直流叠加冲击电压下XLPE中空间电荷特性研究

高压交联聚乙烯（XLPE）直流电缆在工作状态下，会受到电力系统中由投切等操作引起的操作冲击电压的破坏，导致绝缘受到影响，而目前缺乏多次冲击累积效应引起空间电荷累积导致电缆绝缘劣化的相关研究。本文基于实验室已有的直流叠加冲击电压下的PEA法空间电荷测量系统，分别测量了直流电压、冲击电压、直流叠加冲击电压作用下XLPE电缆绝缘中的空间电荷特性。结果表明：正直流电压下XLPE体内以异极性电荷为主，负直流电压下SC电极上出现同极性负电荷的注入；连续的高幅值冲击电压作用会导致双电极上大量的同极性电荷注入，且负极性冲击下电荷注入量略多；当直流叠加冲击电压时，同极性叠加方式比异极性叠加方式更能促进双电极上同极性电荷的注入，而且冲击电压作用时间越长，XLPE试样内部积聚的电荷量越多。     

变电站直流系统绝缘检测方法研究

为提高变电站直流系统运行的可靠性,需实时监测直流母线及各支路的绝缘状况。本文分析了既有的基于平衡桥和不平衡桥测量直流母线及各支路对地绝缘电阻的原理,并指出了其不足。基于传统的检测方法,利用投入绝缘测量电阻前后正负母线对地电压及各支路的漏电流,实现了多支路正负极同时出现绝缘下降的检测和绝缘电阻的测量,有效地解决了既有检测方法无法测量多支路绝缘下降的问题。     

基于变频投切电阻的直流系统绝缘检测方法

针对目前所使用的直流系统接地故障的低频注入法,在测量时会给直流系统带来影响,而且直流系统中存在的分布电容使得此方法遇到很多问题,提出了一种以改变频率两次投切电阻使直流转换为交流从而进行绝缘检测的方法.通过在母线投入一条支路,控制开关与已知频率投切,经并联电容将方波变为三角波.经过两次投切以后,根据频率,通过测量并联电容两端电压和支路电流,经推导后公式排除支路分布电容的影响,计算即可得到电阻值,变换后的小信号由直流电流产生,满足DL/T 724-2000《电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》的规定.该方法提高了检测精度,不考虑直流系统中分布电容的影响因素,增加了绝缘检测设备的检测能力,通过仿真验证了方法的可行性.     

高压直流挤包绝缘电缆系统试验的分析和研究

与高压交流挤包绝缘电缆系统的试验相比,高压直流挤包绝缘电缆系统试验需要考虑电缆绝缘内最大温差和叠加冲击电压试验这两个难点。直流电缆制造商会依据绝缘材料和电缆设计特点,向试验机构提供绝缘内最大温差的数值。在负荷循环的稳态过程中,需要控制绝缘内最大温差。由于在试验过程中没有办法直接测量绝缘内最大温差,其数值是通过稳态热传递原理公式推算得到的。对依据稳态热传递原理推算的绝缘内最大温差和负荷循环的执行情况进行了说明。运行中的高压直流输电线路除了承受正常的工作电压外,同时还可能承受雷电和操作冲击的作用。因此,在高压输电线路的绝缘设计中,需要考虑直流高压下的空间气隙的冲击放电特性,并对叠加冲击电压试验进行研究。对叠加冲击电压试验的两种试验回路进行了分析和探讨。     

交流XLPE电缆改为双极式直流运行的电压等级设计

对交流交联聚乙烯(XLPE)电缆配电线路进行直流改造后,确定合理的直流运行电压等级对改造后电缆的安全稳定运行及系统供电能力的提高具有重要意义。针对改为双极式直流运行的10kV和35kV交流配网中的典型XLPE电缆,通过有限元分析软件ANSYS对其在直流稳态工作电压及暂态冲击电压下的电场强度最大值及分布情况进行仿真分析。仿真结果表明,为避免空间电荷效应引起绝缘击穿,10kV和35kV交流XLPE电缆改为双极式直流运行后的电压等级分别取±10kV和±20kV为宜,可为相关工程提供一定参考。     

交流叠加法带电测试XLPE电缆绝缘性能的研究

为避免直流成分法、直流叠加法、低频叠加法等XLPE电缆绝缘检测方法测试困难的缺点,基于交流叠加法理论分析了101Hz信号劣化机理,论证了该法高灵敏、抗干扰、可带电测试的优点。用多种数字滤波结合FFT的办法排除现场干扰及器件漂移电压的影响研制了测试仪器。现场试验结果与实际分析一致,证明该法可行。     

XLPE电缆在线自动绝缘诊断技术研究

交联聚乙烯 (XLPE)电缆绝缘老化自动检测系统采用直流成分法、直流叠加法和补偿电势法三种方法 ,可对运行中的XLPE电缆主绝缘状况和护套破损情况进行可靠、有效的现场在线监测 ,并实现对XLPE电缆绝缘老化状况的快速评估。介绍了该系统所采用的抗干扰技术及系统构成。     

直流电缆屏蔽料对XLPE绝缘空间电荷的影响

随着交联聚乙烯（XLPE）绝缘直流电缆电压等级的提高,对半导电屏蔽料的质量及可靠性的要求也越来越高。选用了2种国外高电压等级用直流半导电屏蔽料、一种国产较为优秀的半导电屏蔽料和国内XLPE直流电缆绝缘料作为试验材料,测试了3种屏蔽料的热、电性能,屏蔽与绝缘的复合性能,研究了3种屏蔽料对XLPE绝缘空间电荷的影响。通过对试验结果的综合分析,提出了炭黑填充量、炭黑粒径和基体树脂以及界面结合情况是影响半导电屏蔽料体积电阻率和空间电荷注入的关键因素。     

XLPE电缆水树枝老化的介损检测方法分析及试验研究

介绍了介损正切(tanδ)与交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘水树枝老化的关联性,分析了工频电压下电桥法、0.1 Hz超低频电压下、串联谐振条件下现场测量XLPE电缆tanδ的适用性及优缺点。对比发现,0.1 Hz超低频电压下测量tanδ的方法得到广泛研究和认同,但超低频时tanδ值不能表征XLPE电缆工频电压下的绝缘状况;工频电压下用电桥测量tanδ能够反映XLPE电缆真实绝缘状况,电桥容量较小限制了该方法使用范围;串联谐振装置测量tanδ能基本反映XLPE电缆真实绝缘状况,配套设备体积大制约了其应用。给出用工频介损测试仪测量tanδ的结果,初步表明在配电电压下、长度较短时用电桥法测量tanδ,发现XLPE电缆绝缘内部存在严重水树枝老化缺陷。     

320kV XLPE高压直流电缆终端电场分析

基于有限元分析方法,以COMSOL Multiphysics为求解工具,建立了320 k V XLPE高压直流电缆终端模型。分析了不同载流量作用时,直流电压和直流叠加冲击电压作用下电缆终端内部的电场分布,并对直流叠加冲击电压作用下XLPE绝缘屏蔽层的搭接长度对界面电场的影响进行了分析。结果表明:直流电压作用下,XLPE/SR界面的切向场强随载流量增大而增大,而且最大场强的位置由应力锥端部转移至应力锥根部;直流叠加冲击电压作用下,界面切向场强在绝缘屏蔽层搭接位置出现畸变,最大场强值位于屏蔽层顶部;同时随着搭接长度的增大,界面切向场强逐渐减小,为防止电缆终端内部出现空气击穿现象,建议屏蔽层的搭接长度至少为25 mm。     

规则法和混合法相结合的遥信错误辨识方法

针对遥信错误辨识问题,提出了一种基于规则和混合法的遥信错误辨识方法。首先制定规则剔除简单的遥信错误;对于无法通过简单规则辨识的遥信,提出采用转移潮流法和新息图法相结合的拓扑错误混合辨识方法进行辨识,该混合辨识方法具有如下特点:以前一断面的状态估计结果作为基态,避免转移潮流法在实际工程中基态选择的困难;通过新息图法中的修正预估比判断拓扑可疑支路,避免转移潮流法中用转移潮流判定拓扑可疑支路可能导致的误判;引入转移潮流法中注入功率对转移潮流的影响量,避免采用新息图法出现较大负荷预测误差产生负荷突变问题。最后,以算例证明了所述方法的有效性。     

双振子差分混沌特性判别方法

利用混沌振子检测微弱信号具有灵敏度高、抗噪性好等优点,其检测的关键在于对混沌特性的判别。该文在对Duffing振子混沌特性研究的基础上,提出了一种利用双振子差分来进行混沌特性判别的新方法。该方法具有直观、计算量小、抗噪性好和易于实现等优点。文中阐述了该方法的原理,提出混沌牵引的概念,给出相应的判别程序流程,最后对该方法进行了数字仿真,并应用该方法处理小电流接地故障保护现场数据,仿真试验结果证明了该方法的可行性和有效性。     

结合矩量法和边界元法的综合接地算法研究

为解决复杂土壤条件下接地系统参数计算问题,结合矩量法和边界元法,提出了一种可计算土壤中含有不同电阻率媒质模型的新型接地数值算法。该算法在分层土壤模型计算方法基础上,将土壤中不同电阻率媒质表面进行块状剖分,通过计算每块边界单元的电荷量分析其对地下电场以及接地系统泄漏电流分步的影响。该方法弥补了目前接地计算方法只能处理分层土壤模型的缺点,可对既分层又分块的土壤模型进行计算。同时通过两个接地极模型的计算,证明了该方法的可行,并通过其计算结果与经典文献中计算结果以及实测结果的比较说明该方法的正确性。     

拟共轭梯度法

本文提出了求解多维无约束非线性最优化问题的有效方法——拟共轭梯度法,推导了拟共轭梯度法的计算公式、迭代方法和收敛判据。拟共轭梯度法不仅适用于目标函数有解析表达式的优化问题,而且也适用于难以求取目标函数的梯度和目标函数只有数值解的那些优化问题,因而具有广泛的使用领域。     

一种综合应用工频法和行波法的组合故障测距法

为提高输电线路的故障测距性能,笔者综合分析了工频法和行波法二者之间的测距特点,并提出了一种综合应用工频量法和单端行波法的组合故障测距法。首先,基于输电线路的沿线电压幅值分布规律,利用切线交叉的工频测距原理,初步确定故障区域,接着,在此基础上用A型行波法精确地测出故障位置。通过引入行波测距避免工频测距后续的迭代计算,克服迭代不收敛或收敛至伪根的问题,提高测距精度;用工频初步测距,缩小行波波头辨识范围,提高行波测距可靠性。经仿真验证:所提组合法比工频法测距精度更高,比行波法的波头识别更加准确可靠。     

基于椭圆法的交流信号实时处理方法

提出一种基于椭圆法的数据处理方法。与傅立叶变换相比，本方法仅要求等时间间隔采集数据，把频率和直流分量作为未知量，有效克服了系统频率波动对处理结果的影响。采用椭圆拟合实现数字滤波，滤波效果好。采用本方法对电力系统电压、电流信号采集和处理，获得了满意的结果。本方法具有实时性好，处理结果准确、硬件结构简单等优点，具有较高实用价值。     

复杂阻抗的简单计算方法--容量加权法

对110kV及以上变压器的各种调压方式作了论述,对复杂调压方式下的阻抗进行了计算,总结出了简单的公式.     

基于电压扫描和电导增量法的局部遮荫条件下多峰MPPT方法

传统的最大功率点跟踪(maximum power point tracking, MPPT)方法在均匀辐射条件下效率较高,但由于光伏阵列与辐射、温度之间的强非线性特性,在局部遮荫条件下阵列的多峰特性易使传统的MPPT方法陷入局部极值,无法有效追踪最大功率。建立了局部遮荫条件下的光伏阵列模型,针对局部遮荫产生的多峰情况,采用电压扫描比较的方法确定最大功率点附近的电压,并以此电压值作为变步长电导增量法的初始值进行搜索,最终确定最大功率点的位置。该方法避免了在多峰条件下最大功率点跟踪陷入局部极值,实现了有效跟踪。     

有限元方法计算电机转矩的研究

通过对变分法原理的推导分析,说明在计算力、力矩、电感、电容等与贮能有关的量时,用贮能函数导出比直接用势函数导出更为精确,并结合实验验证理论分析.在实验中进一步发现麦克斯韦张量法更加依赖于网格划分的程度,而利用能量法的计算时间明显比利用麦克斯韦张量法的计算时间长.     

基于高斯-赛德尔迭代法的电缆接地电流计算方法

基于经典的电缆金属护套接地电流计算模型,对原有的经典计算模型进行了改进.在接地电流计算中考虑了感应电压和电缆电容电流对实际测量数值的影响,推导出了高斯-赛德尔（Gauss-Seidel）迭代法求解接地电流计算的步骤,使计算结果更接近实际.应用计算机编程计算了南宁供电局某110 kV电缆线路的接地电流,并将计算结果与实际测量数据进行对比.分析结果显示,计算得出的数据与实际测量得到的数据大小和变化规律基本一致.此方法可作为电缆运行单位计算电缆接地电流等数据时参考.