随着传统高电压技术、电工材料学、计算仿真技术、等离子体理论等的研究和发展,以高电压技术和等离子体理论为基础,利用应用数学和计算机科学解决或解释高电压工程实际问题的计算高电压工程学（CHVE）应运而生。论文介绍了计算高电压工程学提出的技术和工程应用背景,阐述了计算高电压工程学的定义、研究对象和研究体系,探讨了学科理论研究重点和...
准确评估关键输变电设备的运行状态,及时制定针对性的运维检修策略,对保证电力系统安全、可靠和经济运行具有重要意义。随着智能电网技术、信息技术和智能运维技术的快速发展,输变电设备的状态数据逐渐呈现出体量大、类型多和增长快等大数据特征。如何实现多源异构数据的高效综合利用、各类数据与设备状态间关联关系的深入挖掘、设备在不同运行...
现今电网电压监测和过电压监测大多采用传统的接触式分压系统,该方式的运行可靠性较高,但具有测量频带窄、抗电磁干扰能力弱、安装和维护不方便等不足之处。因而基于一次电光效应和空气耦合杂散电容原理,设计了双铌酸锂晶体结构的光学电压传感器,响应频带可覆盖10Hz～5MHz,电压比例系数波动小于2%。在实验室搭建试验平台测量了传感器的输入输出...
针对传统变压器故障诊断过程中故障征兆与故障类型间映射关系的不确定性及模糊性问题,根据粗糙集知识与多核学习理论,构建了一种变压器多级故障诊断模型。该方法基于溶解气体分析（DGA）诊断标准,以5种特征气体及16种气体比值作为初始特征量,并利用邻域粗糙集知识按属性重要度大小获取在所诊断故障类型上高重要度的最小故障特征信息集。在深入挖...
小电流接地系统发生单相接地故障时,强噪声会造成暂态零序电流故障特征信息难以提取和故障情况随机等问题。为此,提出了一种基于优化双稳态去噪的故障选线方法。首先,在分析噪声对暂态零序电流（TZSC）影响的基础上,将遗传算法和双稳态系统应用到暂态零序电流的去噪中;然后,依据暂态零序电流的峰值将故障情况分为3种模式：强故障模式、中等故障...
随着电网电压和系统容量不断提高,气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）内部故障频频发生放电现象。基于虚拟边界面和多层边界剖分方法,应用有限元法建立了三相一体紧凑型GIS高压导体外表面和外壳内表面不同位置存在金属异物时的分析模型,计算了内部的电位与电场强度分布。同时提出二阶灵敏度系数α的概念,分析了金属异物的高度和半径对于局部场强畸...
直流融冰技术是电网防御冰灾的重要技术。现有的直流融冰装置性能检测主要进行短路或开路试验,无法完全模拟实际运行条件下的融冰状态。为了设计直流融冰装置全压大电流试验中所用的模拟负载,以10 MW直流融冰装置为例,根据传热学和计算流体力学（CFD）的基本理论,以水作为模拟负载的导电和散热介质,建立功率1/100的缩比负载的物理模型。采用有限...
对流换热系数是覆冰热平衡中的关键参数,其精确计算对于提高热平衡方程计算精度有很大作用。以往对于覆冰导线的模拟过程中,大都将覆冰导线等效为光滑圆柱处理,但过冷却液滴的冻结会引起覆冰形状差异和覆冰表面粗糙高度的大幅增加,从而能对覆冰导线表面换热特性的计算精度带来很大影响。针对硬雾凇覆冰表面工况,建立了包含表面粗糙高度的覆冰输...
频率响应法常与变压器绕组等值电路结合起来共同分析变压器的频响机理和绕组状态,而绕组建模是必要的基础性工作。为此,提出了一种基于有限元法的变压器绕组建模方法。利用有限元仿真软件ANSYS Maxwell建立了电力变压器（容量为400kVA,连接组别为YNyn0）的有限元模型,结合推导的基于单饼的变压器绕组纠结和顺序缠绕方式的等值纵向电容计算方法,...
考虑到结构网格与非结构网格在变压器内部温度场及油流场数值模拟中计算效率和计算精度方面的技术缺陷,对一台单相试验变压器三维模型进行多面体网格剖分,完成了不同负载系数下变压器内部温度场及油流场的仿真计算。此外,为验证仿真模型,对试验变压器进行了温升试验。研究结果表明：在相同的基准尺寸下,与非结构四面体网格相比,多面体网格能大大...
电力变压器是电力系统中最重要的设备之一。为了对变压器内部绕组状况开展实时在线监测、及时发现绕组变形故障,提出了一种绕组变形在线监测新方法。该方法基于变压器原副边电压电流信号构造特征图形,通过图形的变化来反映绕组变形情况。论文首先借助仿真软件建立模型,模拟绕组正常和故障情况,进行仿真测试;在此基础上,进一步搭建变压器绕组变形...
雷电连续电流分量作用时间长、转移电荷量大,对金属接闪器烧蚀效果明显,是飞行器表面材料雷电直接效应考核中最受关注的项目,GJB 3567等相关试验标准要求试验间隙距离不小于5 cm以模拟弧根效应,电弧间隙长度、极性及高压电极对试验效应的影响还未引起关注。因而开展了雷电连续电流对铝合金板材烧蚀特性的试验,研究了正负极性、间隙长度、高压电...
＂油硫腐蚀现象＂是变压器铜绕组与绝缘油中存在的活性硫发生反应,反应产物进入油纸绝缘系统,导致其介损增大,电阻率下降,进而成为引发电力设备故障的一种因素。针对该情况,基于晶界工程（grain boundary engineering, GBE）技术,通过优化铜绕组制备工艺＂轧制＂过程中的形变量参数,调控铜绕组微观组织结构,提升其抗油硫腐蚀性能,并研究其对绝缘...
盆式绝缘子广泛应用于高压组合电器（GIS）设备中,是实现中心导体与接地法兰间电气隔离的重要绝缘件。论文试验分析了盆式绝缘子用材料的绝缘性能,并通过电热耦合分析流程获取了盆式绝缘子的电热场分布,计算得到了最热点温度与载流量之间的关系。应用理论模型获取了盆式绝缘子的发热曲线,并用该曲线对盆子绝缘事故进行了分析。研究表明：盆子本...
变压器内部温度的获取是评估其运行状态及性能的重要手段,该温度除了与变压器运行条件有关外,还直接受环境温度、风及日照等环境因素的影响。在分析具有内热源的箱体热路模型以及变压器热量传递过程的基础上,论文首先对所处环境条件不发生变化时变压器的理想热路模型进行了研究,构建了综合考虑环境温度、日照辐射、自然风速等环境因素以及运行工...
对现场变压器进行短路冲击来研究绕组状态的方法,虽能够正确反映实际变压器绕组变形的过程,但其投入较大且费时费力。为此,利用冲击电流发生器在实验室中建立了一套较为简便的变压器短路冲击实验平台,对短路冲击下的变压器箱体振动与冲击电流的耦合关系进行了探讨,提出了基于频响函数相关系数的变压器绕组状态评价方法,并通过在绕组中设置故障研...
为同时抑制超高频（UHF）局部放电（PD）信号中的周期性窄带噪声和随机白噪声,在分析UHF PD信号频谱特性的基础上,发现PD脉冲的频谱具有以某一频率为中心向左右两侧衰减的特征,中心频率处的谱线幅值要明显高于边带部分,且位于谱图上的局部极大值点处。为此,提出了一种基于改进Protrugram和小波变换的UHFPD信号去噪算法。该方法首先在频域上识别P...
室温硫化硅橡胶（RTV）防污闪涂料在运行过程中会受到环境因素影响而出现老化现象。为了探究广东地区高温高湿多雨环境下玻璃绝缘子RTV涂层脱落严重的原因,对实际运行绝缘子样品进行了表面状态分析及老化指标检测,并采用附着力测试的方法研究了RTV试片在人工环境作用后的涂层状态变化。研究结果表明：吸湿性盐污秽侵入涂层内部后的吸潮作用及污...
为更好地了解植物绝缘油的产气过程,指导植物绝缘油变压器故障诊断,从宏观和微观两个层面研究了山茶籽绝缘油的热分解过程。通过实验研究了山茶籽绝缘油在363～403 K温度下经过5、10、15、20天热分解的产气特性和酸值变化规律。采用Reax FF反应力场构建山茶籽绝缘油模拟体系,通过分子动力学（MD）仿真,模拟植物绝缘油中分子在1400～2200K温度下...
动态回路电阻测量是一种高压SF6断路器触头诊断技术。由于动态回路电阻测量过程中存在较严重的扰动现象,导致其特征量计算困难,并且严重影响触头烧蚀状态的评估。通过研究不同烧蚀程度下的高压SF6断路器的动态回路电阻曲线,发现动态回路电阻测量曲线上的扰动现象主要包括3种：波动、窄脉冲（几μs）和宽脉冲（几十到几百μs）。试验电路仿真分析结...
为研究直流电压下油纸绝缘纤维小桥的产生原因及其对局部放电（简称局放）过程的影响,搭建了直流油纸绝缘实验平台,采用水平及垂直针板模型,对包括小桥形貌、局放起始电压、局放重复率、局放放电量在内的多个因素进行了检测分析。结果表明：在直流电场作用下,纸板表面纤维分子链断裂产生游离态纤维杂质,进而形成小桥。由于受力情况不同,小桥呈现...
针对目前碳纤维增强型复合材料（CFRP）雷电直接效应研究中存在的雷电多分量高精度时序控制及连续共同作用的相关测试及控制技术难题,采用大功率整流滤波回路设计了雷电流C分量发生回路,并研究了平波电抗器及负载对C波输出波形的上升时间、纹波系数等参数的影响。研究发现：随着平波电抗器的升高,雷电流C分量的上升时间增加,纹波系数降低。为保...
随着局部放电检测技术和大数据技术的推广,变电站现场气体绝缘组合电器（GIS）的局部放电检测数据不仅数量庞大,而且数据来源复杂,因此传统的局部放电模式识别方法已难以满足需求。鉴于此,提出了一种基于深度卷积网络的局部放电大数据模式识别方法,构建了应用于局部放电模式识别的深层卷积网络模型,同时应用深度自编码器对模型参数进行初始化,利...
工程经验表明,对运行年限较久、受潮严重的变压器而言,绕组内部的匝间纸绝缘可在一定温度条件下析出气泡,从而危害设备绝缘。鉴于此,首先制作了纸绝缘模型,以模拟实际变压器匝间结构在水分扩散和温度变化等方面的特性,并搭建实验平台来研究气泡起始的规律。然后通过改变温升速度、含水量和溶气量等条件,研究了气泡起始温度的变化规律。研究结果...
现有的基于特高频（UHF）信号的局部放电时延定位方法研究重点多集中于提高时差的计算精度,而对系统定位误差的校正鲜有涉及。为此,论文直接从系统定位误差入手,提出了一种基于多神经网络的定位误差修正算法。在极径r∈[2 m, 6 m]、r∈[6 m, 12 m]及r∈[12 m, 18 m]这3个区间分段内建立了相应的误差补偿网络,利用有限个标定点的时延误差来训练径...
超高频（ultra-high frequency, UHF）局部放电（partial discharge, PD）检测法是目前应用最广泛的PD检测方法之一,通过提取UHF PD信号的时频特征可实现PD类型的识别。因此提出了一种基于改进S变换的UHF PD信号时频特征提取方法,首先通过引入新的频域窗宽度计算公式对标准S变换进行改进;然后根据得到的S变换模矩阵计算频率-最大幅值图,并提取出...
高压输电线间距过小时容易出现相间闪络和短路等故障,为预防此类故障带来的危害,提出了基于双目测距的输电线交叉跨越测量方法。该方法基于改进的链码算法,设计了一种输电线自动检测算法,以提取输电线的像素坐标;依据双目测距原理,建立了输电线交叉跨越几何测量模型,计算了输电线间距。最后将该方法应用于对山西阳泉2条输电线的现场测量中。实际...
为了提高变压器的故障诊断精度,提出了一种基于蝙蝠算法（BA）优化最小二乘双支持向量机（LS-TSVM）的变压器故障诊断方法。该方法针对变压器故障诊断过程中的多分类问题,通过计算类间相异度矩阵自下而上构建哈夫曼树,结合LS-TSVM建立了多类分类故障诊断模型,然后采用蝙蝠算法对模型中LS-TSVM分类器的参数进行优化。利用该方法对变压器进行故障...
短时电磁暂态作用下,变电站接地体间会产生相对电位差,使二次电缆屏蔽层中流过电流并耦合至二次设备端口,从而造成运行故障甚至设备损坏。鉴于此,通过模拟试验研究获取了二次电缆屏蔽层电流对二次端口的耦合特性,并分析了耦合机理。首先,搭建了模拟开关操作、短路故障、雷击等电磁暂态作用下,电缆屏蔽层电流对端口耦合的试验平台,并开展了试验测...
为了认识修复液沿交联聚乙烯（XLPE）电缆高度方向的浓度分布及其对修复效果的影响,研究了预修复（老化前预先注入修复液）电缆样本上侧和下侧的水树生长特征以及绝缘层的微观形貌变化。对两组预修复电缆样本分别进行不同时间的加速水树老化。通过光学显微镜观测不同老化时间的样本其上下侧的水树形态和尺寸,同时利用扫描电镜（SEM）和红外光谱...
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