最新刊期

    2024年第60卷第1期

      研究与分析

    • GIL内部金属微粒问题研究进展

      董曼玲, 臧春艳, 詹振宇, 辛伟峰
      2024, 60(1): 1-14. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.01.001
      摘要:GIL作为中国能源电力互联网建设中一种重要的新型输电设备,在许多大型工程中都得到了广泛的应用。但随着GIL应用日益增多,由金属微粒污染物造成的内部绝缘劣化问题也日渐突出,很有必要对GIL内部金属微粒运动行为与放电特性的机理开展深入研究。文中从金属微粒的形状与材质、金属微粒的尺寸与数量、金属微粒的存在状态、金属微粒受电场作用的大小与类型、绝缘子类型与表面状况5大角度对国内外研究工作进行了归纳总结,给出了典型金属微粒的受力分析模型及计算公式,论述了金属粉尘群的潜在危险,对比了固定金属微粒与自由金属微粒的运动规律,以及交流、直流、冲击等典型电压下金属微粒的运动变化,并依据GIL内部不同绝缘子类型对表面电荷积聚及沿面闪络机理进行了分析。  
      关键词:GIL;金属微粒;粉尘群;绝缘子;沿面闪络   
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      更新时间:2025-04-26
    • 新型GIS局部放电柔性内置阿基米德螺旋天线研究

      张国治, 张硕, 张晓星, 陈康, 韩景琦, 刘健犇
      2024, 60(1): 15-24. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.01.002
      摘要:针对气体绝缘组合电器(GIS)内置式特高频(UHF)传感器空间利用率低、尺寸较大并且可能破坏GIS内部电场分布的问题,文中设计了一种新型柔性内置阿基米德螺旋天线。利用振幅随幅角线性增加的正弦波加载方式对天线本体进行小型化处理,使天线径向尺寸缩小57.8%,并对背馈巴伦进行曲折小型化,使巴伦长度减小56.4%。设计的柔性天线本体直径146 mm,厚度0.27 mm。有限元仿真和实物测试结果显示,柔性天线在弯曲半径为0、250、350 mm时,在720 MHz~3 GHz频段内驻波比VSWR≤5;在1.02~3 GHz频段内VSWR≤2;在工作频段内具有良好的全向辐射特性。搭建局部放电试验平台对天线性能进行分析,结果表明文中设计的柔性天线在弯曲形变前后均可检测到放电量20 pC以下的PD辐射电磁波信号。  
      关键词:GIS;局部放电;柔性天线;小型化;曲折化巴伦   
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      更新时间:2025-04-26
    • 基于HHT的绝缘子泄漏电流分析及放电状态分类识别

      方春华, 陶玉宁, 吴田, 普子恒, 丁璨, 黎鹏
      2024, 60(1): 25-32. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.01.003
      摘要:泄漏电流是污秽绝缘子在线监测参数,能动态地反映绝缘子表面的放电状态。文中开展了瓷绝缘子人工污秽放电试验,利用Hilbert-Huang变换分析了不同污闪阶段的泄漏电流固有模态函数分量、Hilbert边际谱与时频熵,从时频域及波形细节提取了15个特征量,使用主成分分析法与最小二乘支持向量机分类器对污秽放电状态进行识别。结果表明:起始放电阶段与闪络阶段的泄漏电流固有模态函数分量较多;泄漏电流的Hilbert边际谱上频率主要分布在0~150 Hz、200~250 Hz范围内;闪络前泄漏电流的时频熵值总是大于闪络后的;当训练样本数为测试样本数5倍及以上时,分类器的综合评判准确率可达99%,准确实现了污秽放电状态的分类识别。文中研究结果可为建立绝缘子污闪预警系统提供依据。  
      关键词:绝缘子;泄漏电流;Hilbert-Huang变换;主成分分析法;最小二乘支持向量机;分类识别   
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      更新时间:2025-04-26
    • 500 kV输电线路劣化瓷绝缘子非线性发热特性的红外分析

      裴少通, 马子儒, 刘云鹏, 张凯元, 杨家骏
      2024, 60(1): 33-40. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.01.004
      摘要:高压输电线路绝缘子串中的劣化件会威胁电网安全。为了研究劣化瓷绝缘子的红外发热特性,设置了一系列实验,研究了劣化绝缘子的电阻、沿串位置和环境相对湿度对红外检测的影响。并对含有两片劣化绝缘子的绝缘子串进行了附加实验,以研究了正常绝缘子和低值绝缘子之间不同的发热现象。利用有限元分析仿真进一步分析了红外图像中钢帽的发热机理。实验和仿真结果表明:劣化绝缘子的温升与阻值呈非线性关系,当电阻为30 MΩ时温升最大;绝缘子串两端的劣化易被检测;相对湿度过高可能会导致误检;正常绝缘子的发热区域是钢帽的下部,瓷件的温度上升1.2 ℃左右,而对于劣化绝缘子,沿钢帽的温升分布均匀,瓷件的温度与实验前基本一致。相关研究结果为劣化绝缘子的红外检测提供了参考依据。  
      关键词:红外热成像;劣化绝缘子;发热;相对湿度;有限元法   
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      更新时间:2025-04-26
    • 高压开关柜故障起火自动灭火装置优化设计研究

      张佳庆, 谢佳, 黄伟民, 过羿, 尚峰举, 贾佳, 王伟, 马国明
      2024, 60(1): 41-47. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.01.005
      摘要:近年来发生了多起高压开关柜火灾事故,传统开关柜灭火通过人工方式灭火,存在灭火效率低、人员风险大等问题。现有开关柜自动灭火装置研究存在引入电场畸变、启动阈值不清及灭火剂选择不当等问题。为解决上述问题,文中开展了高压开关柜故障起火自动灭火系统研究。优化设计了了灭火剂喷头结构,降低了最大场强,避免了绝缘击穿风险。进行了真型开关柜火灾模拟试验,基于试验过程中温度场分布确定了灭火装置启动阈值。探索了灭火剂类型与用量,确定了合理的高压开关柜灭火剂设置方案。建立了完整的高压开关柜自动灭火系统,试验结果表明文中所提出灭火系统快速有效。  
      关键词:高压开关柜;灭火装置;电场优化;启动阈值;真型实验   
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      更新时间:2025-04-26
    • 基于主轴扭矩—转角特性的高压隔离开关缺陷分析仿真

      关为民, 卞超, 李东风
      2024, 60(1): 48-54. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.01.006
      摘要:高压隔离开关的工作环境较为恶劣,导致其经常出现各种故障问题,为电网运行带来巨大安全隐患。为提高高压隔离开关的检修质量,提出基于主轴扭矩—转角特性的高压隔离开关缺陷分析仿真。搭建仿真平台,利用非植入式主轴扭矩—转角检测系统测量分闸与合闸过程中主轴扭矩—转角特性曲线,分析高压隔离开关的运动特性。仿真结果证明,卡涩状态下根据主轴扭矩—转角特性曲线得知合闸段的相关系数为0.81,证明高压隔离开关远远偏离正常状态,能够直观反映其存在卡涩缺陷;平衡弹簧疲劳状态下根据主轴扭矩—转角特性曲线得知合闸面积低于分闸面积,合闸段的相关系数远远低于正常值,说明平衡弹簧处于疲劳状态,文中方法具有一定的应用价值。  
      关键词:主轴扭矩;主轴转角;高压隔离开关;运动特性;卡涩缺陷   
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      更新时间:2025-04-26
    • 陈磊, 吴诚威, 李澳, 马飞越, 于家英, 邓军波
      2024, 60(1): 55-62. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.01.007
      摘要:电容器组SF6断路器电寿命状态监测工作对保障电网安全可靠运行意义重大。文中融合触头磨损计算方法和动态电阻分析法对SF6断路器电寿命进行评估,提出SF6断路器电寿命评估判据,首先基于断路器电流监测数据计算断路器触头磨损,对断路器电寿命状态进行判断预测,再利用动态电阻分析法印证判断出SF6断路器的真实状态,兼顾触头磨损计算法的实时性和动态电阻法的准确性。基于所提判据,研发了一套融合触头磨损和动态电阻的SF6断路器电寿命评估系统。该系统可基于断路器投切数据和动态电阻准确地评估SF6断路器的电寿命,同时在人机交互界面上直观地呈现结果,为工作人员进行断路器状态检修提供辅助决策。  
      关键词:SF6断路器;触头磨损;动态电阻;电流监测;电寿命   
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      更新时间:2025-04-26
    • 1 000 kV输电线路耐张塔等电位带电作业电位转移电流计算

      龙泉, 王申华, 冯平辉, 黎鹏, 吴田, 普子恒, 方春华
      2024, 60(1): 63-70. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.01.008
      摘要:特高压输电线路等电位带电作业过程中会出现电弧放电,产生高幅值、高能量的脉冲电流,因此提出准确的转移电流计算方法对作业人员的安全防护具有重要意义。文中提出了基于电弧模型的电位转移电流计算方法,可对进入等电位的过程进行模拟。基于PSCAD平台建立了1 000 kV输电线路耐张塔等电位带电作业电位转移电流计算模型,同时分析了进入等电位的方式及速度对转移电流的影响。仿真与实测结果基本一致,表明该计算模型能够有效反映电位转移电流的动态变化特性。采用软梯法获得的转移电流峰值更小,提高进入等电位速度,可有效降低电位转移电流幅值。  
      关键词:1 000 kV;输电线路;等电位带电作业;电位转移电流;电弧模型   
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      更新时间:2025-04-26
    • C4F7N-CO2混合气体多次放电后的绝缘性能劣化研究

      唐炳南, 田增耀, 郭晓雪, 赵虎
      2024, 60(1): 71-77. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.01.009
      摘要:C4F7N气体由于具有优良的绝缘性能,作为典型的SF6替代气体受到本领域广泛关注。文中针对C4F7N-CO2混合气体多次击穿放电后的性能劣化现象,在针板电极下开展了不同配比条件下C4F7N-CO2混合气体的工频电压击穿试验,并利用气相色谱质谱联用仪来检测混合气体多次击穿放电后的分解物。通过研究发现:C4F7N-CO2混合气体多次击穿电压会出现劣化现象,此外,随着C4F7N-CO2混合气体击穿次数增多,分解产物六氟乙烷C2F6明显增多,其他几种杂质的含量相对较少,CF2=CFCN、CF3CHFCN、CF3CH(CF3)CN的含量也随之增多,与之对应的,C4F7N含量有所降低。  
      关键词:C4F7N-CO2混合气体;绝缘性能;分解特性;性能劣化   
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      更新时间:2025-04-26
    • 气压湿度对空气隙绝缘特性的影响研究

      苏梦函, 安韵竹, 赵文龙, 胡元潮, 李海涛, 黄涛
      2024, 60(1): 78-86. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.01.010
      摘要:外界环境条件影响以空气为介质的电力设备外绝缘性能,为了研究空气放电的物理特性,文中基于Boltzmann方程研究空气中电子与分子碰撞的微观过程,计算分析气压、湿度对空气隙绝缘性能的影响规律。结果表明,温度为300 K,气压为1.0 atm(1 atm=101 kPa)时,空气相对湿度的升高会改变电子能量分布函数和电子输运参数。相对湿度每升高30%,电子平均能量下降约0.2 eV,约化电子迁移率下降约0.25×1023(V∙m∙s)-1,约化电子扩散系数下降约0.2×1024(m∙s)-1,空气相对湿度从0%升高到30%,临界击穿场强升高486 V/cm,空气相对湿度从30%升高到60%,临界击穿场强升高729 V/cm,空气隙绝缘性能增强;温度为300 K,相对湿度为0%时,气压每升高0.2 atm,临界击穿场强升高约6 kV/cm,空气隙绝缘性能增强。  
      关键词:湿度;气压;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:2025-04-26
    • 锂离子电池储能电站热失控预警与防护研究进展

      李正力, 李肖辉, 王京, 杨龙团, 张跃伟, 闫涛
      2024, 60(1): 87-99. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.01.011
      摘要:锂离子电池储能电站安全问题是制约能源变革与“双碳”长远目标实现的重要因素。一旦储能电站发生安全事故,造成的财产损失和人员伤亡将非常严重。文中分析了锂离子电池储能电站引发安全事故的原因;综述了储能电站发展至今安全前置的各类预警技术,介绍了抑制储能电站热失控扩散的灭火剂种类及优缺点;对近年来工程应用及实验研究安全预警和防护的技术特点进行了总结和讨论;最后,针对各类应用场景的锂离子电池储能电站,从行业健康、有序、长远发展的角度,指出在安全事故预警、防护方面存在的问题,并对未来发展技术趋势进行了展望。  
      关键词:锂离子电池;储能电站;安全防护;热失控   
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      更新时间:2025-04-26
    • 电热应力对硅油产气特性协同效应的实验研究

      连鸿松, 郑东升, 刘慧鑫, 赖永华, 李长云
      2024, 60(1): 100-107. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.01.012
      摘要:实验室中常采用加速老化方法获得硅油的老化试样,并根据试样中溶解气体组分及体积分数判断硅绝缘油的老化状态,但当前实验中仅能施加热应力或电应力,不能较好地反映硅油的真实工况。为解决这这一问题,文中开展了电热应力对硅油产气特性协同效应的实验研究。文中针对PMX-200型硅油,在200 ℃、25 kV下设计了硅油的热电老化、电热老化和电热联合老化等3组加速老化实验,通过对试样中的气体组分及体积分数分析,发现热电老化方式与电热联合老化方式下试样中溶解气体组分及体积分数最为接近,误差在7.41%~16.86%之间。文中结果表明实验中可用热电老化方式模拟硅油的实际老化条件。同时,文中结合ReaxFF力场,从原子水平上分析了硅油的热老化及电热老化机理。文中所得结论可为硅油的加速老化实验提供理论基础。  
      关键词:电硅绝缘油;热电联合老化;产气特征;协同效应   
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      更新时间:2025-04-26
    • 隧道牵引分区所雷击暂态特性及其二次设备电磁兼容研究

      王继来, 王朋成, 张威振, 张国钢
      2024, 60(1): 108-117. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.01.013
      摘要:牵引供电系统遭受雷击会在分区所内产生过电压与过电流,对分区所开关柜中二次设备产生瞬态电磁干扰,影响其正常运行。文中针对电气化铁路隧道分区所,建立雷击暂态仿真模型,计算了接触网不同位置遭受雷击时分区所的过电压与过电流,建立了27.5 kV开关柜的电磁场有限元仿真模型,分析开关柜中不同区域的瞬态电场、磁场分布。结果表明:雷击接触网会在分区所内产生幅值较大、频率较高的过电压与过电流,在其作用下开关柜低压室瞬态电场可达147.2 V/m、瞬态磁场可达1.3 kA/m,断路器室前壁处瞬态电场可达822.9 kV/m、瞬态磁场可达15.85 kA/m,超过标准规定的幅值,二次设备需要考虑相应的电磁屏蔽措施。论文结果对牵引供电系统雷击过电压/电流防护以及二次设备电磁兼容设计具有参考价值。  
      关键词:隧道牵引供电系统;分区所;雷击暂态特性;开关柜;二次设备;电磁兼容   
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      更新时间:2025-04-26
    • 基于IRC法和局部放电法的车载高压电缆绝缘状态评估

      宋微, 贾步超, 张鹏, 张鹏鹏, 李飞霏, 辛东立
      2024, 60(1): 118-127. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.01.014
      摘要:为准确评估乙丙橡胶(EPDM)车载电缆的绝缘老化状态,引用了等温松弛电流(IRC)法和局部放电(PD)法,分别讨论了老化因子、局部放电特征信息与电缆老化状态之间的映射关系,结果表明:随着车载电缆运行里程的增加,老化因子、局部放电量、放电次数和放电电流均呈现规律性增长趋势,多种老化应力协同作用是造成车载电缆绝缘劣化的主要原因,绝缘材料内部陷阱的增多和加深是车载电缆老化的微观表现。协同等温松弛电流法和局部放电法对车载电缆绝缘状态的评估具有有效性和可行性,通过建立微观陷阱分布特性与宏观局部放电特性之间的联系,分析可得:深陷阱捕获电荷的能力较强,电荷极易集聚,局部放电容易发生,因此基于IRC法和局部放电法对车载电缆绝缘状态进行评估具有一定的价值意义,可指导高速动车组电网规划及电缆检修工作。  
      关键词:等温松弛电流;老化因子;局部放电;陷阱;绝缘状态   
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      更新时间:2025-04-26
    • ±500 kV直流换流阀用饱和电抗器温度场与电场仿真研究

      毛颖科, 张天枫, 朱正一, 官瑞杨, 贾志东, 龚震东
      2024, 60(1): 128-135. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.01.015
      摘要:高压直流换流阀饱和电抗器在工作过程中发热量大、电场分布不均匀,使其成为阀厅的安全隐患。为改善饱和电抗器的温升效应,文中以实际±500 kV直流换流阀用饱和电抗器为研究对象,建立了改进的流体场与温度场耦合模型,该仿真模型综合考虑流体传热、空气对流散热、绕组焦耳热和铁心涡流热损耗等实际因素,仿真计算电抗器各部件的温度场分布及其影响因素。现场验证表明该模型计算结果更接近实际工作状况。还建立静电场仿真模型,仿真计算电场畸变情况。温度场结果表明:饱和电抗器的铁心温度最高、环氧树脂次之、冷却水管路温度最低;铁心最高温度可达342 K。提高冷却水入口流速是降低饱和电抗器温度的有效方法,阀塔冷却系统的入水流速设置为1 m/s时可达最佳的冷却效果。环氧树脂、铁心和冷却水管的最高温度均与冷却水入口温度呈线性递增关系,实际工作中应使冷却水的初始温度越低越好。电场结果表明:环氧树脂与铁心交界面处出现明显的电场畸变现象,最大电场强度可达1.26×105 V/m。应在此处采取均压措施以防止电场集中而导致的局部温度过高。文中所得结论可为直流换流阀用饱和电抗器的设计提供参考。  
      关键词:换流阀;饱和电抗器;温度场;电场仿真   
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      更新时间:2025-04-26
    • 贾跟卯, 赵启承, 骆福权, 刘浩, 翟雨佳
      2024, 60(1): 136-143. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.01.016
      摘要:直流换流站高通HP3型交流滤波器组中电抗器匝间短路故障事故多发,由于缺乏对此故障的快速监测及保护,导致其匝间短路持续存在3~9 min之久并起火燃烧。匝间短路后电抗器的等值电感会不断减小,由此引起了滤波器电路参数变化并进而引发了滤波器配置的热过负荷保护启动告警,长久故障也引发了次生的电抗器底部支撑绝缘子闪络接地致使滤波器差动保护动作出口跳闸。文中分析了3起典型故障案例,结合C型高通HP3型滤波器电路设计理念及运行特点,解释了有关保护启动及动作的原因。基于匝间短路会导致HP3电路中电阻器上的工频电压、电流会随着匝间短路的不断发展而剧烈增大的特性,提出了一种基于工频电压差动原理的故障监测及保护方法。  
      关键词:高通HP3型交流滤波器;匝间短路;滤波电抗器;故障监测及保护;电压差动   
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      更新时间:2025-04-26
    • 唐志国, 李阳
      2024, 60(1): 144-153. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.01.017
      摘要:变压器是电力系统中的关键设备,局部放电(PD)是致使变压器绝缘劣化的主要原因,也是绝缘劣化的重要表现形式。针对高频PD信号中复杂的噪声信息,提出一种基于互信息和峭度优化的改进无参经验小波变换的降噪方法。该方法以经验小波变换(EWT)分解为基础,构造高斯核函数平滑频谱生成尺度空间,利用k-means聚类对边界点进行筛选得到频带分界点,然后提取无参尺度空间EWT分解的模式分量的互信息值和峭度值进行合并优化,排除冗余的频谱划分点并对频谱重新分割,利用新的频谱边界进行划分得到有价值的分量,在有价值的分量中去除噪声分量并将剩余分量进行通用阈值降噪然后重构信号达到PD信号降噪效果。文中方法不需要人工参与且解决了模态混叠问题,仿真和实验室、现场测试表明,与现有小波变换降噪和基于经验模态分解降噪的方法进行对比,文中的方法能够更加有效抑制PD信号中的噪声信息。  
      关键词:变压器局部放电;经验小波变换;尺度空间;互信息;峭度;降噪   
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      更新时间:2025-04-26
    • 分体分步式换流变有载分接开关研制

      吕玮, 陈羽, 孙超, 王文杰, 许元震, 方太勋
      2024, 60(1): 154-162. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.01.018
      摘要:特高压直流换流变压器有载分接开关长期承载满负荷运行的方波电流,切换电流di/dt大,熄弧困难,并且动作频繁,基本被国外企业垄断。文中首先针对特高压换流变传统有载分接开关无任何直接有效的电气量监测保护的“黑盒”难题,以及故障极易引起换流变本体损坏,影响特高压直流工程可用率问题,提出了一种分体分步式有载分接开关拓扑,实现换流变有载分接开关核心部件分体布置以及分步闭环控制保护,并分析梳理了工程应用的电气应力;然后进行了切换开关、分接选择器和控制保护装置等关键核心部件的研制;最后搭建基于LC谐振法的切换试验系统,对所研制的分体分步式有载分接开关进行了切换试验、容量试验、温升试验以及绝缘试验。试验结果表明:所研制的分体分步式有载分接开关额定级电压4 kV,最大通过电流1 600 A,切换开关外置,无油化设计,内部集成电气测量系统,切换过程能够实现分步操作控制和保护,避免故障扩大化,满足±800 kV/5 000 A特高压直流输电换流变压器的工程应用需求。  
      关键词:特高压直流输电;有载分接开关;切换开关;分接选择器;并联谐振   
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      更新时间:2025-04-26
    • 周晶, 罗日成, 黄军
      2024, 60(1): 163-171. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.01.019
      摘要:为了有效去除变压器局部放电超声信号中的白噪声干扰,提高后续局部放电模式识别及定位的准确性,提出了一种基于改进小波阈值和自适应噪声完全集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)的变压器局部放电超声波信号去噪方法。首先,通过对放电信号进行CEEMDAN分解得到一系列由高频到低频的本征模函数IMF(intrinsic mode function);然后,利用多尺度排列熵(multi-scale permutation entropy,MPE)算法计算各阶IMF分量的排列熵PE(permutation entropy),根据各IMF的排列熵值确定信号的去噪阈值与有效阈值。对高于去噪阈值的IMF分量采用改进小波阈值法进行去噪处理,对低于有效阈值的IMF分量视为基线漂移进行剔除。最后,通过重构去噪分量与剩余分量来获得去噪后的超声波信号。仿真和实验结果均表明,文中所提出的去噪算法大大提高了信号的信噪比,并保留了原始超声波信号中的有效信息,对提高后续利用超声波信号进行局部放电模式识别及定位的精确性具有重要意义。  
      关键词:局部放电;超声波信号去噪;改进小波阈值;多尺度排列熵;CEEMDAN   
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      更新时间:2025-04-26
    • 纳米晶铁心中频变压器磁—结构场耦合数值模拟

      陈彬, 席彬晟, 李学宝, 万妮娜, 唐波
      2024, 60(1): 172-181. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.01.020
      摘要:中频变压器是高压大容量直流变换器的核心元件,但高频率、高功率密度会导致变压器振动噪声加剧。为了精确模拟中频变压器的铁心振动特性,文中建立了中频变压器三维瞬态磁—结构场耦合分析计算模型,利用有限元法计算空载条件下铁心振动加速度和位移。结合纳米晶卷形铁心层合结构的特点,按照横观各向同性对纳米晶铁心的力学材料特性参数进行计算和赋值。搭建了壳式和芯式两种不同铁心拓扑结构的中频变压器仿真模型和实物模型,通过仿真和实验系统性地研究了气隙结构、铁心拓扑结构对中频变压器振动的影响。通过理论计算和实验结果的比较证实:铁心气隙表面处的麦克斯韦力是振动的主要原因,壳式中频变压器的最大麦克斯韦力密度(25 257 N/m2)大于芯式中频变压器(20 936 N/m2);壳式铁心的最大加速度(40 m/s2)大于芯式铁心(30 m/s2)且数值模拟的误差在10%以内。  
      关键词:中频变压器;铁心振动;磁致伸缩;麦克斯韦力;振动加速度   
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      更新时间:2025-04-26

      技术讨论

    • 短路电流对二次设备电磁干扰分析及抗干扰措施

      张赢, 袁晓东, 曹春诚, 程显, 朱剑鹏
      2024, 60(1): 182-189. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.01.021
      摘要:目前智能配电网的建设不断推进,加快了配电开关一二次设备相关技术的发展,也对长期处于复杂电磁环境下的二次设备提出了更高的要求。文中基于合成试验回路搭建了短路电流对配电开关二次设备电磁干扰试验平台,开展开断故障电流对相关干扰对成套设备的影响研究,分析干扰信号产生原因、频谱特性。针对干扰的特性设计一套抗干扰测量系统,利用ATP-EMTP模拟合成回路进行仿真分析并进行实际测试验证。结果表明:成套设备进行开断试验时,二次设备端口会受到较大的干扰。电流波形也会发生畸变,干扰电流的最高可到26 A,且干扰电流受电流互感器磁饱和和退饱和的影响,通过增加抗干扰措施,二次设备输出准确度与之相比提升约40%。本次的试验结果可为一二次融合成套设备中二次设备电磁兼容研究提供相关依据。  
      关键词:一二次融合;电磁干扰;合成试验回路;暂态恢复电压;ATP-EMTP;二次设备   
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      更新时间:2025-04-26
    • 一起500 kV GIL管母支柱绝缘子故障分析

      陈静, 曹鸿, 李国艮, 王典浪
      2024, 60(1): 190-196. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.01.022
      摘要:为了分析某换流站的一起500 kV GIL管母支柱绝缘子故障,对故障GIL开展解体检查、结构原理分析、重力影响分析、导体膨胀仿真计算、绝缘子浇注工艺分析、绝缘子装配工艺分析等。通过研究分析,确定了GIL故障原因为三支柱绝缘子铝质金属表面与绝缘体之间存在微小间隙缺陷,在生产、运输、安装、运行等过程中小间隙逐渐扩展、劣化,最终导致击穿放电。最后从强化生产工艺控制、提升出厂检测标准、提高运输过程管控要求、加强现场超声波带电局放测试几方面提出改进建议,为后续GIL生产、运输、运维等方面提供借鉴。  
      关键词:GIL;管母;支柱绝缘子;故障原因;仿真计算;防范措施   
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      更新时间:2025-04-26
    • 高压GIS用三工位隔离接地开关的结构类型

      吴小虎, 吕东明, 高美华, 鄢敏, 杨清清, 宋鹏, 付杰
      2024, 60(1): 197-204. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.01.023
      摘要:文中介绍了72.5 kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备(简称GIS)常用的3种结构类型的三工位隔离接地开关:双导电杆连杆传动的三工位隔离接地开关、滚珠丝杠传动的三工位隔离接地开关、齿轮齿条传动的三工位隔离接地开关。这3种三工位隔离接地开关有别于传统的旋转闸刀式结构,都是属于国内外主流的动触头直动插入式结构。通过对这3种三工位隔离接地开关结构、滑动电联接形式以及运动形式的阐述,分析了各种结构的优势,为GIS核心模块部件的改进和优化设计提供技术指导。  
      关键词:GIS;三工位隔离接地开关;双导电杆;滚珠丝杠;齿轮齿条   
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      更新时间:2025-04-26
    • 崔江静, 吴宏晓, 南保峰, 李莹
      2024, 60(1): 205-214. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.01.024
      摘要:基于行波法的双端故障定位是一种有效的高压电缆故障快速定位技术,测量故障行波和计算行波到达时间是影响定位精度的两个关键问题。首先,文中设计了一种增益可变的非接触式故障电压测量传感器,计算了增益调整参考曲线,用于指导传感器增益调节。然后,采用反馈式变分模态分解(feedback variational mode decomposition,FVMD)计算故障行波高频分量,结合魏格纳—威利分布(Wigner-Ville distribution,WVD)计算高频分量能量分布曲线最大值点,从而获得准确的故障行波的到达时间。PSCAD/EMTDC仿真验证该方法能有准确地确定故障行波的到达时间。最后,在一条退运的110 kV电缆线路开展了实验验证,结果表明定位误差不大于0.5%,远优于目前常用的几种方法。文中的理论和实验结果均表明,研制的新型传感器及选取的FVMD&WVD方法,能用于快速有效地确定电缆故障的位置,对开展电缆故障的快速定位以及运维抢修具有指导意义。  
      关键词:电缆故障;传感器;变分模态分解;Wigner-Ville分布   
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      更新时间:2025-04-26
    • 220 kV户内GIS屋顶垂直出线方案及工程实践应用

      黄成辰, 王球, 周洪伟, 王庭华
      2024, 60(1): 215-220. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.01.025
      摘要:配电装置的优化布置是影响变电站紧凑化布局的关键因素。文中提出一种采用屋顶联合构架的新型220 kV户内GIS设备垂直出线设计方案,从GIS设备的生产制造、配电装置的优化布置、设备安装检修及工程实践应用方面进行详细阐述,给出适用于220 kV户内GIS设备屋顶垂直出线方案的推荐尺寸值,并对该设计方案在实际工程应用中应注意的问题进行了说明。文中提出的优化布置方案将220 kV配电装置架空出线间隔宽度从12 m优化至6 m,可大幅降低配电装置占地面积,提高变电站土地利用率,节省工程投资。  
      关键词:220 kV GIS;垂直出线;屋顶构架;配电装置   
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      更新时间:2025-04-26
    • 刘威, 李浩, 王建, 董新胜
      2024, 60(1): 221-228. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.01.026
      摘要:配电系统中某一单体设备的抗震性能评估结果难以表征配电系统整体的抗震能力,高压配电系统的抗震安全性评估研究亟需开展。目前,用于结构系统可靠性评估的界限估计方法在土木工程结构领域得到应用和推广,此方法在电力系统抗震性能概率性评估中的应用较少。基于此,文中以某实际工程高压配电系统为例,采用一阶界限估计方法和二阶界限估计方法对配电系统的易损性进行研究。研究结果表明:该配电系统的超限概率大于系统中任一单体设备的超限概率;基于一阶界限估计方法求解的配电系统易损性曲线界限区间较宽,不利于工程的实际应用;基于二阶界限估计方法求解的易损性曲线界限区间窄,但下界对系统中单体设备的超限排列顺序较为敏感,在应用此方法时应特别注意。  
      关键词:配电系统;界限估计;地震易损性;瓷套管根部应力;侧移比;排列顺序   
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      更新时间:2025-04-26
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