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2022年第58卷第1期
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封面故事
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浮式海上风电用动态缆关键技术研究
远海漂浮式海上风电平台用动态海缆的发展
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
姜磊, 高景晖, 钟力生, 潘文林, 袁振钦
2022, 58(1): 1-11. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.001
摘要:漂浮式海上风电平台用动态海缆作为浮式风机与静态海底电缆间的连接设备,是实现近远海风能资源开发、远距离输送以及规模化利用的关键装备。文中按照动态海缆系统的开发脉络,从动态海缆"干式"与"湿式"结构对比、抗水树绝缘材料开发、电缆附件相关技术、动态海缆失效因素、试验方法以及工程应用等方面,全面综述了动态海缆的技术发展现状。特别针对"湿式"结构动态海缆用抗水树绝缘材料的测试方法、动态海缆系统试验标准等热点问题进行了分析,提出了目前动态海缆开发中亟待解决的问题,包括研究抗水树绝缘材料长期老化行为及机理,开发更高电压等级抗水树绝缘材料,优化附件结构及制造工艺,探求电缆系统联调测试技术,完善国标海缆相关规范与标准等。该研究可为中国动态海缆设计、关键材料开发、装备制造工艺和试验技术完善等相关方面提供参考。
关键词:漂浮式海上风电平台;动态海缆;抗水树交联聚乙烯;电缆附件;验证试验
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更新时间:2025-04-26
漂浮式风电平台动态海缆用绝缘材料性能研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
康佳, 姜磊, 高景晖, 钟力生, 潘文林, 袁振钦
2022, 58(1): 12-17. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.002
摘要:近年来,利用海上漂浮式风电平台开发风电资源逐渐成为能源开发的重要发展方向之一。动态海缆作为风机与静态海底电缆间的连接装置,是海上能源输送系统的关键设备。在动态海缆运行过程中,其往往面临着电—热—机械等多种失效因素,这对动态海缆的关键材料尤其是绝缘材料的性能提出了更高的要求。文中针对一种超纯净均聚抗水树交联聚乙烯材料进行研究,结合动态海缆可能面临的失效风险因素,对绝缘材料的机械性能、电气性能及耐温性能进行测试,验证材料作为动态海缆绝缘材料的适用性。
关键词:漂浮式风电平台;动态海缆;抗水树交联聚乙烯;拉伸试验;电阻率;热老化
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更新时间:2025-04-26
基于模拟退火的动态缆线型优化
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
邹科, 袁振钦, 刘刚, 王辉, 屈衍, 孙亚峰, 祝茂宇
2022, 58(1): 18-23+30. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.003
摘要:动态电缆在水中的线型对确保电缆的合理受力,保证疲劳寿命具有重要的作用。文中针对浮式风电动态缆的陡波线型,基于经典悬链线方程,以远位张力与近位曲率的利用率之和作为线型优化的目标,采用模拟退火算法对线型进行优化,分析了不同浮力系数对线型优化的影响。文中结论对线型工程设计具有一定参考和指导意义。
关键词:浮式风电;动态缆;陡波线型;模拟退火优化
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更新时间:2025-04-26
不同数值建模方法对风电海缆拉伸力学性能分析的敏感性研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
解伟轩, 邹科, 王华琳, 屈衍, 毛彦东, 刘刚
2022, 58(1): 24-30. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.004
摘要:风电海缆是浮式风电系统中的关键输电装备,其在复杂的海洋环境中易受到较大拉伸载荷的破坏,导致整个风电系统无法正常工作。为了保证风电海缆系统正常运行,需要研究风电海缆的拉伸力学性能。由于风电海缆结构的复杂性,目前多依托于数值模拟方法开展相关研究,但是不同数值模拟方法对拉伸力学行为分析结果有着明显的影响。文中首先给出风电海缆力学模型的拉伸刚度理论计算方法,然后,通过合理的简化构建了基于梁单元和基于实体单元两种不同的数值建模方法对风电海缆的拉伸力学性能进行求解。最后将理论建模方法和两种不同数值建模方法相对比,研究不同数值建模方法对风电海缆拉伸力学性能分析结果的敏感性,进而为实际工程提供一定的参考意义。
关键词:风电海缆;力学性能;理论建模;数值建模
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更新时间:2025-04-26
海底交流电缆半导电屏蔽层/绝缘层性能对比研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
李国倡, 李雪静, 刘明月, 魏艳慧, 雷清泉, 周自强, 胡列翔, 王少华
2022, 58(1): 31-37. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.005
摘要:海底电缆输电在跨海域联网建设中发挥着重要作用。海缆电缆半导电屏蔽料的基本特性以及半导电层/绝缘层的电学、热学性能直接影响电缆的整体绝缘性能。文中从半导电料的基本理化性能出发,表征了海底电缆半导电屏蔽料的物理和化学性能,研究了半导电层/绝缘层的热学性能和击穿特性。导热系数分析表明,海缆半导电层由于含有大量CB颗粒,导热系数整体较高,约为绝缘层的两倍,随着温度升高,二者的导热系数均呈现缓慢增加趋势,半导电层导热系数由25℃的0.68 W/(m·K)增加到80℃的0.83 W/(m·K)。热膨胀特性分析表明:随着温度升高,海缆绝缘层的热膨胀系数比半导电层高出1.5倍左右,总体上两种材料受温度影响,形变不大,90℃时相对形变量分别为2.47%和1.28%。海缆击穿试验表明:随着温度的升高,海缆绝缘层的击穿场强逐渐降低,由25℃的125.2 kV/mm下降至90℃的92.5 kV/mm,相比绝缘层而言,海缆半导电层/绝缘层复合结构击穿场强下降幅度不大,说明二者具有较好的匹配性,尤其是在高温下保持了良好的击穿性能。该工作对于海底电缆绝缘性能提升和击穿故障分析具有重要的参考意义。
关键词:海底电缆;半导电屏蔽层;绝缘层;热学性能;击穿性能
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更新时间:2025-04-26
海上风电场经海底电缆送出系统的并联电抗器配置方案
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
张文君, 王爽, 陈小月, 叶荣, 唐雨晨, 薛静玮, 杨建军, 李景一
2022, 58(1): 38-45. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.006
摘要:海底电缆较大的充电功率导致海上风电输电系统的工频过电压较严重,可采用高压并联电抗器进行限制。文中以中国某220 kV海上风电场为例,对其工频过电压进行了理论计算,并利用电磁暂态计算程序(alternative transient program-electro magnetic transient program,ATP-EMTP)建立了海上风电场经交流海缆送出系统模型,计算了输电系统工频过电压分布,进而对高压并联电抗器配置方案进行了分析。研究表明系统侧甩负荷过电压远大于风场侧甩负荷过电压;总补偿度相同时,在陆上进行单端补偿的效果略优于双端补偿。在此基础上给定了该海上风电场工频过电压限制的高压并联电抗器配置方案,并计算了不同海缆长度下所需的最小补偿度,为工程设计及设备选型提供技术依据。
关键词:海上风电场;海底电缆;工频过电压;高压并联电抗器;补偿度
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更新时间:2025-04-26
海上风电场海缆布局优化设计方法
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
王辉, 付凌云, 孙世民
2022, 58(1): 46-52. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.007
摘要:海上风电场海缆路径布置形式多样,不同路径形式对海缆综合成本影响较大。文中根据海上风电场电气组网特征,研究海缆布局优化设计方法,建立海缆建设成本和海缆运行损耗成本的优化模型,采用退火算法优化集电海缆拓扑结构,并考虑输电海缆路由结构,以海缆综合成本最低为目标,在全风电场范围内利用MATLAB插值拟合函数构建海缆综合成本与升压站位置的非线性函数关系,据此计算综合成本最小的目标升压站位置,从而确定海缆优化布置方案。通过案例计算,得到了良好的海缆优化布局方案,海缆综合成本有较大降低。结果表明:文中提出的优化设计方法有效,可为海上风电场海缆布局规划提供指导。
关键词:海上风电场;海底电缆;拓扑结构;退火算法;集电线路
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更新时间:2025-04-26
基于数值模拟的脐带缆防弯器段疲劳寿命分析研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
闫懋延, 邹科, 屈衍, 刘刚, 朱鹏程, 毛彦东
2022, 58(1): 53-60. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.008
摘要:防弯器是嵌套于脐带缆端部的关键附件,其主要作用是防止脐带缆发生过度弯曲变形。由于海洋环境荷载和浮体的边界运动作用,脐带缆防弯器段往往承受拉弯交变载荷,在长期作用下会产生疲劳破坏。现有研究往往聚焦于脐带缆自身结构的疲劳损伤,而对于防弯器结构疲劳性能分析较少。文中考虑两者之间的滑动摩擦和几何非线性等因素,建立脐带缆防弯器段的有限元模型。进而,通过整体水动力分析获得张力载荷时程曲线。最后,基于Fe-safe疲劳寿命软件建立预测防弯器的服役寿命方法。通过该方法得出在服役时脐带缆和防弯器均满足使用年限要求和脐带缆首先破坏的结论。该方法可为防弯器的分析设计具有一定的指导意义。
关键词:防弯器;脐带缆;数值模拟;疲劳寿命预测
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更新时间:2025-04-26
直流±250 kV海底电缆J型管段载流量提升研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
崔戎舰, 肖湃, 吴高波, 李健, 杜志叶, 郝兆扬
2022, 58(1): 61-69. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.009
摘要:J型管作为新型电力系统中新能源海上风电送出系统海底电缆的保护装置,其存在会阻碍海缆对外散热,制约整条风电送出线路的载流量。为了提高J型管段海缆载流量,文中建立了典型J型管段流体—温度耦合数值模型,仿真分析了环境风速、太阳辐射、环境温度对直流±250 kV海底电缆封闭J型管系统温度场的影响规律,确定J型管载流量瓶颈位置,提出了一种J型管外壁开孔配合平台开孔引入外界风的J型管载流量提升方法,验证了仿真模型与算法的正确性。结果表明与全封闭J型管系统相比,J型管外壁开孔配合平台开孔能有效降低海缆温度,环境风速较低为1 m/s时载流量可有效提升13.98%。研究结果为指导J型管设计提升J型管段海缆载流量提供了新的解决方案。
关键词:海底电缆;J型管;温度场;载流量
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更新时间:2025-04-26
典型交流高压海缆工程载流量瓶颈分析与仿真研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
乐彦杰, 孙璐, 彭维龙, 胡凯, 张磊
2022, 58(1): 70-78. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.010
摘要:海底电缆线路的负载能力由其瓶颈段决定,一般认为登陆段是整条线路载流能力的瓶颈,但海缆登陆段不同区域不同敷设条件下载流量存在明显差异,需要进一步确定海缆线路载流量瓶颈。对于登陆段多处区域受到阳光照射,建立了考虑太阳辐射的载流量有限元模型,并利用500 kV交流海底电缆预鉴定试验回路阳光直射区的负荷循环试验数据进行比对,验证模型的正确性和一致性。提出了系统、合理的载流量瓶颈段评估方法,并以舟山220 kV典型海缆工程为实例,应用Comsol软件对潜在瓶颈段载流量进行仿真计算和比较,确定了海缆线路真正的瓶颈区段载流量及短时过负荷能力,对海缆的安全运行具有指导意义。
关键词:登陆段;载流量瓶颈;太阳辐射;敷设条件
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更新时间:2025-04-26
研究与分析
基于多策略粒子群算法的500 kV直流断路器用快速机械开关优化设计
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
方春恩, 唐小雨, 李伟, 张宁, 魏晓光, 陈军平
2022, 58(1): 79-88. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.011
摘要:快速机械开关作为混合式直流断路器系统的关键设备,其操动机构多选用电磁斥力机构,电磁斥力机构的磁场电场相互耦合,仅通过控制变量法难以从整体上对电磁斥力机构进行优化设计。为此,提出一种多策略改进粒子群算法,并将其应用到斥力机构的参数优化中。首先,利用Ansoft Maxwell仿真分析了电磁斥力机构的线圈盘尺寸、金属盘尺寸和放电回路参数对快速机械开关动态性能的影响,确定了主要的优化设计参数;其次,针对基本粒子群的缺陷,结合重开端及反向学习策略进行改进并验证了改进后算法的优势性;最后,根据优化后的参数制造了样机并进行了动态性能测试。测试结果表明:优化后的开关的分断速度得到提高的同时减小了开关的总体积和成本,验证了优化设计的有效性。研制出的快速机械开关将投入张北±500 kV柔性直流输电工程使用。
关键词:快速机械开关;电磁斥力机构;Ansoft Maxwell;粒子群算法;优化设计
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更新时间:2025-04-26
动车组车顶高压电器箱三维有限元仿真及试验验证
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
张彦林, 陈恒谦, 杨燕花, 李鸣霄, 邱浩, 王曙鸿
2022, 58(1): 89-95. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.012
摘要:动车组高压电器箱放置于车顶,内部集成了多种电气设备。但集成化的高压电器箱,使得箱内设备布局非常紧凑,可能造成某些设备金具表面电场集中,导致电晕放电。为分析动车组高压电器箱内部的电场分布情况,文中建立了高压电器箱的三维有限元模型。采用静电场和瞬态电场有限元方法,分别在额定工作电压和标准操作冲击电压下,计算了高压箱内的整体电场分布及其随时间的变化规律。为验证有限元仿真的准确性,进行了高压电器箱的电位测量试验。在额定工作电压下,测量了箱内高压隔离开关金具的悬浮电位;在操作过电压下,测量了箱外5个试验点处的电位。试验结果表明,在不同工况下,仿真计算和试验测量数据的相对误差不超过12.4%,建立的三维有限元仿真模型是合理有效的。文中的分析方法可为高压电器箱的研发及设计提供参考,并为后续的高压电器箱内部绝缘结构优化的仿真分析提供基础。
关键词:动车组;高压电器箱;有限元法;三维电场仿真
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更新时间:2025-04-26
不同热老化程度的植物绝缘油太赫兹时域光谱特性研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
郭丽, 王亮, 张静文, 邱秦攀, 唐超
2022, 58(1): 96-103. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.013
摘要:植物绝缘油因其较好的绝缘性能及绿色环保等优势,逐渐成为传统矿物绝缘油替代品研究的热点。太赫兹波段光谱具有独一无二的指纹特征吸收峰,使其成为近年来物质检测热点技术之一。文中利用绝缘油的太赫兹时域光谱快速、准确、稳定的数据采集特性,对植物绝缘油的老化状态进行诊断。首先,利用改进的电磁波传递函数消除了仪器和容器的法布里—珀罗(F-P)效应。然后计算出植物绝缘油的吸收系数、折射率等THz谱参数,分析了植物绝缘油在太赫兹区域的介电性能。最后,与相应老化状态下的糠醛浓度进行对比,结果表明,糠醛浓度与平均折射率有相同的变化趋势。研究结果为THz-TDS技术在植物绝缘油老化状态评估领域的应用提供了很好的参考。
关键词:太赫兹时域光谱;植物油;吸收系数;折射率;糠醛浓度
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更新时间:2025-04-26
导电杆预拉力对换流变套管抗震性能的影响
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
陈星, 卿东生, 谢强, 李晓璇, 赖炜煌, 孙新豪
2022, 58(1): 104-110. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.014
摘要:特高压换流变压器是换流站的关键设备,套管是影响换流变抗震性能的一个重要组件。为评估换流变套管的抗震性能,建立了±800 kV换流变—套管体系的精细化有限元模型,获得了体系的动力特性和地震响应,研究了套管内部导电杆预拉力对套管动力特性和地震响应的影响。结果表明:当套管内导电杆所受预拉力较小时,结构基本振型表现为导电杆的振动,加大预拉力可有效提升套管自振频率;适当增加导电杆预拉力,可以显著减小地震作用下导电杆与套管内壁的相对位移响应,有利于提高套管电气性能,且对套筒应力响应无明显影响;地震作用下阀侧套管端部的位移响应较大,工程设计中应予以重视,防止出现牵拉破坏或影响电气功能的其他问题。
关键词:特高压换流变;精细化建模;导电杆;预拉力;抗震性能;动力特性
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更新时间:2025-04-26
海岛大跨越输电塔线体系风振响应及风振系数
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
朱云祥, 张若愚, 曹枚根, 屠锋, 王瑜, 郑翀
2022, 58(1): 111-121. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.015
摘要:以2020年"黑格比"台风中倒塔的海岛大跨越塔线体系为研究对象,分析了"黑格比"台风对洞头海岛电网的影响,采用Ansys建立了裸塔及塔线体系的有限元模型,分析了裸塔和塔线体系的动力特性。其次,结合现有规范开展了输电塔线体系风荷载静力加载及脉动风速时程拟合方法研究,分别开展了0°、90°等风向角下静力分析和动力时程分析,得到了裸塔、塔线体系中输电塔位移、主材应力静载响应和风振响应,不仅对比分析了裸塔、塔线体系输电塔的风荷载静载效应与考虑脉动风的风振响应,还对比了不同风向角对输电塔风载效应的影响。此外,还采用频域分析方法开展了输电塔风载效应的功率谱分析,进一步揭示了脉动风的荷载效应及导地线的耦合效应。最后,基于输电塔位移响应开展了裸塔、塔线体系输电塔的位移风振系数分析。研究及其相关结论对今后开展输电塔抗风设计、加固具有重要的参考价值。
关键词:台风;输电塔;塔线耦合;动力特性;风振响应;位移风振系数
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更新时间:2025-04-26
特高压多端混合直流输电工程柔直变压器的振动特性研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
潘志城, 邓军, 周海滨, 张晋寅, 谢志成
2022, 58(1): 122-129. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.016
摘要:文中针对柔直变压器的结构特点,开展负载和空载条件下柔直变压器的振动测试,分析绕组和铁心的振动特性,获取振动传感器位置、负载电流、油温、励磁电压等不同影响因素下的振动加速度特性,为基于振动分析技术的柔直变压器故障检测方法提供一定的研究数据。
关键词:柔直变压器;振动加速度;影响因素;特征值
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更新时间:2025-04-26
刀闸拉合对柔性直流换流阀电磁干扰的仿真研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
赵媛, 季一润, 刘源, 庞磊, 胡应宏, 张静岚, 张乔根
2022, 58(1): 130-137. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.017
摘要:为探究刀闸拉合对柔性直流换流阀的电磁干扰特性,针对刀闸拉合对柔直换流阀辐射电磁干扰试验,通过分析电磁干扰原理,在CST仿真软件中建立了仿真模型。基于TLM场路耦合计算方法开展了仿真计算,得出了电磁干扰试验中阀塔内各位置的辐射电磁干扰水平,探究了阀塔内不同高度位置的电磁干扰强度和屏蔽罩对电磁干扰水平的影响。结果表明:阀塔内各位置辐射电磁干扰频谱的峰值基本出现在0.7 MHz附近;一般情况下,高度对低频电磁干扰水平有一定影响,对高频电磁干扰水平影响很小,不同位置处随着高度的增大电场强度幅值变化情况不一致;在阀塔内靠近屏蔽罩的位置,屏蔽罩的电磁干扰屏蔽作用明显,在阀塔内离屏蔽罩较远的位置,屏蔽罩的电磁干扰屏蔽作用有限。
关键词:柔性直流换流阀;CST;场路耦合仿真模型;电磁干扰特性;刀闸拉合
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更新时间:2025-04-26
基于概率神经网络的油纸绝缘局部放电发展阶段识别
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
孙长海, 苏晓敏, 李天伦, 王春逢, 马塽, 杭慧芳
2022, 58(1): 138-147. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.018
摘要:采用阶梯升压法进行油纸绝缘沿面放电与气隙放电实验,根据放电发展过程的差异将局部放电划分成4个阶段:放电初始阶段、放电发展阶段、放电稳定阶段和临近击穿阶段,分析两种模式下放电特征参量的发展规律。提取放电相位分布(PRPD)图谱的29个统计特征参量,通过局部线性嵌入算法降维得到新的六维特征参量,采用概率神经网络(PNN)算法对两种放电模式下油纸绝缘放电发展阶段进行识别,并与广义回归神经网络(GRNN)模型以及反向传播神经网络(BPNN)模型进行比较,发现其识别结果更加准确。
关键词:油纸绝缘;局部放电;发展阶段识别;局部线性嵌入;概率神经网络
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更新时间:2025-04-26
不同模型下变压器绕组短路力学特性对比分析
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
周秀, 朱洪波, 马云龙, 牛勃, 刘威峰, 闫振华, 高博, 田天
2022, 58(1): 148-154. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.019
摘要:电力变压器的抗短路能力直接关系其安全稳定运行,因而准确计算变压器绕组短路力学特性和抗短路能力十分必要。由于变压器绕组尺寸大、结构复杂,不同的建模方式对其力学特性计算的准确性和计算量大小影响很大。文中以一台110 kV变压器为例,通过建立变压器二维轴对称和三维模型,运用磁—固耦合分析方法,对比分析了不同模型下变压器绕组短路漏磁场、电磁力、机械应力的分布规律,结果显示两种模型计算结果分布规律和特点相似,但数值大小存在一定差异,尤其是绕组端部线饼应力,因此为了真实反映变压器绕组实际结构特点,保证绕组短路校核计算的准确性,建立三维变压器绕组模型对其力学特性进行分析是必要的。建模方法和分析结论可为变压器抗短路能力评估提供参考。
关键词:电力变压器;绕组;模型;耦合分析;力学特性
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更新时间:2025-04-26
考虑连锁故障的覆冰灾害下输电线路脆弱性分析模型
封面论文
封底论文
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AI导读
孙立强, 李鹏, 刘宣廷, 沈鑫, 曹敏
2022, 58(1): 155-161+169. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.020
摘要:虽然电网鲁棒性日益增强,但部分输电线路经过区域极易遭受覆冰灾害,导致该地区发生一次故障的概率大幅增加,而一次故障将会导致电网发生二次连锁故障。针对此问题,文中首先通过蒙特卡洛法判断覆冰灾害引发的输电线路一次故障脆弱性,然后通过自组织临界理论判断由一次故障引发的输电线路二次连锁故障脆弱性,从而建立综合考虑覆冰灾害和电网物理特性的输电线路脆弱性分析模型,以潜在事故链的形式展现了电网覆冰灾害下的故障演化进程,为运维人员甄别覆冰灾害下区域电网的输电线路薄弱环节提供重要决策依据。最后通过对IEEE-39节点电力系统实例进行仿真与分析,验证了所提出模型的可行性。
关键词:覆冰灾害;蒙特卡洛;连锁故障;自组织临界理论;脆弱性
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更新时间:2025-04-26
基于改进边缘连接Canny算法的绝缘子憎水性图像分割研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
刘彪, 袁文海, 董小顺, 王喆, 徐浩, 黄杰, 汪沨, 钟理鹏
2022, 58(1): 162-169. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.021
摘要:传统自适应Canny算法在憎水性图像边缘检测上的效果不甚理想,往往检测出来的图像边缘断点较多,不能形成一个完整的闭合边缘。因此,文中针对绝缘子憎水性图像中水珠上边缘难以捕捉的特点,分别从滤波、阈值选择以及边缘连接方向几个层面进行优化,提出了一种改进边缘连接的Canny算法。首先,联合对比度受限的自适应直方图均衡化与引导滤波对图像进行预处理,通过双边滤波平滑图像,在Canny算法中引入二维OTSU以及边缘连接实现图像分割,最后应用最大水珠面积比法判定复合绝缘子图像的憎水性等级。实验结果表明:文中方法能够准确有效的分割水珠图像,为后续憎水性的判定提供了依据。
关键词:憎水性图像;直方图均衡化;OTSU;Canny算法;边缘连接;自适应
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更新时间:2025-04-26
不同类型的填料对环氧树脂电痕化性能影响的研究
封面论文
封底论文
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桂建华, 杨成, 雷云峰, 张晗飞, 黄子兴
2022, 58(1): 170-174. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.022
摘要:电痕劣化引起绝缘破坏是发生在有机绝缘材料表面特有的绝缘破坏形式。环氧树脂作为高压电气设备的绝缘材料在使用过程中不可避免地受到各种环境因素的影响而导致材料的电老化,进而影响电气设备运行的安全性与可靠性。文中以双酚A环氧树脂为基础,通过试验的方法对添加不同形貌填料的环氧树脂试样进行耐电痕研究同时也测取了添加填料后环氧树脂材料的介电常数以及击穿强度等基础参数和其阻燃特性,分析了不同形貌填料对环氧树脂关键性能的影响,从而为环氧树脂耐电痕性能配方研究提供指导。
关键词:环氧树脂;填料;形貌;接触角;耐电痕
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更新时间:2025-04-26
技术讨论
有机复合绝缘干式高压电流互感器及其发展
封面论文
封底论文
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王如璋, 黄维枢
2022, 58(1): 175-181. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.023
摘要:文中介绍了笔者研发的一种具有自主知识产权并在国内外应用超过20年的,以涂覆硅油的聚四氟乙烯薄膜等复合材料为主要绝缘的干式高压电流互感器。该产品较油纸绝缘和SF
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气体绝缘高压电流互感器,在安全性、可靠性、重量、制造成本、生产效率和许多技术参数如极低的局部放电量和介质损耗因数等方面具有较大的优势。文中还介绍了这种电流互感器额定电压已从低到高、类型从单一到成系列、以及从国内到国外的发展情况。目前该技术已臻于成熟,已应用于国内和30多个国家,产品运行安全可靠,在高压电器行业中独树一帜。
关键词:高压电流互感器;有机复合绝缘;聚四氟乙烯薄膜;干式;低负载容量电流电压互感器;串级式
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更新时间:2025-04-26
脉冲电流延弧回路的参数计算及运行条件分析
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庄稼人, 杨海芳, 王昊晴
2022, 58(1): 182-189. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.024
摘要:断路器在按额定操作顺序进行短路开断试验时,其燃弧时间应覆盖最短、中间和最长3种时长,对于某些断路器,需要采取延长电弧燃烧时间的措施,以进行长燃弧时间甚至中燃弧时间的试验。文中针对脉冲电流延弧回路的参数进行了计算,给出了延弧回路参数的计算式,并对其运行条件进行了分析,叙述了克服这些问题的方法,提出了建议的延弧支路接线以及可能结构形式。
关键词:合成试验;延弧回路;脉冲电流延弧法
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更新时间:2025-04-26
220 kV金属型高压电缆接头保护装置的泄能孔和壁厚设计
封面论文
封底论文
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仇炜, 刘真, 钟淼龙, 孙浩天, 杨鑫
2022, 58(1): 190-198. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.025
摘要:针对目前常见的双泄能孔式220 kV金属型高压电缆接头保护装置缺少优化设计方法的问题,文中利用温度场、流场和位移场耦合的有限元计算方法,基于3层迭代算法,提出了优化泄能孔开口尺寸和装置壁厚的设计原则和方法。对不同开口尺寸下220 kV金属型高压电缆接头保护装置内壁的气压分布进行计算,得到了泄能孔开口尺寸r=80 mm,达到最优的泄能效果。进一步以泄能孔设计参数为基础,对装置内壁应力分布进行仿真计算,以保护装置材料可承受的极限应力值作为依据,最终确定保护装置的最佳匹配壁厚d=6 mm,并通过50 kA/200 ms大电流燃弧试验证明了设计的可靠性。经过优化后的保护装置整体材料用量比原有装置减小40%,且进一步降低了加装保护装置后电缆接头的温升效应。文中提出的设计方法和关键参数可为高压电缆接头保护装置的优化设计提供方法指导,提高其技术经济效益。
关键词:高压电缆接头;保护装置;结构优化;仿真设计
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更新时间:2025-04-26
基于移动感知的综合管廊电缆线路运行状态诊断系统设计及应用
封面论文
封底论文
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王昱力, 丁斌, 王格, 沈学良
2022, 58(1): 199-206. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.026
摘要:综合管廊是雄安新区城市管网主要方式,运行环境复杂,随着其运检数量的指数级增长,状态数据离散化、孤岛化严重,依靠人力为主的传统运检模式已无法支撑电网的运维需求。为此,文中设计了一种新型基于移动感知的综合管廊电力舱电缆线路的运行状态诊断系统,利用小波分解对感知数据进行压缩,并根据前、后端数据特征及应用场景进行算法设计,形成了一套基于前端短时数据的电缆线路状态分析预测及大数据后台的多维度融合分析与决策系统,综合实现设备识别、状态感知、数据交互与智能诊断的无缝衔接和多层级电缆运行可靠性评价。该系统在应用中能够成功确立电缆线路缺陷因素等级,发现同类风险隐患,并给出检修建议,进一步强化了设备状态管控力、优化设备运维策略。
关键词:综合管廊;移动感知;状态诊断;数据处理;智能运维
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更新时间:2025-04-26
电压互感器手车复合绝缘失效及电场分布的研究
封面论文
封底论文
增强出版
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王志川, 肖云, 丁雪峰, 杨蔚, 刘玉华, 姜炯挺
2022, 58(1): 207-213. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.027
摘要:复合绝缘是空气绝缘开关设备小型化设计的一种重要绝缘方式。复合绝缘结构的PT(电压互感器)柜运行情况表明,该类型产品的绝缘故障率较高,特别是在湿度和污秽联合影响下,因绝缘结构设计不当的产品很容易产生局部放电,进而引发相间短路。究其原因,绝缘隔板是相间短路的"桥梁"。文中对一起24 kV PT手车三相短路事故原因进行了详细分析,通过电场仿真结果可以看出:在复合绝缘结构中,高压对绝缘板之间的距离是复合绝缘结构设计的关键。文中的故障分析以及电场分析为新产品开发与故障诊断提供了有益的参考。
关键词:PT手车;复合绝缘结构;局部放电;三相短路;电场仿真
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更新时间:2025-04-26
一起小型化GIS设备故障分析及改进措施研究
封面论文
封底论文
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牛勃, 相中华, 马飞越, 马文长, 伍弘, 倪辉
2022, 58(1): 214-220. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2022.01.028
摘要:小型化GIS设备因结构紧凑、成本低等符合设备运维单位需求的特点,在电力系统中得到推广应用,但由于早期绝缘评价指标低,导致该类设备故障率较高。文中以某故障高发小型化GIS屏蔽罩表面气隙击穿为例,对该类设备运行可靠性进行研究,并依据研究结果提出改进措施。首先通过电场仿真、快速暂态过电压计算、绝缘裕度校核对故障进行分析,给出故障发生的主要原因。之后基于电场仿真、流场仿真以及耐压试验过程中的特高频局部放电特征,对该小型化GIS设备提出屏蔽罩结构优化、罐体内部异物治理、特高频绝缘监测3种改善措施,避免同类故障再次发生。最后通过人工预埋异物下交流耐压试验、1.1倍雷电冲击下绝缘裕度校核,验证了文中所提措施的有效性。
关键词:小型化GIS;粉尘异物;局部放电;电场分布;绝缘裕度
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更新时间:2025-04-26
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