08期 66 72 2011379 高 凯<sup>1</sup>, 卢有龙<sup>1</sup>, 徐 鹏<sup>1</sup>, 许乐然<sup>2</sup>, 夏昊天<sup>2</sup>, 关永刚<sup>2</sup> GIS内置碟形特高频传感器特性的仿真研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008012 特高频局部放电检测是现阶段电力设备现场检测的常用手段,而特高频传感器的灵敏度和频带特性对于其使用效果具有重要的影响。文中使用时域有限差分(FDTD)方法对GIS内置式碟形特高频传感器的特性进行了研究,分析了特高频信号从激发、传播、接收到最终输出这一系列过程中的模态转化和信号衰减情况,并考虑了碟形传感器的形状参数对其测量效果的影响。研究结果对于内置式特高频传感器在GIS设备上的合理布置,以及传感器的优化设计具有重要的意义。 2020年08月30 00:00 2020年08期 73 79 1977209 徐 洋<sup>1</sup>, 刘卫东<sup>2</sup>, 高文胜<sup>2</sup> GIS用三工位隔离开关操作机构研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008013 针对三工位隔离开关结构复杂、占用空间大,位置定位不准确、要达到定位精度需要后期调节的问题,文中提出了一种圆柱分度凸轮结构的定位方案。圆柱分度凸轮机构具有结构简单、定位精度高、分度数多等优点,恰能满足三工位隔离开关操作机构的设计需求。文中首先对现有三工位隔离开关机构定位原理进行分析对比,指出其存在的问题。其次对圆柱分度凸轮结构定位原理进行了理论分析并进行样机设计,然后给出样机试验结果。试验结果证明,该方案结构简单,占用空间小,装配后无需调节即可达到所需的定位精度。能够实现三工位隔离开关电动操作的准确定位,满足了气体绝缘金属封闭开关设备的小型化及高可靠性的要求。并已在工程中得到广泛的应用。 2020年08月30 00:00 2020年08期 80 85 1426737 张 杰, 张艳晓, 曹善军, 李燕燕, 喻会永 C4F7N/CO2混合气体在中压负荷开关中的开断性能实验研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008014 SF6气体因介电强度高、灭弧能力强等特点被广泛应用于中压气体绝缘环网柜中。然而SF6气体具有高的温室效应,为减少SF6气体的使用量,采用环保混合气体来达到与SF6相近的绝缘与灭弧性能,同时满足高压电器在可靠性和小型化等方面的要求是一项非常重要的研究内容。文中采用压气式负荷开关搭建开断实验平台,按照GB/T 3804—2017标准中有功负载开断要求对混合比例20%C4F7N+80%CO2、12%C4F7N+8%O2+80%CO2的混合气体和不同分闸速度的情况在实验平台上进行了开断实验,根据实验结果对这两种混合气体的开断性能进行了分析。开断实验后,发现电弧在C4F7N/CO2混合气体中燃烧产生了黑色固体分解物,并用X射线衍射(X-ray diffraction)方法对分解物进行了检测和分析,验证了其成分和导电性。 2020年08月30 00:00 2020年08期 86 91 1616249 付鲁军<sup>1</sup>, 绍先军<sup>2</sup>, 辛昭昭<sup>1</sup>, 谢 成<sup>2</sup> 新型126 kV电机直驱高压真空断路器伺服控制系统研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008015 高压断路器的稳定工作是电力系统正常运行的关键,为了优化其分合闸控制的性能,研究了一种由永磁同步电机(PMSM)驱动的高压真空断路器操动机构及由DSP作为主控模块的伺服控制系统。构建了一台由126 kV真空断路器、永磁同步电机、DSP及外围控制系统组成的实验装置进行实验。针对与电机转矩惯量比相关的定子尺寸与永磁体厚度进行了优化分析,并设计了与真空断路器性能匹配的控制系统程序流程。通过采用最大转矩电流比控制策略控制电机,可以实现真空断路器按预设的参考曲线进行分合闸操作。实验结果表明,基于DSP控制的电机直驱高压真空断路器分合闸特性满足技术要求,稳定性好。 2020年08月30 00:00 2020年08期 92 99 1772529 何保营<sup>1</sup>, 韩国辉<sup>1</sup>, 耿英三<sup>2</sup>, 王 潇<sup>3</sup>, 丛士博<sup>1</sup>, 闫飞越<sup>1</sup>,刘 宇<sup>1</sup>, 何大伟<sup>1</sup> 126 kV真空断路器电机驱动负载需求分析与优化 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008016 文中针对电机驱动机构在126 kV真空断路器的应用,首先进行理论建模,分别构建了旋转电机驱动机构传动链的运动学和动力学约束方程。基于MATLAB求解约束方程,并对伺服电机负载扭矩的组成进行了分解和分析。然后为减小伺服电机负载扭矩,从拐臂起始角度、灭弧室自闭力和触头动端质量三方面进行了优化。最后利用刚体动力学分析软件Adams对不同伺服控制策略下的负载扭矩进行了仿真计算。位置伺服控制模式下,伺服电机负载扭矩波动范围大,分闸过程中转矩利用率低。为提高电机转矩利用率,文中提出基于提高转矩利用率的闭环转角控制,通过仿真计算与试验测试对比,在超程段和加速段,电机电流都处于400 A较高幅值区间,在减速段电流迅速下降,转矩整体利用率达到49.4%,间接反映出伺服电机输出扭矩与仿真结果的趋势比较吻合。 2020年08月30 00:00 2020年08期 100 108 2286096 杨 锐, 刘 宇, 韩书谟, 韩国辉, 闫飞越, 赵晓民, 范乃元, 何保营 800 kV SF6罐式断路器合闸电阻研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008017 断路器配置合闸电阻是降低线路合闸过电压的有效措施。介绍了800 kV断路器的结构特点,合闸电阻开关与合闸电阻并联后与两个主灭弧单元串联。800 kV断路器合闸电阻开关合闸过程中传动机构采用变长度连杆设计,实现了合闸电阻开关合闸时先慢后快的运动特性,保证了合闸电阻8~12 ms的可靠投入。800 kV断路器合闸电阻开关动触头采用弹簧振子设计,实现了合闸电阻开关分闸时后分的运动特性,保证了灭弧功能由主灭弧单元完成。800 kV断路器合闸电阻额定热容量为39.7 MJ,针对操作顺序C(1.3E)-3 min-C(1.3E)-30 min-C(1.3E)-3 min-C(1.3E),安全系数为1.51倍;针对操作顺序C(2E)-30 min-C(2E),安全系数为1.27倍。对800 kV断路器反相合闸及雷电冲击耐受电压下的电场分布进行了数值仿真,计算结果表明其绝缘性能满足要求。有关断路器合闸电阻的标准应完善。 2020年08月30 00:00 2020年08期 109 113 1633130 孟维东,  殷福煜, 常 越, 汤 伟,  魏俊梅 基于多频超声波技术和GWO-BP算法的变压器油电气性能检测方法研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008018 为了实现对变压器油电气性能快速准确地检测,提出了基于多频超声波(MFU)技术和灰狼优化BP神经网络(GWO-BP)的检测方法,利用不同频率超声波在变压器油中传播速度和衰减系数不同、对不同尺寸颗粒物检测效果不同的特点,综合了超声波在无损检测上的优势以及灰狼算法全局寻优能力强、预测精度高的优点。首先利用超声波在非均匀介质中的传播特性,准确地获取超声波在变压器油中的传播速度、衰减系数等特性参数;再利用灰狼算法对传统BP神经网络进行优化。然后利用灰狼优化的神经网络对样本进行训练,建立超声波传播特性参数和变压器油电气性能参数之间的映射关系,进而建立变压器油电气性能参数的检测模型,实现对多个电气性能参数快速准确的无损检测。通过实验,验证了该方法在检测变压器油电气性能参数上的可行性和有效性。 2020年08月30 00:00 2020年08期 114 120 1457783 王 旭<sup>1</sup>, 生西奎<sup>2</sup>, 慕 锟<sup>2</sup>, 王 昕<sup>1</sup> ±1 100 kV昌吉换流站与±800 kV天山换流站共同作用的直流偏磁问题研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008019 针对±800 kV天山—中洲特高压直流输电工程和±1 100 kV昌吉—古泉特高压直流输电工程同时以单极大地方式运行时,新疆电网内厂站面临的变压器直流偏磁风险,提出了研究方法和应对策略:首先,利用电磁测深对两接地极周边土壤进行了冬夏两季实测,在实测的土壤电阻率基础上构建了两接地极同时作用下的电网直流电流分布模型;其次,对新疆电网直流偏磁风险进行仿真计算分析,发现不同季节土壤电阻率不同,且冬季直流偏磁风险较大,两双接地极同时注入直流时,原本没有直流偏磁风险的厂站也会存在风险;最后,提出了直流偏磁治理的防范方法与策略。文中方法和研究结论可为同类工程提供参考,具有一定的理论和实际的借鉴意义。 2020年08月30 00:00 2020年08期 121 127 1643514 孙 冰<sup>1</sup>, 罗忠游<sup>1</sup>, 于永军<sup>1</sup>, 吴伟丽<sup>2</sup>, 刘 俊<sup>3</sup>, 张 斌<sup>1</sup> 1 200 kV SF6绝缘试验电抗器的磁场与温升特性分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008020 特高压试验电抗器的磁场和温升分析与论证是其研制前期的重要基础,研究建立了1 200 kV试验电抗器的全尺寸三维仿真模型,采用电—磁—热多场耦合仿真软件Infolytica计算了电抗器内部各部件的磁场分布和温升分布,分析了该电抗器各层绕组的温升特征。研究结果表明,该型式电抗器内部磁场强度最大为1 T;电抗器工作30 min时绕组温升现象最为明显,侧面绝缘温升最高,达78 ℃,其次为中间层绕组、最外层绕组和环氧屏蔽,绕组结构中最内层绕组温度为65.6 ℃,后以平均速率2.2 ℃/级上升,在第7级绕组处达到峰值温度77 ℃,第7~21级绕组温度分布集中,呈略微下降趋势,第22~26级绕组温度以平均速率2.1 ℃/级下降并降至63 ℃,可考虑在第7级绕组处增大绕组层间气道以改善绕组的散热。 2020年08月30 00:00 2020年08期 128 133 2128556 皮本熙<sup>1,2</sup>, 聂德鑫<sup>1,2</sup>, 张 杰<sup>1,2</sup>, 刘思逸<sup>1,2</sup>, 刘卫新<sup>3</sup>, 戴明秋<sup>4</sup>, 姜宇航<sup>4</sup> 复杂系统变电站偏磁直流分布特性及影响因素分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008021 研究直流接地极周边交流系统变压器偏磁直流分布特征及其影响因素能够为治理变压器直流偏磁提供理论依据。首先,基于变电站偏磁直流分布模型,分析了各影响因素的作用机理;其次,利用主成分分析法对影响因素进行处理,在此基础上,提出基于神经网络的变电站偏磁直流估测模型;最后,利用某电网变电站监测直流数据对上述分析方法进行验证,分析了偏磁电流对影响因素的敏感性,结果表明,所建模型的有效性,能够为规划阶段避免或降低中性点偏磁直流提供有用参考。 2020年08月30 00:00 2020年08期 134 142147 2223748 丁国成<sup>1</sup>, 陈庆涛<sup>2</sup>, 吴兴旺<sup>1</sup>, 王刘芳<sup>1</sup>, 吴伟丽<sup>3</sup>, 刘 勇<sup>4</sup> 并联电抗器电流开合试验电源侧参数对TRV的影响研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008022 高压交流断路器的并联电抗器电流开合试验中,试验回路的预期TRV由负载侧参数决定,但在实际试验中电源侧参数对断路器断口间TRV也会产生一定影响,电源侧参数的合理选定是正确考核高压交流断路器开合并联电抗器性能的基础。针对一台145 kV的SF6断路器,利用PSCAD仿真软件,对比分析了不同电源侧电感、电容对TRV的影响。得出电源侧参数会导致TRV峰值和电压上升率不同程度增大的结论,其中电感值的增加会提升其增幅,电容值在一定范围内的增加会降低其增幅。进一步结合实际试验数据,验证了仿真分析结果。 2020年08月30 00:00 2020年08期 143 147 1639295 者永祥, 冯 伦, 孟 康, 何 冰, 李 阳 桥式混合型磁饱和故障限流器 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008023 为在降低对直流绕组磁动势(DC-coil-generated magneto-motive force,DC MMF)需求的同时,保证限流器限流效果,文中分析了使用永磁体和直流电流混合励磁使铁心饱和的方法,并提出了一种新型桥式混合磁饱和型故障限流器(bridge-type hybrid saturated-core fault current limiter,BHFCL)的拓扑结构。在BHFCL中,使用了紧凑型的铁心结构和交直流共用绕组,能够有效降低装置成本和损耗,桥式结构中的故障限流电抗是为了保障限流效果。文中通过建立等效电磁回路模型对该新拓扑的基本原理与工作特性进行研究,并在ANSOFT中建立多种简单系统中的有限元仿真模型进行分析,并通过220 V/10 A实验样机进行试验验证所提结构的可行性。仿真与实验结果均表明,BHFCL能够有效降低能耗,同时只对系统正常运行时的电压降落以及限流器的限流效果产生很小的影响,限流效果良好,并且限流能力主要取决于桥式结构中的故障限流电抗。 2020年08月30 00:00 2020年08期 148 154 1734254 钟永恒<sup>1</sup>, 谢耀恒<sup>1</sup>, 刘 赟<sup>1</sup>, 叶会生<sup>1</sup>, 袁佳歆<sup>2</sup> 绝缘料电阻率对直流电缆电场分布影响及其调控 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008024 直流电缆在运行过程中,由于绝缘层中温度梯度的存在和绝缘料电阻率负温度系数特性会造成绝缘层中电场分布反转,从而增加直流电缆绝缘结构设计的困难。基于100 kV直流电缆结构参数并结合理论推导,采用仿真模拟分析了绝缘层温差、绝缘料电阻率温度系数和电场强度系数对直流电缆电场分布的影响。提出了基于纳米复合技术的直流电缆绝缘料电阻率温度系数调控方法。结果表明,降低绝缘料电阻率温度系数能够有效抑制直流电缆绝缘层中的电场分布反转,并降低直流电缆正常运行时的最大场强;通过纳米复合技术在纳米颗粒与绝缘基体的界面区引入深陷阱能有效抑制高温下绝缘料电阻率的下降,从而降低其电阻率温度系数。 2020年08月30 00:00 2020年08期 155 160 1673017 周 垚<sup>1</sup>, 刘继平<sup>2</sup>, 赵孝磊<sup>1</sup>, 房晟辰<sup>2</sup>, 何金良<sup>1</sup> 临界反转温差约束下66 kV 交流XLPE电缆改为直流运行的电压等级和载流量分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008025 准确有效地评估交流电缆改为直流运行时的增容效果对电缆交改直后的安全运行至关重要。现有研究主要基于缆芯温度70 ℃为阈值确定交改直的电压等级和载流量,并未考虑绝缘层的稳态电场强度。因此,文中综合考虑临界反转时稳态电场强度较小和温升限值约束,提出了以绝缘层中的电场强度5 MV/m为限值的交改直电压等级和载流量判定方法;并且以66 kV交流XLPE电缆为例进行仿真计算,分析了直埋土壤敷设下交流电缆改为单极直流和双极直流运行时的增容效果。研究结果表明:当电缆在直埋土壤敷设下以66 kV单极直流运行和双极直流运行时,最大输送功率分别为改造前的1.53倍和1.12倍。所采用的分析方法可为电缆线路交改直工程提供一定的参考。 2020年08月30 00:00 2020年08期 161 167 1710517 杨 帆<sup>1</sup>, 房占凯<sup>1</sup>, 汪 洋<sup>2</sup>, 乐彦杰<sup>2</sup>, 余 鹏<sup>3</sup>, 卢 旭<sup>3</sup>, 余 晓<sup>1</sup> 基于涡流技术的高压电缆铅封裂纹缺陷检测研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008026 铅封作为最普遍的高压电缆金属铅护套或铝护套的中间连接方式,有着极重要的密封防水作用。为了确保高压电缆安全稳定运行并提升电缆服役寿命,需要对电缆接头的铅封状态进行定期检查,降低铅封开裂带来的安全隐患。文中首先分析了高压电缆铅封开裂的原因,并对比了针对其裂纹缺陷常用的检测方法,提出了利用涡流检测技术对高压电缆铅封裂纹缺陷进行检测的方法。文中分析了涡流检测技术的原理及信号处理方法,并通过COMSOL有限元软件仿真、模拟实验和现场检测验证了采用涡流技术对高压电缆铅封开裂进行检测的可能性。研究结果表明,涡流探伤技术可有效检测出高压电缆铅封是否开裂,且铅封开裂越严重,探头线圈阻抗幅值和相位的变化越明显。 2020年08月30 00:00 2020年08期 168 175 2035211 曹俊平<sup>1</sup>, 孙兴涛<sup>2</sup>, 王少华<sup>1</sup>, 吕福在<sup>2</sup>, 唐志峰<sup>3</sup> 基于体表电场的500 kV交直流同塔双回线路进入等电位的路径研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008027 500 kV交直流同塔混压线路塔头间隙紧凑且导线布置复杂,对进入等电位的方式和路径提出了严格的要求。为确定作业人员进入500 kV交直流同塔混压双回线路等电位的体表最大电场的特性和路径,针对张北500 kV柔性直流输电线工程的交直流同塔混压双回输电线路典型的直线塔,在Ansys有限元仿真软件中构建模型,分析了同塔混压双回线路交流线路中相、边相和直流线路典型作业工况下,等电位人员进入等电位的所有可能路径上体表电场值的分布规律;基于体表最大电场的分布规律确定了进入等电位的最优路径。结果表明:在交直流同塔双回线路中交流回路塔窗内中相和边相导线处的体表电场最大值分别为1 875 kV/m和1 032 kV/m,在直流极导线处体表电场最大值为1 110 kV/m;人员垂直进入等电位时整个过程的平均体表电场最大。对于交直流同塔混压双回线路,进入路径的角度对人体体表电场具有重要影响,进入交流酒杯塔的中相和边相等电位时的最优角度分别为45°和50°,而进入直流极导线路径的角度则为30°最佳。 2020年08月30 00:00 2020年08期 176 182191 2008617 刘会家<sup>1</sup>, 刘仕奇<sup>1</sup>, 李本良<sup>2</sup>, 吴 田<sup>1</sup>, 张 超<sup>3</sup>, 黎 鹏<sup>1</sup>, 吕金锋<sup>3</sup> 基于数据挖掘的配网数字化计量系统运行特性监测和评价方法研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008028 准确评估配网数字化计量系统在电力系统运行过程中的计量性能,提升其运行中的准确度、稳定性和可靠性是其未来用于电能贸易结算的关键问题。目前系统中投运的配网数字化计量系统存在故障率高、故障原因难以评估等困难。文中提出一种基于在线监测和数据挖掘的配网数字化计量系统运行状态评价方案,通过在线监测装置采集和存储运行数据,再通过拉伊达准则对原始数据进行预处理,利用决策树算法对高维数据进行降维和排序,能快速准确评估误差主要来源。利用文中提出的运行特性评价方法,对配网数字化计量试点运行的两类数字化计量系统的运行数据进行监测和分析,验证文中提出的方法的有效性,通过分析一年的有功电量误差获得两种数字化计量系统设计方案的优缺点,为数字化计量系统未来的应用提供了实践和选型的依据。 2020年08月30 00:00 2020年08期 183 191 2030421 任  伟<sup>1</sup>, 徐子立<sup>2</sup>, 宋晓林<sup>1</sup>, 李望瑜<sup>3</sup>, 曾翔君<sup>4</sup>, 万 鹏<sup>2</sup>,梁 潘<sup>1</sup>, 熊前柱<sup>2</sup> 基于邻域关系矩阵的电力大数据增量式属性约简研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008029 电力大数据具有规模大、生成速度快和动态性等特点,数据之间的邻域关系难以界定,导致运算量增加,因此提出基于邻域关系矩阵的电力大数据增量式属性约简方法。将邻域关系集合转换为邻域关系矩阵,结合排序思想和邻域关系矩阵自身的特性优化单属性邻域关系矩阵,在此基础上设置矩阵启发信息。计算各属性邻域关系矩阵,逐次添加条件属性并对属性相关程度进行计算,结合属性重要程度选择属性放至约简子集合,迭代整个过程,一直到重要程度不再发生变化,实现电力大数据增量式属性约简。实验结果显示,研究方法的约简运算时间短,约简效果更好,更具可靠性。 2020年08月30 00:00 2020年08期 192 197204 1887699 莫文火<sup>1</sup>, 陈碧云<sup>2</sup> 基于MPE和改进K-means算法的分接开关机械故障诊断方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008030 随着有载调压变压器在电网应用的增多以及有载分接开关(on-load tap-changer,OLTC)频繁地调节,分接开关的故障率在不断增加。为更有效进行OLTC机械故障诊断,提出一种基于MPE和改进K-means算法的OLTC机械故障诊断方法。首先,模拟OLTC的不同机械故障,采集振动信号;其次,为实现非线性振动信号下OLTC的故障诊断,采用多尺度排列熵(MPE)进行OLTC机械故障状态的特征提取;再次,采用粒子群(PSO)优化的K-means聚类算法诊断OLTC机械故障;最后,将该方法用于OLTC的机械故障诊断,并与传统K-means算法以及BP网络的诊断效果进行对比。结果表明,提出的基于MPE和改进K-means算法适用于OLTC机械故障诊断,诊断效果优于传统K-means算法以及BP网络,且其稳定性较高。 2020年08月30 00:00 2020年08期 198 204 1766092 马宏忠<sup>1</sup>, 徐 艳<sup>2</sup>, 魏海增<sup>1</sup> GIS隔离开关气室电场模拟与绝缘故障分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008031 隔离开关广泛应用于气体绝缘开关设备(GIS)中,文中采用三维有限元电场分析软件,建立了GIS隔离开关气室的三维电场仿真模型,计算了GIS隔离开关气室内各部件的电场分布,研究了金属异物对隔离开关气室内部SF6间隙电场分布的影响规律,发现金属异物的存在引起隔离开关动触头屏蔽罩附近场强发生明显畸变,可能会导致GIS隔离开关气室绝缘故障。文中研究通过电场模拟手段,分析了金属异物对GIS隔离开关气室内部电场分布的影响,为今后GIS类似故障的处理分析提供借鉴与参考。 2020年08月30 00:00 2020年08期 205 210 2121237 杨 为, 朱太云, 赵恒阳, 张国宝, 蔡梦怡, 宋东波 等效热路在共箱隔离开关温升计算中的运用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008032 隔离开关是气体绝缘金属封闭开关(gas insulated switchgear,GIS)的重要设备,而温升试验是其型式试验的关键环节之一。为了在开发阶段更准确地评估隔离开关运行在大电流工况下的温升,基于传热学原理,考虑集肤效应、接触电阻、散热阻抗等因素,并兼顾到三相共箱设计,提出了一种基于等效热路模型的计算方法。将计算结果和试验数据对比分析,结果表明,所提出的计算方法能相对准确地评估三相共箱隔离开关重点节点的温升,为新产品开发提供重要依据。 2020年08月30 00:00 2020年08期 211 216 1382096 刘 分, 刘 刚, 秦晓宇, 李松磊, 史春玲 基于自动时差分析的特高频局部放电检测时域抗干扰技术 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008033 外部环境干扰是造成特高频在线监测系统发出虚警和漏警等错误报警信息的主要原因,制约着特高频局放检测技术的发展。针对目前特高频局部放电带电检测过程中外部放电干扰信号识别难度大、识别手段复杂等问题,文中提出了基于自动时差分析的时域抗干扰技术。利用检测传感器及背景传感器检测到的信号的时间差,通过参数设置和逻辑判断,分析其是否为干扰信号并进行滤除。在126 kV GIS试品模型上进行了验证试验,结果表明,该方法可以有效地自动滤除外部放电干扰信号,解决了特高频局放检测中抗干扰这一核心难题,具有良好的应用价值和重要的推广价值。 2020年08月30 00:00 2020年08期 217 223 2405605 冯新岩<sup>1</sup>, 李 沐<sup>2</sup>, 蔄晓琨<sup>3</sup>, 张海杰<sup>1</sup>, 臧奕茗<sup>4</sup> GIL设备三支柱绝缘子界面气隙局放诊断与出厂检测分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008034 超声波局放检测法是现场判断GIL设备绝缘状态的重要手段。文中利用超声波检测法开展PE换流站GIL设备局放带电测试,发现11起异常信号,为了查明局放信号异常原因,现场开展机械振动、外部电晕干扰等排查,分析信号特征,返厂开展试验验证,解体故障定位,缺陷模拟测试等。研究表明:GIL设备存在界面气隙时超声波局放信号图谱特征为出现50 Hz和100 Hz频率相关性信号,且50 Hz频率相关性较小,100 Hz频率相关性强烈,相位模式出现正弦相关性波形,一个周期内有两簇较集中的信号聚集点。结合现场测试和返厂试验分析结果,文中提出了GIL设备现场局放测试判断方法和排除界面气隙缺陷的出厂试验技术手段,对GIL出厂试验和设备运维具有一定的参考价值。 2020年08月30 00:00 2020年08期 224 229 1831729 黎卫国<sup>1</sup>, 张长虹<sup>1</sup>, 杨 旭<sup>1</sup>, 奚圣羽<sup>2</sup>, 黄忠康<sup>1</sup>, 楚金伟<sup>1</sup>, 南振乐<sup>3</sup> 基于精英混沌蜂群算法优化小波神经网络的变压器故障诊断 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008035 针对变压器故障类型的复杂难辨,结合油中气体分析法,提出了1种基于精英混沌人工蜂群算法的小波神经网络故障诊断模型对变压器故障进行诊断。模型对3层小波神经网络的输入和输出层的权值、小波元的伸缩和平移系数进行修正,改进算法混沌初始化蜜源,建立精英蜂群团体自适应引导采蜜蜂与跟随蜂搜索,同时引入混沌侦查蜂的行为模式,能够有效提高精度,加速收敛,避免局部最优。实验结果表明,该方法比传统BP小波神经网络和标准蜂群算法优化小波神经网络诊断速度更快,准确率更高,可有效运用于变压器故障诊断。 2020年08月30 00:00 2020年08期 230 236 1348880 贾亦敏<sup>1</sup>, 史丽萍<sup>2</sup>, 严 鑫<sup>3</sup> 特高压直流换流阀温升试验方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008036 为了验证晶闸管可否承受设计要求的最高结温及高低温循环应力,在出厂试验阶段需要开展换流阀温升试验。首先介绍了温升试验参数的计算方法,其次设计了采用直流电流加热原理的温升试验回路,最后结合某换流阀实例计算了温升试验参数,在试验室中开展了温升试验。试验结果显示温升试验参数的试验值和计算值基本一致,试验前后晶闸管性能未有下降。试验结果表明,结合给出的温升试验参数计算方法和温升试验回路可以完成温升试验,验证晶闸管的温升性能。 2020年08月30 00:00 2020年08期 237 242 1477667 张 翔, 赵赢峰, 孙 健, 方太勋, 陈赤汉, 杨 帆 无源型直流转换开关在金属回线柔直电网中的应用分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008037 直流转换开关是常规高压直流输电系统中重要设备之一,在采用金属回线的柔性直流电网中,无源型直流转换开关同样可以得到应用。由于柔性直流电网运行方式较常规端对端直流输电系统更为复杂,需要对直流转换开关的具体工况进行分析研究。文中对直流转换开关在金属回线柔性直流电网中的配置方案和运行工况进行了分析研究,通过建立转换/开断回路的数学模型,分析得出了直流转换开关关键工况的筛选依据;通过PSCAD/EMTDC仿真软件搭建仿真模型,验证了该筛选依据的正确性,为柔直电网用直流转换开关的设计提供依据。 2020年08月30 00:00 2020年08期 243 249255 1492090 王 浩, 王杰峰, 任军辉, 李 璐 电力参数高精度测量的快速递推算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008038 针对电力参数测量中因采样不同步引入的测量误差,通过对计算过程中的中间信号进行逐次求平均实现非同步误差的有效抑制。分别以信号的时间连续和时间离散形式研究了均值型电力参数的逐次平均测量理论,借助测量结果随时间变化的标准差分析了测量误差。基于各次递推平均过程中加权系数相等的特点,提出了均值型电力参数测量的快速递推算法。该算法计算简单、精度高,随着递推次数的增加非同步测量误差呈指数下降。对含有高次谐波交流电的有效值测量进行了数值模拟,验证了逐次平均理论的正确性和递推算法的有效性。 2020年08月30 00:00 2020年08期 250 255 1337472 陈砚圃<sup>1</sup>, 张介秋<sup>2</sup> 基于配电避雷器全电流监测的系统过电压告警研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008039 近年来,对于配电避雷器全电流监测的研究已经逐渐成熟,全电流监测一般用来监测避雷器的运行及故障情况。但实际上,由于避雷器的特定伏安特性以及电流—电压关系,全电流监测所得数据值得进一步提取有价值信息。文中基于配电避雷器全电流监测研究了的系统过电压告警方案,首先提出该方案的实施技术框架,进一步根据框架需要,研究不同雷电、操作冲击电流下的节点电压,拟在建立氧化锌避雷器的全电流—电压关系库,提出了一种基于拟合曲线取点法与灰色关联相结合的电压计算方法。根据文中研究分析,当采集电流参数与关系库样本关联度达91%以上时,则采用关系库数据计算,当关联度低于91%时,则采用拟合公式计算。文中研究结果实现了基于全电流监测的过电压预警,其结果可延伸应用于更高电压等级输电线路。 2020年08月30 00:00 2020年08期 256 260267 1675803 张明龙, 钱 健, 王 健, 郑凌娟, 高 源 500 kV GIS隔离开关绝缘击穿典型故障分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202008040 GIS设备在高电压等级骨干电网应用广泛,其可靠性直接影响大电网安全稳定运行。文中针对某变电站一起500 kV GIS隔离开关绝缘击穿故障进行深入分析。首先通过现场故障特征、理论仿真计算、返厂解体检查多手段对故障气室绝缘击穿进行全面分析。其次综合各种信息,采用理论与实际相结合,厂内溯源与试验验证相结合的分析方法,确认故障原因为隔离开关绝缘拉杆表面纤维起层,产生异物引起电场畸变,同时其绝缘裕度小,导致击穿放电。最后根据故障原因,提出针对此类故障后续应对措施。 2020年08月30 00:00 2020年08期 261 267 2144338 葛 栋<sup>1</sup>, 田 阳<sup>2</sup>, 田洪迅<sup>1</sup>, 黄 河<sup>1</sup>, 高鑫淼<sup>1</sup>