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一起110 kV变压器差动保护跳闸事件的分析与处理
某110 kV变压器在运期间发生差动保护跳闸，造成全站失压三级电力事件。为了查找变压器故障原因，首先分析了保护动作情况，故障后电气试验和本体油色谱数据，特别是FRA图谱中低频段电感与电容特性之间的差异，初步得到绕组故障位置和类型；其次对故障变压器进行了返厂解体分析；最后开展了以问题为导向的设计校核和电磁线机械强度测试。故障变压器绕组解体表现和分析结果基本一致，验证了分析方法的准确性，设计校核可以辨识老旧变压器抗短路能力不足风险，为防范变压器突发短路故障和内部故障诊断提供了经验指导。
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光声池半径和背景气体种类对中红外SO2气体测量系统的影响
光声池（photoacoustic cell，PAC）的结构优化是提高气体检测装置性能的关键之一。文中仿真模拟了多种半径PAC与背景气体的频率响应。结果表明，声压随着频率的增大而减小；背景气体的热容比越大，声压越大；半径越小，声压越大。此外，文中搭建了SO2检测平台进行实验验证。测量结果验证了光声（PA）信号随着频率的增加而减小。背景气体对PA信号有显著影响，PA信号强度顺序为He＞N2＞SF6，与仿真一致。以57.4 μL/L（ppm）SO2/He填充半径为3 mm的PAC在最佳调制频率下的信噪比为11.015，半径为4 mm和5…
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特高压气体绝缘输电线路发热/振动状态联合检测技术研究
针对特高压气体绝缘输电线路（gas insulated transmission line，GIL）运行中可能存在过热和机械缺陷隐患，提出了基于红外热成像和激光多普勒测振（laser Doppler vibration，LDV）的GIL非接触式发热/振动联合检测技术，自行设计了1 550 nm全光纤非接触测振光路，采用NVidia Xavier边缘计算模块实现红外热成像镜头组件调用、FPGA振动信号解调及温度—振动检测信息提取。所研制装置的测温精度小于±1℃，振动灵敏度优于1×10-7g、频响范围0.5 Hz～20 kHz，最大测试距离20…
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列车车体操作主断过电压的高压侧抑制方法研究
目前对于列车操作主断引起车体过电压的抑制方法研究，大多是通过在车底低压部分进行过电压抑制，但由于不同车型保护接地方式的差异性，对操作主断过电压难以形成系统性的通用抑制方法。针对这一问题，从操作主断过电压的传播路径出发，研究可用于动车组高压侧的过电压通用抑制方法，提出了一种基于接地电感器的过电压抑制装置，理论分析了抑制器的电感量范围、磁芯材料、耐压和抗饱和需求等，并由操作主断过电压仿真模型验证了抑制器在抑制操作主断过电压的有效性。根据电感参数需求研制了抑制电感装置实物模型，对其进行了阻抗特性分析，验证了电感抑制装置设计的合理性，为现车实际应用奠定了技术基础。
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基于磁环的海上风电场高频重燃过电压的抑制研究
随着“低碳环保”的发展，国家在节能减排和环境污染上愈发的重视，作为清洁能源之一的风电，成为国家政策大力支持的产业。为了准确模拟出海上风电场的高电压暂态特性及抑制措施，对海上风电场重燃过电压进行了建模仿真，在分析了海上风电场过电压的机理上，基于ATP-EMTP进行了真空断路器、变压器、高频磁环的建模，建立了海上风电系统并仿真了真空断路器的分闸重燃现象。提出了利用高频磁环对重燃过电压的抑制措施，分析了不同磁环材质、不同磁环长度、不同磁环内外径、不同磁环形状大小对重燃过电压的抑制效果，得出磁环对海上风电场重燃过电压抑制的可行性及有效性。
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电力复合脂对损伤接线端子电气性能的影响
供电系统中的接线端子在服役过程中会出现镀层脱落、氧化发黑等问题，造成接触电阻增大从而发生过热，影响接线端子的使用性能。文中利用电力复合脂涂覆在表面损伤的接线端子，参照相关标准，分别对未损伤、损伤以及涂覆电力复合脂的接线端子进行接触电阻试验、温升试验、温度变化试验以及盐雾腐蚀试验，来对比研究电力复合脂对损伤接线端子电气性能的影响。结果表明：损伤和涂覆电力复合脂接线端子的初始接触电阻值均小于未损伤接线端子；损伤和涂覆电力复合脂的接线端子温升明显低于未损伤的接线端子，温升降低1～2℃；经过盐雾腐蚀试验后，涂覆电力复合脂的接线端子比损伤接线端子的接触电阻值低1…
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基于飞轮储能的风电场联合调频控制策略
大规模可再生能源的高效利用是实现“碳达峰”、“碳中和”目标的重要途径。为提升风储联合系统调频精度，充分利用可再生能源解决电力系统的频率调节问题，文中建立了飞轮储能系统（FESS）模型，研究了飞轮储能阵列协调控制策略。针对负荷扰动前、后频率变化不同及频率变化率不同两种特殊情形，设计了自适应变下垂系数的控制策略，修正了各飞轮储能的放电速度，同时考虑飞轮储能荷电状态（SOC）约束限制，实现了储能系统对负荷变化的快速跟踪，达到了稳定频率的预期目的。最后，采用PSCAD/EMTDC大型数字化仿真软件进行仿真测试，证实了控制策略的可行性。
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基于改进YOLOv5s的绝缘子缺陷检测方法
基于无人机航拍的电力巡检成为目前绝缘子缺陷检测方法的主流，但当遇到图像特征不够明显或干扰特征较多等问题时，绝缘子缺陷识别困难，检测精度不高。由此，提出了一种基于改进YOLOv5s的绝缘子缺陷检测方法。首先，重新设计卷积模块，然后将CA注意力机制与其相融合，并且在主干网络加入注意力机制与颈部网络的特征图进行多尺度特征融合，抑制复杂环境下的干扰特征，专注缺陷特征提取；其次，对空间金字塔池化结构（SPPF）进行改进，扩大感受野，减少被模型过滤掉的有用信息；接着，将Transformer与C3模块中的残差结构（Bottleneck）相结合，增强模型对绝缘子缺陷特征的识别能力；最后，使用K-means算…
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振动作用下换流变阀侧套管法兰应力分布对其疲劳寿命的影响
在换流变压器长期振动载荷下，其阀侧套管金属法兰容易因应力集中而出现疲劳开裂，但如今针对套管法兰应力和疲劳寿命的研究还相对匮乏。文中参考实际套管建立阀侧套管模型，采用有限元仿真方法得到不同振动载荷和套管结构下法兰应力和振动疲劳寿命。研究发现：在不同振动方向下，由于交变应力和静态应力的共同影响，套管法兰在x向振动下疲劳寿命最小，在z向下最大；在不同振动频率或幅值下，法兰疲劳寿命随着交变应力的增大而减小，而危险点处静态应力几乎不变。改变套管结构，发现主要是通过减小静态应力来增大法兰寿命，而法兰受到的交变应力几乎不变。最后采用曲面拟合的方法得到金属法兰应力与疲劳寿命之间的关系。研究结果对预测和提高金属…
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裂纹形状和激振位置对瓷支柱绝缘子振动检测的影响研究
根据变电站瓷支柱绝缘子带电检测缺陷的实际需求，以220 kV瓷支柱绝缘子为研究对象，深入研究了裂纹长度、裂纹形状和激振位置对瓷支柱绝缘子振动检测的影响。首先阐述了瓷支柱绝缘子内部缺陷振动检测的基本原理，然后建立瓷支柱绝缘子有限元数值分析模型，利用脉冲信号模拟锤击进行瞬态分析，并搭建实验平台进行测试分析。仿真和实验结果表明：裂纹长度越大，在功率谱图上表现为正常频率区间内的峰值降低，故障区间内的峰值所对应固有频率左移，激振点远离裂纹侧时波峰的加速度响应谱值出现小幅度的减小，但不会影响对瓷支柱绝缘子内部缺陷的判断，裂纹的连续分布特性和形状不影响振动检测的灵敏度。
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基于光谱分析的电压互感器运行状态研判方法
以确保电力系统稳定运行为目的，研究基于光谱分析的电压互感器运行状态研判方法，提升运行状态研判效果。激光拉曼光谱检测平台依据拉曼散射原理，获取电压互感器绝缘油拉曼谱线强度，按照拉曼谱线强度，绘制电压互感器绝缘油拉曼光谱，完成电压互感器内绝缘油拉曼光谱数据采集；通过迭代多项式拟合算法，预处理电压互感器绝缘油拉曼光谱；利用主成分分析法在预处理的拉曼光谱内，提取电压互感器绝缘油拉曼谱线强度特征；利用核Fisher判别分析法，建立电压互感器运行状态研判模型，在该模型内输入拉曼谱线强度特征，输出电压互感器运行状态研判结果。实验证明：该方法可有效采集电压互感器拉曼光谱，并预处理拉曼光谱；该方法可有效提取拉曼…
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增设电容C3的新型CVT的误差性能优化设计
在常规电容式电压互感器（CVT）的分压器低压端串接电容C3实现谐波数据准确测量已被证实是一种可行技术，探求其误差特性并提出优化控制措施，对其工程应用具有重要意义。文中针对此类新型CVT，开展了其结构和误差特性分析。首先明确了二次绕组与谐波测量部分间的相互影响，由此获知分压器电容量偏差和谐波测量端负荷为影响其谐波测量端误差特性的关键参量，在此基础之上提出了谐波测量端的误差控制方法，最后通过试验验证了新型CVT的性能满足电网谐波监测要求、所提误差改进措施有效。在衡水110…
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破损及湿污对35 kV复合绝缘子空间电场的影响
复合绝缘子在长期辐照、盐雾、鸟啄等因素的综合作用下，会产生伞裙护套破损及表面湿污等缺陷，威胁电力系统正常运行。文中搭建了基于EHP-50F电场传感器的绝缘子空间电场测试平台，建立了FXBW4-35/70棒形悬式复合绝缘子的1∶1三维仿真模型，从试验和仿真两个方面研究了复合绝缘子伞裙护套破损及其表面存在湿污时的空间电场分布特征。结果表明：伞裙破损位置处空间电场强度下降，当破损位于低压侧时变化最大，试验和仿真值分别下降了23.29%和22.23%；护套破损位置处空间电场强度上升，且测量距离越小空间电场强度变化越大，当测量距离为3cm时提高了0.098…
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基于EMD和OS-ELM的变压器套管温度预测方法
为了提高变压器套管温度的预测精度，提出了一种基于经验模态分解（empirical mode decomposition， EMD）和在线序列极限学习机（online sequential-extreme learning machine，OS-ELM）的变压器套管温度预测方法。首先，采用EMD法对变压器套管温度时序数据进行分解，得到若干内涵模态分量；其次，利用滑动窗口法处理各个分量形成带标签的数据集，并输入OS-ELM模型对各个分量的数据集进行训练；最后，通过叠加各个序列分量的预测结果得到最终的变压器套管温度预测结果。实例仿真结果表明：EMD预处理可提升模型的预测精度；对比极限学习机（ELM）…
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配网PT击穿故障研究综述及运维技术展望
现代电网以消纳冲击性新能源、接入大功率非线性负荷为背景，冲击和谐波对PT安全运行提出更严峻考验。深入研究当前PT击穿故障成因刻不容缓，针对近年来配网PT击穿及爆炸事故频发、故障机理研究不深现状，从配网PT电路模型出发，详细剖析PT劣化缺陷诱因及防护措施的研究成果，归纳总结目前PT故障研究瓶颈，指出解决问题的新思路——挖掘PT缺陷底层逻辑，研究现代电网对PT端口的影响及PT冲击极端条件，结合数字化网络化技术提高PT自身振荡防护能力以适应现代电力设备智慧运维要求。
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短路冲击下低频风电变压器机械特性研究
低频风电变压器是海上风电用柔性低频交流输电系统的关键设备。为进一步了解低频变压器在短路冲击下的振动特性和受力特性，采用镜像法计算变压器绕组漏磁场，并建立了绕组轴向振动的非线性动力学模型，对一台5 000 kVA低频变压器在17 Hz和50 Hz下的短路冲击振动特性和受力进行了分析。研究结果表明，17 Hz下变压器绕组中的短路冲击电流、振动位移、轴向受力和辐向受力均小于50 Hz时的结果，但绕组振动特性基本相同；17 Hz下绕组垫块面积减小32.5%时垫块的最大压缩力应力与50 Hz时相同；17 Hz下绕组的轴向动态压缩力和辐向受力分别为50…
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基于磁导—电容类比法的高频变压器电磁建模及参数提取方法
高频变压器广泛运用于新能源发电、电动汽车、大规模直流源互联系统，建立一个高频变压器电磁模型，考虑铁心的非线性特性，预测高频条件下变压器的频变漏感、频变交流电阻具有重大意义。磁导—电容类比法相对于传统耦合电感模型、磁阻—电阻类比模型具有拓扑简单、能量关系清晰、可以运用于非平面建模等优势。文中根据有限元仿真，分析了心式高频变压器的磁场分布，建立了变压器的磁路模型。采用考虑可逆分量的Preisach模型模拟铁心的磁滞效应，根据Maxwell涡流场计算器提取漏磁区域的漏磁能量和平均磁通计算漏磁磁导，并结合Foster等效电路模拟了高频条件下绕组的频变效应，最后建立了变压器的回转器—磁导模型。与变压器短…
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变压器宽频传递特性建模方法研究
变压器是电力系统中关键的传导干扰路径，为提高电力系统中传导干扰噪声仿真的精确度和带宽，有必要建立一种变压器宽频传递模型。文中基于对工频变压器传导EMI特性的分析，针对现有模型和建模方法的优点和不足，对变压器传统低频模型进行改进，再将其与高频模型相结合建立了变压器的宽频模型。低频部分采用分布参数对变压器低频噪声的传输特性进行表征，并对绕组和铁心的频变涡流阻抗进行电路等效，建立了低频频变模型，保留了铁心和绕组的物理意义；高频部分将变压器看成黑盒，用S参数来描述高频噪声在变压器端口间的传递特性，并使用矢量匹配法对端口的导纳参数进行π型电路等效，然后通过导纳作差对低频模型的影响进行修正，建立了带宽为1…
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基于CFD模拟的全户内模块化变电站室内通风散热及气流组织优化设计
全户内模块化110 kV智能变电站因其室内空间有限、电气设备发热集中，在实际运行中暴露出室内平均温度较高、局部温度过高、温湿度控制难度大等问题，不利于电气设备的高效安全运行。因此，文中通过控制进、出风口参数改善室内通风散热和气流组织效果，首先分析了变电站标准化设计与装配式建设中通风散热现状及电气设备发热情况；然后，基于真实情况建立了变电站整体三维物理模型，对温度场分布、气流组织分布等进行仿真模拟。数值模拟结果显示，室内平均温度为48℃，高于110-A2-6设计方案中室内温度设计要求，其中电容器室平均温度最高，未开启风机时温度为55℃；通过对速度场分析发现，电气设备附近空气流速低于1…
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不同参数条件下直流接触器电弧开断特性的仿真研究
直流接触器广泛应用于电路的分断、控制与保护之中。直流接触器电弧的开断特性对于其工作可靠性至关重要。论文基于磁流体动力学（MHD）理论，建立了耦合外电路的直流接触器二维电弧仿真模型，该模型综合考虑了外部负载电路、触头运动以及非均匀外部磁场等因素对接触器电弧特性的影响，仿真研究了直流接触器不同关键参数下电弧开断过程中的电流电压变化曲线以及温度场分布。仿真结果表明，触头分断速度越大，燃弧时间越短；灭弧室气压越大，燃弧时间越短；不同的灭弧介质作用下，氢气灭弧性能最优，不同比例的气体灭弧介质进行灭弧，氢气含量越高燃弧时间越短。实验结果验证了仿真结果的正确性。
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