最新刊期

    2021年第57卷第8期

      研究与分析

    • SF6放电分解机理及其在故障分析领域的研究进展

      石磊, 于彤, 方烈, 张琛, 杨芮, 王靖瑞, 郭瑞, 倪潇茹, 常亚楠, 王健
      2021, 57(8): 1-9. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.001
      摘要:SF6因其性能优异而广泛应用于电力工业,当电气设备出现放电故障或过热故障时,SF6气体将不可避免地发生分解。研究SF6分解机理,掌握SF6分解特性,以期提高设备的运维水平。文中从SF6分子解离、特征产物生成路径等方面,总结了SF6气体放电分解机理的相关研究进展,鉴于定性检测方法的局限性,指出结合DFT、ReaxFF等研究方法可厘清SF6的复杂分解过程;重点介绍了开展气体分解特性研究的基本测量与分析方法,包括:气相色谱质谱法、红外吸收光谱法及气敏传感器法等,其中气敏传感器因具备小型化、强响应等优势,是未来SF6气体绝缘装备内置传感、在线监测的重要发展方向;介绍了SF6分解特性研究由定性评判发展到定量分析的历程,总结了基于分解特性分析的气体绝缘设备故障诊断研究进展,其中以特征气体浓度比值法、产物分析与传统局放检测结合的方法最具代表性,但这些方法尚需完善,需要提出量化标准以在电力系统装备运维中推广应用。  
      关键词:六氟化硫气体;分解产物;分解机理;分解组分检测与分析;故障诊断方法   
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      更新时间:2025-04-26
    • 微堆层绝缘子初步研制及其闪络特性研究

      冉慧娟, 张金梁, 耿召阳, 宋岩泽, 王萌, 王珏, 严萍
      2021, 57(8): 10-16. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.002
      摘要:为满足脉冲功率设备高性能、小型化的应用需求,文中研制出以尼龙为绝缘层,铜粉导电胶和导电银胶分别为导电层的两种微堆层绝缘子,文中详细介绍了样品的制备过程和表面处理工艺。采用自主搭建的纳秒脉冲电源MPC-50D(上升沿50 ns,半高宽56 ns)对微堆层绝缘子的真空沿面闪络性能进行测试,并将测试结果与常规绝缘子闪络特性进行对比。结果表明,采用此工艺制备的微堆层绝缘子,最高绝缘强度至少提高了34%;具有相同导电层时,采用导电银胶制备的绝缘子,随着绝缘层对导电层比例的增加,绝缘强度逐渐提高;比例关系相近时,铜粉导电胶制备的微堆层绝缘子性能明显优于导电银胶制备的绝缘子;拍摄的闪络电弧表明,微堆层绝缘子的沿面放电是逐级逐层击穿。  
      关键词:脉冲功率;导电胶;微堆层绝缘子;纳秒脉冲;真空沿面闪络;绝缘强度   
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      更新时间:2025-04-26
    • 多端直流输电工程直流高速开关直流燃弧特性试验分析

      黎卫国, 杨旭, 张长虹, 黄忠康, 楚金伟, 南振乐
      2021, 57(8): 17-22+31. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.003
      摘要:为了校核多端直流输电工程中直流高速开关偷跳后开关性能,文中结合直流高速开关实际运行工况,在西安高压电器研究院有限责任公司搭建直流高速开关直流燃弧试验平台,以ZKLW-550型开关为试品,国内外首次开展直流高速开关直流燃弧耐受能力试验验证。试验结果表明:ZKLW-550型开关经过DC 4 000 A、持续时间400 ms、共5次的烧蚀,未产生明显的外部效应,满足考核试验要求。研究还发现:直流燃弧试验中高速开关双断口弧压稳定在1 kV左右;动静弧头端部直流烧蚀严重,静弧触头较新触头缩短1.7 mm,重量检测减轻10 g;动弧触头烧蚀变形,无法利用工装正常拆卸动弧触头。文中的研究内容对直流燃弧试验回路设计和多端直流工程中直流高速开关的工程应用具有一定的参考价值。  
      关键词:多端直流输电工程;直流高速开关;动作策略;直流燃弧;断口弧压;试验分析   
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      更新时间:2025-04-26
    • 马飞越, 刘志远, 赵庆, 项彬, 相中华, 丁培, 罗金辉, 姚晓飞
      2021, 57(8): 23-31. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.004
      摘要:随着电网容量的不断增大,电力系统短路电流直流分量的时间常数有很大可能大于其标准时间常数45 ms。目前非对称短路电流直流分量对断路器燃弧阶段关键参数的影响规律尚无研究。因此,文中研究目标是获得短路电流直流分量对断路器燃弧阶段关键参数的影响规律。基于高压断路器内部结构建立电弧物理焓流仿真模型,分别研究气体断路器开断对称电流和非对称电流时,燃弧阶段的关键电弧参数如电弧长度、压气室压力、喷口处气体质量流等参数的变化规律。研究结果显示:相同燃弧时间条件下,相比于对称短路电流,非对称短路电流开断时,电弧长度变化不大,而燃弧过程中压气室压力、气体质量流略有增加。而在相同分闸时刻条件下,相比于对称短路电流,非对称短路电流开断时的燃弧时间有可能更长,导致电弧长度、压气室压力、喷口气体质量流数倍增长。然而,无论是在相同燃弧时间条件下,还是在相同分闸时刻条件下,上述关键电弧参数的变化使气体断路器的KEMA黑盒电弧模型计算得到的断路器开断能力的变化明显小于短路电流直流分量的增长所要求断路器需达到的开断能力量级。研究结果解释了断路器开断高直流分量的短路电流时,开断易于失败的原因,并可为提升高压断路器非对称短路电流开断能力提供理论依据。  
      关键词:非对称电流;直流分量;物理电弧模型;黑盒电弧模型;高压断路器   
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      更新时间:2025-04-26
    • 基于结构分析的断路器操作机构的建模及仿真分析

      赵洪山, 赵阳, 宋玮, 余洋
      2021, 57(8): 32-40. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.005
      摘要:基于断路器的结构来建模有利于研究断路器每个元件对其分合闸过程特性的不同影响,这对实现故障部位识别,进行故障分类及诊断都具有重要意义。文中针对断路器各个部分的功能特性分别建立机械与电气模型。然后利用机械与电气之间的相互联系,通过MATLAB/Simulink软件将单个部分模型组合来形成高压断路器的多域模型。随后设定所研究的高压断路器参数,在MATLAB/Simulink环境中进行仿真获取断路器的分闸行程曲线及分闸线圈电流特性,再通过改变模型中机械部分的摩擦参数及弹簧刚度系数得到不同的位移特性以及改变电气部分的参数获取不同的线圈电流特性。最后将所得结果进行分析,得出不同参数对断路器部分特性的影响,为未来更好、更全面地进行故障分类及诊断奠定一定的基础。  
      关键词:高压断路器;MATLAB/Simulink;多域模型;运动特性;线圈电流特性   
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      更新时间:2025-04-26
    • 合成回路同步控制系统动模系统设计

      洪叶, 赵勇, 佟子昂, 武建文, 周小猛
      2021, 57(8): 41-46. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.006
      摘要:为研发高压断路器合成回路试验同步控制系统,设计了一套能够在实验室环境下调试合成试验同步控制的模拟装置。首先,根据合成回路的试验机理设计了以下两部分:模拟三相短路状态下传感器采集的测试信号发生器以及模拟程控仪按设定时序给出的高压开锁信号触发器;同时,设计了参数调节器,使该测试系统可根据测试需要进行参数调试。通过与合成试验回路同步控制系统的最小系统进行联调,验证了其用于合成回路控制系统的研发设计的可行性。  
      关键词:合成回路调试;高压断路器试验;威尔合成试验;模拟装置   
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      更新时间:2025-04-26
    • 基于支路电压扰动的接地网腐蚀缺陷诊断研究

      董曼玲, 李星, 杨帆, 张科, 丁国君, 郭磊, 寇晓适
      2021, 57(8): 47-53+60. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.007
      摘要:对接地网进行准确的腐蚀诊断是电力工程中十分关注的问题。为了解决接地网腐蚀诊断过程中计算方程组欠定所导致的诊断精度不高,效果不理想的问题,文中提出一种基于支路电压扰动的接地网腐蚀诊断方法,该方法通过接地网腐蚀前后支路电压的扰动实现腐蚀缺陷支路的定位和腐蚀程度的判断。文中首先理论分析接地网支路电压对支路电阻的灵敏度;其次,利用支路电压扰动特性,建立接地网腐蚀诊断模型,得出支路电压扰动峰值位置、大小与接地网腐蚀支路位置和腐蚀程度的映射规律;最后,实验验证了该方法能够对接地网的支路腐蚀进行有效的诊断。  
      关键词:接地网;腐蚀;缺陷诊断;电压扰动   
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      更新时间:2025-04-26
    • 基于人工智能的故障限流器EMTP建模

      王俊生, 杨世峰, 谭捷, 邢敬舒, 石勇, 王川, 杨南
      2021, 57(8): 54-60. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.008
      摘要:电网规模日趋扩大,电网短路水平不断攀升,安装限流器是一种经济可行的限流措施。文中基于大数据手段与行业通用的EMTP电磁暂态仿真方法,提出一种符合实际情况的快速开关型故障限流器电磁暂态仿真建模方法。给定时间步长,对快速开关式故障限流器内部元件的电磁暂态过程进行时域差分离散化,形成适用于EMTP电磁暂态仿真的伴随电路的形式。通过对大量的限流器的试验数据以及电力系统各种限流场景下的运行数据进行大数据特征分析,结合快速开关型故障限流器固有参数与结构特征,形成描述限流器电磁暂态过程的相关特征序列,并利用BP神经网络算法对伴随电路诺顿等值参数的构造函数进行了训练,得到了适用于EMTP电磁暂态仿真方法求解的限流器模型。最后,对典型的快速开关型故障限流器实验数据进行了神经网络训练与算例仿真,结果显示该方法可以很好地模拟快速开关型故障限流器动作过程中的电磁特性。  
      关键词:快速开关;故障限流器;EMTP;电磁暂态仿真;BP神经网络;大数据   
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      更新时间:2025-04-26
    • 插接式的气体绝缘母线接触退化实验研究

      董哲, 秦靖舒, 彭辉, 关向雨
      2021, 57(8): 61-68. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.009
      摘要:插接式的气体绝缘母线(gas insulated bus,GIB)触头是大电流、非空气介质下的电接触理论在工程上的典型应用,触头通过导电杆与触指间的滑动接触来克服因导体热胀冷缩产生的热应力。设备长期运行过程中因导电杆滑动而产生的摩擦磨损直接影响触头的电接触性能。为揭示大电流、非空气介质下GIB触头的接触退化机理,文中首先对GIB触头接触模型进行简化,接着搭建了简化接触模型试样的载流摩擦试验平台,基于该平台开展了不同气体介质、接触压力和电流载荷下GIB触头试样的摩擦试验,通过高精度万用表获取了摩擦过程中试样接触电阻,并利用光学轮廓仪和SEM/EDS测量了试验后样品的摩擦磨损程度及表面能谱。试验和测量结果表明,非空气介质下,在一定限度内,随着接触压力和电流载荷的增大触头的接触电阻呈现下降趋势;同一运行条件,相比于空气介质下的电接触,非空气接触下试样表面的摩擦磨损程度较低。文中的研究结果可为其他大电流、非空气介质下的电接触设备退化预测提供参考。  
      关键词:插接式;气体绝缘母线触头;大电流非空气;接触退化;载流摩擦试验   
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      更新时间:2025-04-26
    • 配电网一二次融合开关传导电磁干扰试验方法研究

      张志华, 宋光达, 甄建辉, 何家欣, 李擎宇, 徐凯宏
      2021, 57(8): 69-77. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.010
      摘要:一二次融合开关是智能配电网建设的关键设备,其二次控制回路(FTU)安装在一次设备附近,处于电磁干扰环境中,但目前研究指出现行标准中的电磁兼容要求与实际电磁环境不符,在设备的运行中存在二次侧控制回路受电磁干扰严重的问题。为推动一二次融合设备试验标准化的改进,文中针对一二次融合设备电磁干扰抗扰度性能提出一种基于球隙放电的模拟电磁干扰试验方法,搭建试验平台开展一二次融合柱上开关传导干扰抗扰度试验并对互感器传递特性进行了分析。该方法可用于模拟系统中开关操作、击穿放电等工况中产生的放电干扰信号,可产生频率在1 MHz左右稳定的高频干扰信号,并通过调整回路参数对放电信号的脉冲强度以及作用时间进行连续调节。实验中在互感器二次侧输出端检测到了明显的高频信号,频谱与主回路放电信号相似。通过分析互感器的传递特性,得出高频干扰信号可经过电容耦合进入二次回路。此试验方法可为一二次设备电磁兼容标准的修订提供参考以及数据支持。  
      关键词:一二次融合设备;智能柱上开关;模拟试验平台;传导电磁干扰;电磁兼容性能;频率传递特性   
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      更新时间:2025-04-26
    • 柔直用压接型高压IGBT导通压降演化规律研究

      张健, 余超耘, 刘琛硕, 薛鑫, 占草, 祝令瑜
      2021, 57(8): 78-85. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.011
      摘要:MMC子模块中的高压功率器件绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)在长期运行工况下逐渐发生热老化,最终导致器件失效。因此,研究IGBT的状态监测技术对于MMC的可靠运行具有重要意义。目前的文献压接型IGBT导通压降演化规律研究较少,文中搭建了压接型IGBT功率循环试验平台,并在功率循环试验过程中同时监测得到不同热老化程度下的器件导通压降和门极电流,利用试验得到的结温与门极电流的线性关系将导通压降归一化到同一结温下,从而剥离结温对导通压降的影响。结果表明,导通压降随着热老化程度呈现上升的趋势,变化范围大致在10%以内。最后,将老化失效的两个IGBT解体,发现器件内部物理结构发生变化,芯片表面发现局部烧蚀甚至熔化。  
      关键词:模块化多电平换流器;功率循环;老化机理;压接型绝缘栅双极型晶体管;结温计算   
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      更新时间:2025-04-26
    • 特高压变电站内支柱式电容器塔地震响应特性研究

      鲁翔, 陈向东, 潘国洪, 黄雄辉, 文嘉意, 谢强
      2021, 57(8): 86-92. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.012
      摘要:支柱式电容器塔广泛应用于特高压变电站的交、直流滤波器中,设备质量往往达数十吨,在地震作用下响应十分显著。为研究其地震响应特征,文中以某特高压变电站内支柱式电容器塔为研究对象,首先基于有限元模型,结合模态分析以及动力时程分析发现设备在地震作用下的扭转效应可以忽略,并且其一阶振型响应占据绝对主导作用。在此基础上,选取7条不同场地类型的地震动进行水平双向输入,分别采用基于一阶振型的简化反应谱法以及时程法计算设备的双向地震耦合效应。对比两种方法结果发现在反应谱法计算的单向一阶振型响应基础上乘以一个放大系数即可充分考虑双向耦合地震效应。对位移响应以及绝缘子应力响应建议放大系数分别取1.15以及1.20。  
      关键词:支柱式电容器;一阶振型;扭转效应;放大系数;耦合效应   
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      更新时间:2025-04-26
    • 高压配电系统中电涌保护器保护距离软件仿真与实例研究

      杨建华, 朱炳铨, 钱建国, 施正钗, 李英, 郑昌庭
      2021, 57(8): 93-98. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.013
      摘要:针对目前关于电涌保护器(surge protective devices,SPDs)有效防护距离计算过程较为繁杂的问题,提出了在简化集总参数电路模型的基础上,利用电路原理讨论了不同负载条件下SPD保护距离的变化情况,并给出了SPD负载电压和保护距离的一般方程式。然后,通过软件仿真证明了该分析方法的正确性。最后,通过实例研究了一定长度电缆上测量不同负载下SPD和负载上的过电压,以及在不同长度电缆上测量相同负载下SPD和负载上的过电压,结果表明,在电阻负载的条件下,当其大于连接线特征阻抗时,负载电压会发生振荡和过冲,且电阻负载越大,SPD的有效保护距离越短;在无功负载的条件下,SPD的保护距离受线路电感L的影响较大;在电容负载条件下,负载电压的振荡最为剧烈,在该负载条件下的有效保护距离最小。  
      关键词:电涌保护器;集总参数电路;有效防护距离;负载电压过冲;电压过冲保护   
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      更新时间:2025-04-26
    • 过热缺陷下少油设备的压力变化特性研究

      贺兴容, 尹佳, 张国治, 张燃, 陈凌, 张晓星
      2021, 57(8): 99-104. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.014
      摘要:针对现有少油电力设备绝缘在线监测技术的不足,近年来,有学者提出了基于压力的少油设备在线监测技术。然而,目前并未有学者实验研究过热缺陷下少油设备内部压力变化特性。文中以110 kV油浸正立式电流互感器为试品,实验研究了过热温度分别为100、150、200、250、300℃时少油设备内部压力变化特性。结果表明:(1)轻度和低温过热缺陷引起的压力变化较小,50个小时内最大增量分别为1.33、1.65、2.01、2.51、2.70 kPa;(2)过热缺陷引起的压力变化呈指数形式增长,初始10 h,压力急剧上升,10~20 h压力缓慢上升,20 h之后压力基本保持不变;(3)过热点温度每上升50℃,50个小时内,压力最大值增大范围为几百Pa。同时理论分析指出了过热缺陷与放电缺陷引起的压力变化特性不同的3个原因。  
      关键词:少油设备;过热缺陷;压力变化   
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      更新时间:2025-04-26
    • 基于航拍的输电线路覆冰厚度监测研究

      姚景岩, 杨世勇, 舒征宇, 高健, 李镇翰
      2021, 57(8): 105-114. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.015
      摘要:随着无人机技术的迅速发展,采用无人机对输电线路进行巡视已逐步成为智能运检的趋势。文中提出了一种基于航拍的输电线路覆冰厚度监测方法。首先采用基于小波阈值去噪的图像预处理方法突出航拍图像中的输电线路信息,消除模糊干扰;然后引入二维OTSU算法求取最佳阈值优化传统Canny算子,利用优化算子检测出输电线路边界轮廓;最后,在边界轮廓检测的基础上通过比较覆冰前后输电线路区域图像像素宽度,结合实际输电线路直径求取覆冰厚度。实验结果表明,文中所提方法可对输电线路覆冰厚度进行有效监测,所测误差可达1.5%。  
      关键词:输电线路;覆冰厚度;小波阈值去噪;Canny算子   
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      更新时间:2025-04-26
    • 一种具备故障自清除能力的MMC新型双子模块拓扑研究

      孙银山, 杨晓平, 任军辉
      2021, 57(8): 115-119. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.016
      摘要:在多端柔性直流电网中,直流故障快速隔离和清除能力是系统可靠安全运行的保障。直流故障清除能力是制约基于半桥模块MMC发展的关键问题。文中提出了一种新型二极管箝位双子模块拓扑结构,在两个单子模块串联的基础上,增加了一个IGBT和一个二极管,利用子模块电容电压迫使导通的二极管反向截止,从而有效抑制MMC的不控整流效应,快速切断故障电流通路,具备直流故障自消除能力,具有很好的经济性和应用价值。  
      关键词:直流短路故障;故障穿越;模块化多电平换流器;二极管箝位双子模块;基于电压源换流器的高压直流输电   
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      更新时间:2025-04-26
    • AMF与TMF高频磁场特性仿真对比分析

      李如春, 淡淑恒, 夏欣, 朱小贤, 孔钦
      2021, 57(8): 120-126+135. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.017
      摘要:真空灭弧室的灭弧性能与真空灭弧室触头的磁场特性密切相关,其中纵向磁场(AMF)灭弧技术与横向磁场(TMF)灭弧技术应用最为普遍。基于人工零点的高压直流真空断路器,引入高频震荡电流帮助开断,为了分析真空断路器开断高频电流情况下的磁场特性,文中建立了两种类型的触头结构进行有限元仿真,对比分析真空灭弧室磁场特性以及触头片涡流情况。结果表明:在高频电流开断情况下,横磁结构触头与纵磁结构触头相比有更好的磁场特性分布;触头片涡流是影响纵磁结构触头磁场特性恶劣的关键因素,而对横磁触头间隙磁场特性几乎没有影响。  
      关键词:真空断路器;灭弧室;触头;高频;磁场   
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      更新时间:2025-04-26
    • 基于组合余弦窗加权的高精度电力谐波分析

      陈砚圃, 杨蕾, 张介秋
      2021, 57(8): 127-135. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.018
      摘要:针对电力谐波加窗分析中的频谱泄漏和栅栏效应,利用电力信号在频域中的频谱只集中出现在谐波频点处的特点,以窗谱在主瓣中央和谐波频点的平坦性作为约束条件研究可同时有效抑制频谱泄漏和栅栏效应的加窗函数。提出了进行电力谐波分析时组合余弦窗须满足的基本条件。导出了窗谱的各阶导数,利用导数等于0作为主瓣中央和谐波频点的平坦性表示建立了组合余弦窗的参数方程组。对窗宽为整数个额定周期的新型窗函数的频谱进行了数值模拟,结果表明,新型窗函数在抑制频谱泄漏和抵抗栅栏效应方面性能优异,无需借助谱线插值即可实现高精度电力谐波分析。  
      关键词:谐波分析;非同步采样;组合余弦窗;平坦约束;参数方程   
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      更新时间:2025-04-26
    • 基于环形拓扑的变电站局放监测定位技术研究

      李杰, 王应芬, 李家保, 杨志华, 肖文静, 李想
      2021, 57(8): 136-141. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.019
      摘要:局部放电检测是电力设备绝缘状况监测和诊断的一种重要手段。目前对于变电站设备的局部放电检测和定位主要针对变压器、开关柜等单一设备进行的,所需费用较高,检测效率低,且工作量大。为此,文中提出一种基于环形拓扑结构的变电站局放监测方法,单个设备上仅安装UHF监测终端,将监测终端挂接在环形信号线上,利用局放信号经环形信号线双向传输到信号采集系统的时间差来定位,使用一套监测装置即可实现变电站多个设备的局放监测和初步定位。文中从UHF信号在同轴电缆中衰减特性的研究入手,利用环形拓扑结构的局放监测系统,并搭建局部放电试验平台进行模拟试验。试验结果表明,基于环形拓扑结构的变电站局放检测方法可以实现局部放电信号的检测以及局放源的初步定位,且便于推广与应用。  
      关键词:局部放电;监测终端;环形信号线;定位   
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      更新时间:2025-04-26

      技术讨论

    • 基于改进ΔU-I轨迹法的变压器绕组变形在线检测方法

      李振华, 蒋伟辉, 郑严钢, 李振兴, 徐艳春
      2021, 57(8): 142-150. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.020
      摘要:绕组变形是电力变压器最容易发生的故障之一,未及时检测到的绕组变形增加了变压器发生灾难性事故可能性。为了准确灵敏地检测出任何轻微的绕组变形,在原有ΔU-I轨迹法的基础上提出了改进方法。文中首先阐述了原有方法的原理,并通过仿真说明了其在应用中所存在的缺陷。基于原有方法的不足,提出了负载标准化方法,解决了原方法在实际应用中受负载影响较大的问题;在此基础上,进一步提出了改进方法,并探究了测量误差对原方法和改进方法的影响情况。仿真结果表明,与原方法相比,改进方法在反映轻微绕组变形时具有更高的准确度和灵敏性。  
      关键词:电力变压器;绕组变形;在线检测;ΔU-I轨迹   
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      更新时间:2025-04-26
    • 一种模块化组合式直流变压器及其主回路参数选择方法

      郑眉, 陈骞, 宋远见, 徐政, 张哲任
      2021, 57(8): 151-158. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.021
      摘要:当前,直流变压器是解决直流输电系统互联时电压等级不一致问题的主要方法,但传统的直流变压器中含有交流变压器因而价格昂贵。对此文中提出了一种无需交流变压器的模块化组合式直流变压器(modular combined DC transformer,MCT)。文中首先分析了MCT的拓扑结构和工作原理,然后根据MCT的性能要求提出了参数的选择原则,最后在PSCAD研究了含有MCT的直流输电系统仿真模型。时域仿真结果验证了文中所提出的MCT的可行性。  
      关键词:多电压等级直流电网;模块化组合式直流变压器;直流变压器拓扑;主回路参数选择   
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      更新时间:2025-04-26
    • 考虑综合需求响应的园区综合能源系统优化配置

      高强, 刘畅, 金道杰, 董岳斌, 陈昌铭, 林振智
      2021, 57(8): 159-168. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.022
      摘要:园区综合能源系统是用户侧多能源耦合与供应的典型形式,而综合需求响应(integrated demand response,IDR)则是实现多种能源间耦合互补关系的重要应用,而目前的园区综合能源系统规划研究并未考虑IDR的应用。为了进一步激发园区综合能源系统中的多能互补特性,提升规划的灵活性和经济性,文中提出了一种考虑综合需求响应的园区综合能源系统优化配置模型,其在建立PIES内部各能量转换设备和能量存储设备数学模型的基础上,以包含投资、运行、维护和IDR成本的全寿命周期成本最小为目标函数进行建模,考虑了设备运行、功率平衡以及IDR的约束条件。以某热/电耦合商业园区综合能源系统为例进行算例分析,并在MATLAB平台上调用CPLEX求解器对所提模型进行求解。算例分析结果表明,考虑IDR的园区综合能源系统配置结果相比不考虑IDR而言,具有"削峰填谷"作用,可以更好地发挥园区综合能源系统多能互补特性,降低了园区综合能源系统的全寿命周期成本。  
      关键词:园区综合能源系统;综合能源系统规划;综合需求响应;优化配置   
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      更新时间:2025-04-26
    • 樊益平, 姚晓飞, 马云龙, 管臣, 马奎, 艾绍贵, 王建华, 刘志远
      2021, 57(8): 169-176. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.023
      摘要:快速真空开关可实现电力系统短路故障的快速切除,对电力系统运行暂态稳定性的提升具有重大意义,是现阶段国内外大电流开断技术领域研究热点。文中目标是确定集成气体缓冲快速真空开关传动系统运动质量对其分闸特性的影响。文中以72.5 k V单断口快速真空开关为研究对象,采用多物理场仿真计算方法,建立了气流场、电磁场、运动方程和外电路相互耦合的多物理场仿真计算模型,分析了快速真空开关运动质量对其分闸速度、动量、缓冲反力特性等分闸特性的影响,其中分闸速度为快速真空开关分闸过程触头分离后10 mm内的平均速度。仿真计算结果显示:当动质量由4 kg增长到12 kg时,分闸速度按负指数形式从6.13 m/s降低到3.50 m/s;到达30 mm满开距时的动量按正指数形式从12.26 kg·m/s增长到21.01 kg·m/s;缓冲力做的功按二次函数的形式从443.61 J降低至203.02 J,并且,缓冲力和行程的关系符合幂函数形式。  
      关键词:气体缓冲;快速真空开关;多物理场耦合;运动质量   
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      更新时间:2025-04-26
    • 高压电流互感器容性泄漏误差原理及测试方法研究

      熊魁, 岳长喜, 李鹤, 朱凯, 刘洋, 李登云, 余佶成, 李智成
      2021, 57(8): 177-183. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.024
      摘要:高电压电流互感器在额定电压下的容性泄漏电流对互感器的误差有一定的影响。为了准确地测量容性泄漏误差,通过理论推导得到容性泄漏电流产生的机理和其对电流互感器误差影响的模型,提出了一种改进的可以测量微安级泄漏电流幅值和相位的方法,即参考锁相法,分析了施加电压电流测量法和参考锁相法的优缺点,并采用所提方法完成了一台高压标准电流互感器容性泄漏误差测试。通过试验与施加电压电流测量法在各工况下进行比较,验证了理论和测试方法的一致性,但对高准确度等级的高压电流互感器,参考锁相法更实用,研究对高压电流互感器的设计及检测人员有一定的借鉴作用。  
      关键词:高压电流互感器;容性泄漏;测试方法;参考锁相法   
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      更新时间:2025-04-26
    • 基于三参数威布尔模型的局部放电谱图特征提取

      姚维强, 司文荣, 傅晨钊, 晏年平, 汪晓明, 周秀, 吴旭涛, 周家闻, 李清泉
      2021, 57(8): 184-190. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.025
      摘要:油纸绝缘是大型变压器的主要绝缘形式,发生在油纸绝缘中的局部放电是绝缘劣化的先兆和表现形式,加强对油纸绝缘中局放的研究有重要意义。威布尔分布参数是局部放电谱图的重要特征参数,在二参数威布尔模型的基础上,提出基于三参数威布尔模型来提取局部放电放电量放电次数谱图中特征参数的方法,并利用灰狼优化算法来求取模型的参数。与二参数模型、三参数模型传统计算方法的计算结果对比表明,灰狼优化算法可以快速准确地求得参数值,求得的模型可以有效反映局部放电放电次数放电量分布谱图的特征。  
      关键词:油纸绝缘;局部放电;三参数威布尔分布;灰狼优化算法;放电次数放电量分布谱图   
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      更新时间:2025-04-26
    • 数字积分式采集单元的可靠性技术研究

      王宇, 辛明勇, 张炜, 孟令雯, 高吉普, 王冕, 刘斌, 陈敦辉
      2021, 57(8): 191-197. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.026
      摘要:为提高电子式互感器的运行稳定性,针对采集单元模块在变电站现场易受干扰、积分后的暂态特性无法满足要求等问题,文中研究了一种高可靠性的采集单元实现方案。分析了数字积分式采集单元的工作原理与异常产生环节,提出了采样预警筛查、数字积分的动态扰动衰减、结构及硬件抗干扰设计等关键措施,试制了电流互感器的采集单元样机,并委托专业机构进行了检测。测试结果表明,采集单元具备良好的暂稳态信号传变特性和电磁兼容能力,可满足数字化变电站的工程应用需求。  
      关键词:数字化变电站;电子式互感器;采集单元;数字积分;抗干扰   
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      更新时间:2025-04-26
    • 基于VMD的变压器绕组松动故障分析与诊断

      张九思, 马宏忠, 李勇, 许洪华, 朱昊
      2021, 57(8): 198-208. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.027
      摘要:为了及时有效地诊断变压器绕组松动故障,针对变压器空载合闸振动信号,提出了一种基于变分模态分解(VMD)的分析方法。首先运用VMD对绕组松动前后变压器表面合闸振动信号进行最优模态分解,建立信息熵—峭度—相关系数综合评价模型,并运用熵权—TOPSIS法提取特征模态分量;通过计算变压器振动信号能量熵进一步判定绕组状态;最后搭建测试平台进行实验验证。结果表明,绕组松动和正常状态下变压器振动信号在特征频率和能量分布上均存在明显差异,该方法为变压器绕组松动故障诊断提供了新的思路。  
      关键词:变压器;变分模态分解;评价模型;能量熵;松动诊断   
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      更新时间:2025-04-26
    • 湖南电网架空线路复合绝缘子掉线分析及建议

      巢亚锋, 万涛, 张柳, 王成, 杨红军, 王锋, 马黎明
      2021, 57(8): 209-215. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.028
      摘要:文中针对湖南电网近10年复合绝缘子掉线问题,对掉线案例进行了统计分析,发现500 k V线路掉线概率更大,7次掉线有6次本体损伤和1次设计不合理共两种类型,其中本体损伤有2次为芯棒脆断、4次为芯棒酥断。选取10支样品在实验室开展机械、电气试验,机械破坏负荷、耐漏电起痕、芯棒耐酸试验、剖检试验等均未检出同批次样品不合格情况。提出了复合绝缘子抽检试验项目优化建议,针对掉线重灾区的超高压线路复合绝缘子推荐了入网检测关键项目,同时针对复合绝缘子专项巡视提出了可操作的具体建议。  
      关键词:架空线路;复合绝缘子;掉线;分析;建议   
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      更新时间:2025-04-26
    • 220 kV GIS断路器异响分析与处理

      张云, 王云龙, 肖云, 黄晓波
      2021, 57(8): 216-220. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2021.08.029
      摘要:介绍了某500 kV变电站一起220 kV气体绝缘组合电器(GIS)断路器运行中异响事件,对检测过程进行了分析,返厂进行升流试验,该断路器在升至一定电流时发出异常声响,解体检查发现该断路器灭弧室无油轴承与中间触座贴合不紧密,经试验分析得出无油轴承外观尺寸超过规定,与中间触座贴合不紧密是事件发生的直接原因。对同批次断路器进行了升流诊断性试验,对存在同类故障设备进行了更换,并根据故障原因提出了相应的建议和措施。  
      关键词:GIS;断路器;无油轴承;升流试验;异响;气缸   
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      更新时间:2025-04-26
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