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2026年第62卷第6期
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封面故事
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综述
变压器抗短路能力研究综述
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
李克举, 淡淑恒
2026, 62(6): 1-11. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.001
摘要:当短路电流流过变压器时,它会在变压器中产生与电流平方成正比的电动力,这可能导致变压器绕组的变形,甚至可能损坏。因此变压器必须具备一定的抵抗短路的能力。文中首先将变压器抗短路能力分为短路电流在变压器绕组中产生的电动力及与之相对抗的机械强度两个方面,并对这两方面原理进行了详细阐述;其次探讨了电动力、机械强度和多场耦合的研究进展,以及影响抗短路能力的各种因素;再者表明变压器抗短路能力研究的展望,这对变压器抗短路能力有重要意义,最后做出总结。
关键词:变压器;漏磁通;短路电流;机械强度;电磁场;电动力
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更新时间:2026-06-10
构网型储能PCS变流器控制策略及发展趋势综述
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
李振, 曲玉珊, 周喜超, 彭勇, 杨斌, 王楠
2026, 62(6): 12-20. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.002
摘要:作为未来电力系统的重要供能来源,以风光为主的新能源发电给电力系统带来了波动性和间歇性等诸多困扰,储能装置具有平抑新能源出力波动,维持电网稳定的功能,其中,储能功率转换系统(PCS)即储能变流器,作为储能设备的并网接口,其控制特性显著影响储能单元的并网特性。传统跟网型控制变流器存在功率调节能力低、缺乏电网支撑能力等问题,研究中陆续提出了构网型(grid-forming,GFM)变流器的控制模式,储能单元结合构网型控制策略可有效改善电网侧的动态性能和稳定性。文中阐述了构网型储能变流器的结构和特点,以及常用的VF控制、基于PSL的GFM控制、VOC和匹配控制的构网型控制模式,并就存在的变流器过流保护和同步稳定性进行了讨论,分别介绍了面对小干扰和大干扰时变流器的同步稳定方式。最后介绍了构网型控制在储能上的应用以及未来发展方向。
关键词:储能变流器;跟网型(GFL)控制;构网型(GFM)控制
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更新时间:2026-06-10
变电站电磁骚扰特性参数综述
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
问耀文, 程养春, 何宁辉, 沙伟燕, 吴旭涛, 李秀广
2026, 62(6): 21-31. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.003
摘要:变电设备的智能运检离不开先进的设备状态感知技术。随着电力系统智能化发展,对于变电站电气设备状态感知传感器的需求逐年上升。变电站中的稳态电磁骚扰和瞬态电磁骚扰对状态感知传感器,特别是微功耗智能传感器的寿命造成巨大威胁,从而导致在线监测数据错误率高,误报警频发。文章通过统计分析变电站现场实际的低频电磁骚扰特性参数和高频电磁骚扰特性参数,为现场电气设备状态感知传感器应开展的电磁兼容试验要求提供理论支撑。
关键词:状态感知;传感器;电磁骚扰;稳态;瞬态;电磁兼容
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更新时间:2026-06-10
研究与分析
80 kA短路故障下特高压GIS内部燃弧效应评估与结构失效风险分析
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
高浩予, 冯英, 崔博源, 张鹏飞, 吴昱怡, 黄河, 王浩然
2026, 62(6): 32-38. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.004
摘要:随着电网负荷及站点关联程度提高,短路电流水平随之增大,推动1 100 kV/63 kA GIS在现有设备基础上向1 100 kV/80 kA发展,对壳体耐电弧烧蚀性能也提出了更高的要求。目前,该指标主要通过内部故障电弧试验考核,然而,受限于特高压GIS试验难度,大多采用数值计算方式进行评估,但数值计算较难反映热—力耦合效应的共同作用。此外,受限于数值计算评估方式,极端故障下特高压GIS设备燃弧效应演化与结构失效风险尚不清晰。针对此,文中基于Mayr-Schwarz电弧模型,提出了考虑热—力效应的GIS燃弧效应评估方法,且对评估可靠性进行了验证。与试验结果相比,评估误差率小于1%,表明所提出评估方法及经验参数选取具备较高可靠性。进一步,基于所提出方法,对80 kA短路故障下1 100 kV/63 kA GIS母线气室内部燃弧效应开展了分析。评估表明,80 kA短路电流持续0.3 s时刻,气室气压最高可达2.71 MPa,超过该母线气室壳体最大压力允许值1.95 MPa,壳体将由焊缝处开裂,建议开展壳体厚度、内径优化,增设压力释放装置等措施。相关研究可为不同电压等级三相分箱结构GIS壳体抗燃弧性能优化必要理论基础。
关键词:特高压GIS;内部放电故障;燃弧效应评估;结构失效风险分析
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更新时间:2026-06-10
±800 kV直流高速开关(HSS)小直流电流开断特性研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
张长虹, 吕金壮, 陈兵, 钟建英, 魏建巍, 黎卫国, 孙英杰, 杨旭, 李明洋, 李一帆, 房博一, 黄瑜珑, 许高明, 高炳灿
2026, 62(6): 39-49. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.005
摘要:直流高速开关HSS是混合多端高压直流输电系统中第三站在线投退和故障隔离的关键设备,需要具备开断小直流电流的能力。文中基于电路方程和能量转换原理分析了HSS开断电流的工作原理,提出了一种HSS开断小电流的等效试验方法,搭建了HSS开断小电流的试验电路。针对HSS产品样机,进行了不同条件下HSS开断电流的试验,研究了开断的电流、恢复电压、灭弧室动触头的分闸速度、灭弧室的充气压力、喷口喉部直径的变化对HSS直流开断性能的影响。试验结果表明,电流幅值和分闸速度对HSS开断电流性能有明显的影响,恢复电压、灭弧室充气压力和喷口喉部直径的小幅变化对HSS开断电流的影响较小。通过建模和计算验证了试验数据的有效性。文中的研究结果为直流高速开关HSS的设计提供了依据。
关键词:直流高速开关;混合多端高压直流输电系统;直流电流开断特性;直流电弧电压;样机试验
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更新时间:2026-06-10
基于改进麻雀搜索算法优化KELM的变压器故障诊断方法
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
徐松晓, 赵军愉, 张元波, 路小军, 王艳, 李伟
2026, 62(6): 50-58. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.006
摘要:针对传统浅层机器学习在特征提取方面的不足,为增强其对变压器故障诊断的能力,提出一种基于改进麻雀搜索算法优化KELM的变压器故障诊断方法。首先利用深度置信网络(deep belief networks,DBN)对变压器故障样本数据进行特征提取;其次,将引入惩罚因子C和核函数参数S的核极限学习机(kernel extreme learning machine,KELM)作为分类器,深入分析易混淆样本的特征值与变压器故障类型间的关联性,进一步提高故障诊断模型的稳定性和泛化能力;然后,利用Levy变异因子改进的麻雀搜索算法(improved sparrow search algorithm,ISSA)优化KELM的惩罚因子C和核函数参数S,以增强的麻雀搜索算法的全局搜索能力,进一步提高故障诊断模型的稳定性和准确率。最后,基于油中溶解气体数据的变压器故障诊断实验结果表明:所提基于ISSA优化KELM的变压器故障诊断方法,收敛速度更快、稳定性更好、诊断准确率更高,适用于变压器故障诊断。
关键词:变压器;故障诊断;深度置信网络;核极限学习机;Levy因子;麻雀搜索算法
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更新时间:2026-06-10
基于ICEEMDAN-RCMDE及K-means的变压器铁心松动故障诊断方法
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
迮恒鹏, 马宏忠, 万可力, 倪一铭, 薛健侗
2026, 62(6): 59-69. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.007
摘要:为了更加有效地对变压器铁心松动故障进行诊断,针对变压器带载运行时的振动信号,提出了一种基于改进的完全噪声辅助聚合经验模态分解(ICEEMDAN)算法和精细复合多尺度散布熵(RCMDE)的变压器铁心松动故障诊断方法。首先采用ICEEMDAN算法对变压器铁心在不同松动程度下的振动信号序列进行分解,之后通过RCMDE和主成分分析法(PCA)计算特征量的熵值并实行降维,最后采用K-means聚类算法对多组低维特征值矩阵表示的振动数据进行故障的分类识别。结合某10 kV变压器的铁心松动故障模拟实验,结果表明,相较于传统的模态分解和特征值提取算法,所提基于ICEEMDAN-RCMDE的K-means聚类效果优异,准确率达95.6%,能有效识别变压器铁心松动故障。
关键词:变压器;铁心松动诊断;振动信号;ICEEMDAN算法;RCMDE
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更新时间:2026-06-10
干式配变壳体用阻尼隔声结构声学特性研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
吴文庚, 陈冰斌, 高栩, 樊超, 田一, 肖伟民
2026, 62(6): 70-75. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.008
摘要:干式配电变压器噪声大,与居民距离近,易引起反感。为了有效降低配电变压器的噪声,文中针对配电变压器的噪声特性,开展了隔声材料声学结构仿真,发现增加阻尼层,尤其是采用约束阻尼隔声结构,可提升刚性隔声材料的隔声性能。并在此基础上,开展了不同结构参数约束阻尼隔声结构声学测试分析,结果表明:刚性材料对约束阻尼隔声结构的影响极大,随着刚性材料厚度的增加,隔声性能明显增大,但增大幅值逐渐减小;阻尼材料也可提升约束阻尼隔声结构的隔声性能,且随阻尼材料损耗因子的增加,隔声性能随之增大,随阻尼材料厚度的增加,低频段和高频段隔声性能得到改善,还将共振频率和临界吻合频率调整至更高频段。
关键词:干式配电变压器;噪声;约束阻尼隔声结构;刚性材料;阻尼材料
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更新时间:2026-06-10
基于白化滤波和RBF-KF的变压器局部放电超声波信号提取
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
李利华, 杨新志, 鲍鹏, 慎志勇, 刘扬
2026, 62(6): 76-83. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.009
摘要:局部放电(partial discharge,PD)是电力变压器出现绝缘劣化的初始迹象,局部放电信号的及时准确提取对于变压器状态监测具有重要意义。然而,受周期性窄带干扰和白噪声等的影响,传统快速傅里叶变换(fast Fourier transformation,FFT)阈值,小波降噪和奇异值分解(singular value decomposition,SVD)等方法噪声抑制性能较差,难以有效提取PD信息。提出一种基于白化滤波和径向基神经网络联合卡尔曼滤波(radial basis function neural network-Kalman filtering,RBF-KF)的变压器PD超声波信号提取方法。首先,根据周期性窄带干扰特征构建白化滤波矩阵,并利用该矩阵对染噪PD信号进行“白化”预处理,将周期性窄带干扰转化为白噪声。然后,建立卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)模型进行白噪声抑制,同时针对KF滤波结果易发散问题,利用径向基神经网络(radial basis function neural network,RBF)对滤波误差进行动态修正,提升噪声抑制性能。基于仿真和实测数据的试验结果表明,所提方法噪声抑制性能优良,相对于传统FFT阈值、小波降噪和SVD方法提取的局部放电超声波信号波形畸变小,能量损失少,具有更高的工程应用前景。
关键词:电力变压器;局部放电;超声波信号;白化滤波;窄带干扰;噪声抑制
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更新时间:2026-06-10
换流变压器升高座电弧故障压力仿真分析
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
潘志城, 王宁, 邓军, 郑久江, 谢志成, 张晋寅
2026, 62(6): 84-89. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.010
摘要:换流变压器的燃弧故障会导致变压器损坏甚至引起邻近的变压器或其他电气设备损坏,对变电站造成严重的破坏,影响到电网的安全稳定运行。文中针对换流变压器的薄弱环节—升高座内部的燃弧故障,采用数值仿真计算开展了换流变压器升高座内部故障条件下的故障特征研究,分析了升高座内部不同燃弧能量下的升高座筒身等效压力及应力分布,指出在电弧能量的情况下,通过加强器壁材料性能不能起到有效地抗爆作用,需要研发有效地泄压措施。
关键词:换流变压器;电弧故障;数值仿真
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更新时间:2026-06-10
基于SDAE-SVM的高压电缆局部放电类型识别
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
杨帆, 程琛, 黄乐, 彭小圣
2026, 62(6): 90-96. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.011
摘要:提出一种基于改进堆栈去噪自编码器(SDAE-SVM)的深度学习方法,用于高压电缆不同绝缘缺陷局部放电(PD)信号的模式识别。首先在高压实验室中对5种类型的人工缺陷进行PD测试,并提取3 500组PD瞬时脉冲,构建了34种特征参数。其次,详细介绍了SDAE-SVM的原理和网络架构。然后,使用所提模型识别不同缺陷类型的PD信号,获得了93.56%的识别精度。接着,使用t分布随机邻接嵌入(t-SNE)对SDAE-SVM逐层输出进行了可视化,说明了深度神经网络SDAE-SVM逐层优化的本质。最后,将所提方法与反向传播神经网络(BPNN)、支持向量机(SVM)和堆栈去噪自编码器(SDAE)进行了对比。结果表明,相比BPNN、SVM和SDAE、SDAE-SVM的总体识别精度分别提高了7.46%、6.70%、1.37%,具备较高的工程应用价值。
关键词:高压电缆;局部放电;模式识别;深度学习;堆栈去噪自编码器
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更新时间:2026-06-10
中压电缆早期故障多物理场仿真及时频特征分析
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
赵景涛, 王毅松, 秦卉, 黄墀志, 张军, 石超群, 徐阳
2026, 62(6): 97-104. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.012
摘要:电缆的早期故障通常伴随着间歇性电弧产生,在电流过零点附近自主熄弧,表现为故障自清除,该过程的物理变化尚不明确。由于间歇性电弧放电持续时间极短,传统继电保护设备难以识别到早期故障,需要提取合适的特征对早期故障信号进行辨识。文中基于磁流体动力学理论(magneto hydro dynamics,MHD)开展了中压电缆的多物理场仿真研究,分析了1/4周波间歇性电弧电流密度、磁场强度与温度分布的变化,并对仿真波形作短时傅里叶变换(short-time Fourier transform,STFT),得到早期故障的频域特征。结果表明,电缆早期故障时出现高频分量,在Hanning窗处理的5 kHz频率下与正常运行时差异明显,振幅差距可达85 dB。而Hamming窗的处理效果较差,需要考虑选取或结合适当的特征进行识别。
关键词:自恢复故障;间歇性电弧;磁流体动力学;时频变换;故障识别
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更新时间:2026-06-10
基于线路参数灵敏度的EMTR配网故障定位性能影响分析
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
王科, 胡逸, 徐肖伟, 杨庆
2026, 62(6): 105-112. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.013
摘要:文中提出了一种基于故障电流能量镜像最小值的电磁时间反演故障定位方法,但目前该方法要求反向阶段建立的仿真模型与正向阶段故障时的实际线路模型参数保持一致,从而限制了其在实际中的应用。因此基于该方法在正向阶段和反向阶段模型参数的差异,文中利用PSCAD仿真软件搭建了10 kV配电网线路模型并对其进行频域理论推导,通过仿真分析了不同线路参数灵敏度下该方法的定位性能,并搭建了同轴电缆试验模型进行验证。结果表明:①相比于正向阶段的线路电感参数,当反向阶段的线路电感参数设置在0.95~1.1倍范围内,该方法都能够实现高阻接地故障定位;②该方法可实现实际发生未知接地故障电阻的精确定位,且为提高其整体的定位性能,建议在反向阶段线路横向分支中设置高阻假想接地故障;③通过搭建的同轴电缆试验模型分析了故障阻抗未知情况下对方法故障定位性能的影响,综合故障定位误差最大为5 m。
关键词:故障电流能量镜像最小值;电磁时间反演;线路参数灵敏度;故障定位;定位性能
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更新时间:2026-06-10
计及荷电状态及频率恢复的构网型储能变流器自适应控制
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
陈兵, 殷嘉, 张亮, 王旭, 王方明
2026, 62(6): 113-121. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.014
摘要:在“双碳”背景下,以新能源为主体的新型电力系统具有转动惯量、阻尼不足以及频率波动大等问题。为此提出了一种计及储能荷电状态和频率恢复的构网型储能变流器自适应控制策略,文中首先建立构网型储能变流器的小信号模型,开展虚拟惯量和阻尼系数对系统特性影响分析,并利用根轨迹分析和动态响应对虚拟惯量和阻尼系数进行参数设计。在此基础上,引入回归函数来构建SOC与虚拟惯量和阻尼系数之间的控制因子,将储能荷电状态和频率恢复计入虚拟惯量和阻尼自适应影响因素,确保储能装置安全前提下实时调整惯量和阻尼系数扰动。最后,在MATLAB/Simulink中构建了仿真模型,仿真结果验证了所提策略可行性和有效性。
关键词:构网型变流器;虚拟惯量;虚拟阻尼;频率支撑
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更新时间:2026-06-10
基于投切交换数优化的MMC均压策略
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
常立国, 徐鸿, 孙小平, 郑全旭, 涂小刚
2026, 62(6): 122-129. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.015
摘要:模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)控制指标中子模块均压效果和绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)开关频率相互制约,为了能在保证均压效果的同时降低开关频率,文中提出了一种基于投切交换数优化的均压策略。文中通过分析均压效果变化趋势,并对IGBT开关变位进行分类,提出用当前桥臂电流值来计算投入模块和切除模块的投切交换数。当桥臂电流值小于设定值,根据调制变化就能达到均压效果时,将投切交换数置零;否则根据桥臂电流值实时修正均压阈值,并根据修正后的均压阈值、桥臂电流方向、投入模块数修正值和子模块电压排序结果来计算投切交换数。最后根据投入模块数修正值和投切交换数来刷新触发脉冲。本策略可在不同功率水平下保证均压效果的稳定,同时有效降低开关频率。最后通过构建基于RTLAB实时仿真系统的半实物仿真平台验证了所提策略的有效性。
关键词:模块化多电平换流器;均压策略;均压效果;开关频率;投切交换数
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更新时间:2026-06-10
10 kV配电网电磁式电压互感器谐振特性及识别方法的研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
李志彪, 宋建成, 程胤璋, 郑俊琪
2026, 62(6): 130-137. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.016
摘要:在小电流接地系统中,当发生不正常运行状态时,配电线路的分布电容会与电压互感器(potential transformer,PT)一次侧的绕组电感发生谐振,从而产生谐振过电压,严重时会烧毁PT,甚至发生爆炸,严重威胁人身和设备安全。文中以山西某110 kV变电站10 kV配电网为研究对象,在PSCAD/EMTDC中建立了仿真模型,分析了线路分布电容(线路长度)、PT容量对谐振特性的影响规律,对于不同类型的谐振提出了VMD-HHT-WOA-SVM识别算法。研究发现,线路长度及PT容量的大小对配电网铁磁谐振均有影响,在实际工况中,由于线路参数与PT励磁特性的影响,高频谐振基本不会发生;基于VMD-HHT-WOA-SVM的PT谐振类别识别方法准确率可达95%,能有效地识别谐振类型与谐振发生时刻。
关键词:电压互感器;铁磁谐振;谐振特性;VMD-HHT-WOA-SVM谐振识别算法
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更新时间:2026-06-10
考虑抗震性能的特高压换流阀机械—电气协同设计研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
赵伟杰, 崔彰伦, 李凌飞, 李海波, 江一, 耿要强, 黄剑湘
2026, 62(6): 138-145. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.017
摘要:为验证±800 kV/5 000 A特高压换流阀在多重安全约束下的综合设计合理性,文中基于已通过抗震验证的结构设计方案,开展全屏蔽系统电场数值模拟分析。采用Solidworks建立1∶1简化三维模型,基于ANSYS Maxwell仿真软件,依据相关标准并考虑海拔修正系数施加边界条件,运用有限元法开展电场仿真计算。结果表明,在保证卓越抗震性能的基础上,换流阀各部位最大场强仍满足2.0 kV/mm的极端工况控制值,顶屏蔽1.4 kV/mm、底屏蔽1.89 kV/mm、层屏蔽1.5 kV/mm、层间水管1.0 kV/mm,且电场分布均匀。进一步,结合抗震数据提出“机械—电气协同裕度”框架,论证底屏蔽场强接近控制值并非设计缺陷,而是在保障抗震性能前提下电气性能的系统权衡。为特高压复杂装备的多物理场协同设计提供了可借鉴的方法论与工程范例。
关键词:特高压直流输电;换流阀屏蔽系统;静电场分析;有限元法;机械—电气协同
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更新时间:2026-06-10
均压环断裂倾斜对复合绝缘子电场影响的研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
左立昕, 余成波, 陈超
2026, 62(6): 146-154. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.018
摘要:为了研究均压环断裂和倾斜对复合绝缘子电场和电位的影响,以FXB3-110/100型复合绝缘子为研究对象,采用有限元分析法在ANSYS中建立复合绝缘子物理模型并进行仿真。通过改变均压环断裂位置和倾斜角度对其进行建模,再通过有限元分析法研究其对电场分布的影响。结果表明:不论高压侧还是低压侧的均压环的断裂和缺失,都会使该侧的场强激增而对侧的场强骤降。均压环断裂使得电位向两端集中,当均压环全部断裂致使脱落时,高低压侧前3%~5%的泄露距离承担了60%的电压降。发生复合绝缘子均压环的倾斜时,对电场的影响主要向绝缘子串中部集中而并非高低压两端,高角度的均压环倾斜会使场强增大40%左右,不利于复合绝缘子的安全运行。
关键词:均压环;断裂;倾斜;有限元;电场分布
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更新时间:2026-06-10
温度因素对盆式绝缘子缺陷电场分布影响的仿真研究
封面论文
封底论文
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顾媛丽, 康朝阳, 王绪亮, 韩克俊, 刘洪顺, 李清泉
2026, 62(6): 155-162. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.019
摘要:温度是影响气体绝缘金属封闭组合电器(GIS)中典型绝缘缺陷形成与发展的重要因素之一。为探究温度因素对盆式绝缘子缺陷电场分布的影响,文中利用有限元软件建立了252 kV GIS电—热—流多物理场耦合模型,得到了不同导体温度下、处于不同位置的气泡、裂纹及悬浮金属微粒缺陷下绝缘子表面的电场分布,并通过表面电荷分布与计算气体临界击穿场强进一步分析电场变化规律。结果表明:导体温度升高,3种缺陷下的绝缘子表面最大场强都随之增大,裂纹缺陷下增幅最大,悬浮金属微粒下最小。温度变化对电场的影响与绝缘缺陷类型、位置有关。导体温度越高,悬浮金属微粒周围与位于低压侧的气泡、裂纹处的绝缘子表面电场强度逐渐增大,而高压侧的气泡及裂纹处的绝缘子表面电场强度逐渐减小。位于低压侧的绝缘缺陷电荷密度随温度变化更加明显,电场畸变幅值改变也更大。研究结果有助于进一步认识温度变化对气泡、裂纹、悬浮金属微粒缺陷下盆式绝缘子表面电场分布的影响规律,对绝缘子设计改进也有一定的参考价值。
关键词:气体绝缘金属封闭组合电器;多物理场耦合;有限元分析;电场分布
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更新时间:2026-06-10
高比例风电虚拟惯量控制下的系统频率特性分析
封面论文
封底论文
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AI导读
陈亦平, 李崇涛, 赵利刚, 黄济宇, 肖逸, 杨若朴, 毛文俊
2026, 62(6): 163-171. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.020
摘要:风力发电采用虚拟惯量控制,不仅可以增加系统惯量,改善大扰动下频率动态过程,同时也会显著影响到频率振荡过程。文中考虑同步发电机原动机及其调速系统,风机最大功率追踪加虚拟惯量控制,以及负荷静态特性,构建了全系统频率响应的数学模型。在此基础上,推导并分析了风机采用惯量控制对全系统平衡点、惯量以及阻尼特性的影响。并搭建了新能源高占比系统,对其进行仿真验证,说明了分析的合理性。
关键词:频率稳定性;虚拟惯量控制;新能源调频;阻尼特性;切换振荡;平衡点
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更新时间:2026-06-10
海上升压站中性点保护装置地震响应与隔震分析
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
廖望, 姜娟, 陈立
2026, 62(6): 172-178. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.021
摘要:风电场海上升压站等海洋平台结构上部组块中设有地震易损性高的支柱类电气设备。为探究此类设备的抗震性能,以国内某海上升压站220 kV主变压器中性点保护装置为对象建立有限元模型,采用时程分析法对其进行地震响应分析。结果显示,上部设备瓷套管根部应力虽符合规范要求,但由于设备安装架钢板刚度较低,导致在地震中隔离开关与安装架钢板的连接处局部应力过大,存在破坏的风险,进而间接造成设备损坏。采用隔震支座对原设备进行底部隔震控制后,可明显减小设备关键位置的应力与加速度响应以及设备安装架的峰值应力,可满足抗震设计要求。
关键词:海上升压站;变压器中性点保护装置;有限元分析;地震响应;隔震控制
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更新时间:2026-06-10
±525 kV/2 GW对称双极海风柔直送出系统过电压和绝缘配合研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
李佳, 杨丽薇, 仝涵, 高仞, 王彤辉, 刘良雨
2026, 62(6): 179-185. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.022
摘要:柔性直流送出针对于深远海区域大容量海上风电有着显著优势,是实现深远海风电并网的有效方案。而我国在深远海区域海上风电送出研究尚处于起步阶段,与欧洲相比还有一定差距,目前关于±525 kV电压等级大容量的对称双极海风柔直系统研究还较为匮乏,文中基于欧洲知名电网运行商——TENNET公司的±525 kV/2 GW IJmuiden Ver海风送出项目,介绍了系统的对称双极典型拓扑结构、运行方式和主回路参数,以及不同的运行模式及其之间的转换关系等,并根据相关假设条件在PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真平台中搭建了海上风电直流送出模型,对于系统在多种运行模式下进行全工况故障扫描,重点分析了海上换流站和陆上换流站的避雷器配置方案,最终根据绝缘裕度要求给出关键位置主设备绝缘水平推荐值,研究成果可为将来国内外类似电压等级的工程提供参考。
关键词:对称双极;海风柔直;故障扫描;过电压和绝缘配合;避雷器配置方案
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更新时间:2026-06-10
一种基于低温富集—紫外荧光法的微量SO
2
检测装置研制
封面论文
封底论文
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季严松, 袁帅, 毕建刚, 王承玉, 刘钊, 杨圆
2026, 62(6): 186-190. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.023
摘要:SO
2
气体是SF
6
电气设备内部存在局部放电和异常发热时的主要特征分解产物,对于设备潜伏性缺陷的诊断具有重要意义。由于超特高压电气设备气室大且装有吸附剂,设备潜伏性缺陷产生的分解产物体积分数通常低于现场检测仪器的最低检出限,因此现阶段缺少能够有效检测微量SO
2
的检测装置及技术手段。文中研制了一种基于低温富集和紫外荧光法的微量SO
2
检测装置,低温富集将被测气体中的大部分SF
6
液化,SO
2
气体体积分数得到提升,从而提高气体检测灵敏度;紫外荧光法检测SO
2
的方法进样量少且为无损检测,适合与低温富集装置结合,实现对10
-9
级别SO
2
体积分数的检测分析。从试验结果看,当进气量为25 L时,SO
2
富集倍数约为10倍,进样量为50 L时,SO
2
富集倍数约为20倍,该装置可实现体积分数为50×10
-9
的SO
2
的检测。
关键词:SF6分解产物;低温富集;紫外荧光;冷阱
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更新时间:2026-06-25
C
4
F
7
N及其混合气体的弧后绝缘击穿特性研究
封面论文
封底论文
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AI导读
李勇, 刘刚, 王秀茹, 金富义, 张圆明
2026, 62(6): 191-199. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.024
摘要:C
4
F
7
N是具有潜在应用价值的SF
6
替代气体。然而,目前对C
4
F
7
N气体的研究以绝缘性能分析为主,对灭弧性能的关注较少。文中研究了温度为300~3 500 K和压力为0.01~0.1 MPa条件下的C
4
F
7
N-CO
2
混合气体的弧后绝缘击穿性能。首先,通过吉布斯自由能最小化方法得到了不同混合比例下热态C
4
F
7
N-CO
2
混合气体电弧的粒子组分;然后,采用两项近似玻尔兹曼方程计算了弧后气体的电子能量分布函数、约化电离系数、约化吸附系数以及约化临界击穿场强,并分析了温度、压力和CO
2
体积分数对弧后热态气体绝缘击穿特性的影响。研究发现,CO
2
的混入可以显著降低高能电子的浓度,而压力增加通常会导致高能电子的概率密度降低;在700~1 100 K以及2 600~3 500 K的温度范围内,适当增加CO
2
比例可以提高弧后气体的绝缘击穿性能;然而在低温下,过多的CO
2
会降低气体介质的绝缘性能。
关键词:吉布斯自由能最小化;玻尔兹曼方程;电子能量分布函数;临界击穿场强
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更新时间:2026-06-10
微水微氧环境下C
4
F
7
N气体的分解特性及其化学动力学过程
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
刘利国, 郭佳豪, 史明明, 薛志通, 李勇, 方鑫
2026, 62(6): 200-210. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.025
摘要:C
4
F
7
N作为一种有望代替SF
6
的环保型气体,其绝缘特性一直受到广泛关注,其中微水和微氧环境下C
4
F
7
N气体的分解特性及其化学动力学过程是C
4
F
7
N气体绝缘特性研究的重要组成部分,而相关研究尤其是理论研究还相对较少。因此,文中以C
4
F
7
N为对象,通过量子化学计算方法,寻找并验证微水和微氧环境下的C
4
F
7
N气体可能反应路径,在此基础上计算了不同温度下反应路径对应的阿雷尼乌斯公式拟合参数,获得了给定温度范围内的反应速率系数。进一步地,利用计算得到的反应速率系数建立微水微氧环境下C
4
F
7
N气体化学反应动力学模型,研究了温度与微水微氧含量对C
4
F
7
N气体反应体系产物的影响。研究发现,微水环境下生成的稳定产物包括C
3
F
7
CONH
2
、(CF
3
)
2
CCNOH等,微氧环境下生成的稳定产物包括F
2
CO、(CF
3
)
2
CFO、CO等;随着温度的增加,相关反应速度加快,生成稳定产物的时间缩短;随着微水微氧含量的增加,稳定产物的摩尔分数也对应成比例增加。
关键词:环保型绝缘气体;量子化学;反应速率系数;化学反应动力学
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更新时间:2026-06-10
技术讨论
一种熔断器测压方法及电弧压力对燃弧过程影响的分析
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
席泽文, 武瑾, 庄劲武, 刘路辉, 袁志方, 岳海波
2026, 62(6): 211-216. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.026
摘要:为探究熔断器燃弧过程中电弧压力的变化,文中首先设计了一种熔断器内部压力检测方法,可通过外置支架和压力传感器的配合达到测量内部压力的目的。其次,通过两组对比试验验证了测压方式的准确性和可行性,该测压方法可用于对电弧压力和燃弧过程关系的深入研究。再次,设计4组相同电路参数、不同起弧电流的分断试验,以此模拟不同电弧压力的分断试验,记录试验参数、拟合电弧电导率,分阶段对燃弧过程进行了分析。结果表明,各组试验间电弧压力与燃弧功率呈明显映射关系,电弧压力在各个燃弧阶段中对燃弧过程影响不同,在相同电弧功率密度下,电弧电导率与电弧压力存在比例关系。
关键词:直流熔断器;测压方法;压力特性;电弧电导率;燃弧过程
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更新时间:2026-06-10
基于流场分析的户内变电站百叶窗优化设计研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
史亚鑫, 李雨菲, 陈磊, 刘志坚, 吴迪, 靳光亚, 曾遥远
2026, 62(6): 217-227. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.027
摘要:户内变电站中电气设备安全稳定运行受运行环境温度影响,针对“机械排风+百叶窗进风”通风散热方式中百叶窗进风口开展优化,旨在改善气流组织分布,提高通风散热效果和设备运行效率。首先,以电容器室为研究对象,建立电容器室相关设备及室内环境的仿真模型,使用网格收敛指数(GCI)验证网格模型独立性,通过实测与仿真数据拟合验证仿真结果准确性。然后,通过控制变量法对电容器室的百叶窗宽高比(0.4、0.8、1.6)和百叶倾斜角度(±60°、±45°、±30°、±0°)进行方案配置和数值模拟。最后,以电气设备运行区域内温度最低为目标,对百叶窗进风口设计参数进行优化分析。研究结果表明,最佳方案为百叶窗宽高比0.8且百叶倾斜角度-45°的配置方案,电气设备运行区域内平均温度为34.9℃,平均流速为0.47 m/s,与原方案相比平均温度降低23.8%,平均流速提高5.4倍。百叶窗宽高比和百叶倾斜角度与电气设备外型尺寸匹配使气流组织分布得到改善,经过优化后能够有效降低电容器室内温度,同时为户内变电站通风散热系统优化设计提供了参考。
关键词:户内变电站;运行环境;实测与数值模拟;百叶窗;优化设计
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更新时间:2026-06-10
考虑多目标功率分配的储能能量管理策略研究
封面论文
封底论文
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AI导读
尹翔, 余丹, 张效俊, 崔福海, 何蕾, 夏远德, 王哲
2026, 62(6): 228-236. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.06.028
摘要:为了提高储能换电柜管理策略效率,促进其高效利用,提出了一个基于人工鱼群算法的多目标功率分配能量管理策略。首先,建立了换电柜系统模型,其次,建立了考虑电池电量、储能换电柜运行成本的多目标功率分配数学模型,然后运用具有收敛速度快、效率高等优点的人工鱼群算法求解该模型。通过仿真表明,该策略能够实现储能换电柜的功率分配,降低运行成本,提高运行效率。
关键词:储能换电柜;功率分配策略;人工鱼群算法;多目标数学模型
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更新时间:2026-06-10
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