高电压技术

• 220 kV交联聚乙烯电缆接头缺陷处电场畸变特性分析

  聂颖;罗日成;王卫;华园园;

  电缆接头是电缆的核心部件，在安装、运行中其内部都可能会出现缺陷，这些缺陷在长期高压运行和复杂环境的影响下，会形成影响接头内绝缘材料的性能的潜在威胁。为探究缺陷情况下电缆接头内部电场畸变特性，通过COMSOL Multiphysics软件搭建了220 kV电缆接头三维仿真模型，设置了单气隙、单水珠、单个铜杂质、水珠串、双气隙和气隙-铜杂质复合等缺陷模型，分析其缺陷的大小和分布对接头内部电场的影响。结果表明：单气隙和单水珠缺陷离应力锥根部越近，电场畸变越严重；水珠串缺陷中各个水珠与应力锥根部距离越近，造成的电场畸变程度就越大，但除去与应力锥根部直接接触的水珠，其它水珠表面的最大畸变场强与水珠间距呈负相关；双气隙缺陷间距越大，造成的电场畸变越大；气隙-铜杂质复合缺陷在远离应力锥根部后，最大畸变场强出现在杂质缺陷附近。研究结果可以掌握各类缺陷下电缆接头内部的电场畸变规律，找出容易发生局部放电的位置，为工程实际中电缆接头防护、绝缘缺陷检测及缺陷类型判断提供理论参考。

  2024年05期 v.39;No.182 377-388页 [查看摘要][在线阅读][下载 1669K]
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• 冲击电流下受潮避雷器的电热耦合仿真分析

  周圣杰;罗日成;华园园;刘振宇;聂颖;唐意斯;

  在运行中，若氧化锌避雷器内部受潮，将造成其阀片电位分布不均，严重影响避雷器的保护性能。利用COMSOL有限元分析软件对氧化锌避雷器进行了电热耦合分析，研究在雷电流冲击下，避雷器受潮部位对其内部的径向电场和内外温度分布的影响。在简化金属氧化物避雷器（metal oxide arrester,MOA）的几何与计算模型后，设置波形为4/10μs的脉冲电流，通过在避雷器阀片周围设置水膜用以模拟阀片受潮状态，通过设置动态电导率模拟氧化锌阀片面对冲击电流时的集肤效应，通过改变水膜的位置来模拟不同的受潮部位。仿真结果表明：任意部位受潮都会导致阀片径向电场变大并引起不必要的温升，加速其老化；其中，避雷器中、上节受潮对其径向电场以及温度分布有着较大影响。当避雷器中、上节发生受潮时，阀片边缘最大径向电场分别增加了23.76%和23.73%、阀片内部最高温度可达228.73℃。因此，提高避雷器中、上两节的绝缘、抗污、抗潮能力，优化避雷器的结构和材料，可以提高避雷器的运行可靠性，减少雷击跳闸事故的发生。

  2024年05期 v.39;No.182 389-397页 [查看摘要][在线阅读][下载 1554K]
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• 基于EEMD算法的站端行波测距方法

  廖成操;周晶;罗日成;

  针对传统故障信号波头检测方法误差较大导致故障定位精度低的问题，提出了一种基于集合经验模态分解（ensemble empirical mode decomposition,EEMD）与双端行波测距相结合的输电线路雷击故障点定位方法。首先，将故障信号进行EEMD处理，得到多个本征模函数；其次，将分解得到的第一阶本征模函数作为突变检测分析信号，并确定故障行波到达线路两端测量点的时刻；最后，结合检测到的两端故障初始行波到达时刻与双端行波测距求得故障点的具体位置。在ATP-EMTP软件中搭建了35 kV输电线路雷电绕击模型，选取相电流信号解耦后的α模电流对该方法进行仿真分析。仿真结果表明，所提方法抑制了模态混叠现象，具有较好的行波波头检测效果及较高的故障定位精度。

  2024年05期 v.39;No.182 398-404页 [查看摘要][在线阅读][下载 1395K]
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电力系统

• 绿色钢厂光伏并网与谐波抑制的统一控制策略

  赵锟;武晓冬;王正;席鹏辉;王麟斌;柳克鹏;

  针对“双碳”目标政策下绿色钢厂光伏发电系统的并网逆变器利用效率低及钢厂电网谐波污染严重的问题，以光伏并网逆变器为研究对象，提出了一种光伏并网与谐波抑制统一控制策略。该控制策略可对并网指令电流和谐波补偿指令电流进行跟踪控制，考虑到逆变器容量有限，可对特定谐波分量进行选择和限幅；根据不同工况下的谐波污染程度与外界光照条件的变化，设计了逆变器的不同工作模式，可同时实现了光伏并网与谐波抑制两种功能。从不同工作状态对该控制策略进行了仿真试验分析，仿真结果表明所提出的控制策略可以改善不同工况下的谐波抑制效果，同时也提高了并网逆变器的利用率，使有限的逆变器容量得到更合理的应用。

  2024年05期 v.39;No.182 405-412页 [查看摘要][在线阅读][下载 1336K]
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• 发电机定子线棒接触系数试验系统电池健康状态估算研究

  张斌;薛继超;陶泽宇;张明;赵惠德;

  为对大型发电机定子线棒防晕层与定子铁心接触状态进行定量综合评估，提高发电机定子线棒槽内部分电晕放电缺陷的检修水平，提出了一种发电机定子槽内线棒表面电位分布和线棒槽内部分电晕放电强度的测试方法，并设计制造了可携式接触系数试验仪。作为试验仪的电源，锂离子电池的健康状态估算对于保障其工作的安全性和可靠性具有重要意义。基于改进无迹变换算法和自适应滤波算法提出一种改进的无迹卡尔曼滤波算法，重点对定子线棒槽内接触系数测试系统硬件所采用的锂离子电池健康状态估计展开研究。搭建试验平台进行算法仿真试验，仿真结果显示所采用的锂离子电池模型及其健康状态估计算法可快速实现对模型参数的实时更新，且具有较高的精度和稳定性，可满足接触系数测试系统在大型发电机定子线棒槽内部分电晕放电状态检测评估应用的要求。

  2024年05期 v.39;No.182 413-419页 [查看摘要][在线阅读][下载 1311K]
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• 发电机定子线棒接触系数试验系统DC-DC变换器研究

  陶泽宇;薛继超;张斌;张明;赵惠德;

  为对大型发电机定子线棒防晕层与定子铁心接触状态进行定量综合评估，提高发电机定子线棒槽内部分电晕放电缺陷的检修水平，提出了一种发电机定子槽内线棒表面电位分布和线棒槽内部分电晕放电强度的测试方法，重点分析了用于产生测试系统中幅值可调的注入电压的DC-DC变换器电路结构与工作原理，为实现接触系数试验系统中参考电压的跟踪精度与跟踪速度之间的最优权衡，保证系统的稳态和动态性能，考虑到传统扰动观察法不能兼顾跟踪精度与灵敏度，且受快速变化的环境影响较大的问题，设定了功率变化的阈值，采用三段式变步长进行寻优，得到了自适应步长扰动观察法，并采用Boost电路进行仿真。仿真结果表明，相对于传统算法自适应扰动观察法在响应速度与精度上具有明显的优越性，可满足接触系数测试系统在大型发电机定子线棒槽内部分电晕放电状态检测评估应用的要求。

  2024年05期 v.39;No.182 420-426页 [查看摘要][在线阅读][下载 1308K]
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• 虚拟同步电机控制下光伏微电网并入弱配电网的次同步振荡特性分析

  姜新丽;

  为分析光伏微电网通过虚拟同步电机（virtual synchronous generator,VSG）控制接入弱配电网时的次同步振荡（sub-synchronous oscillation,SSO）特性，基于阻抗分析法展开了研究工作。首先，建立了VSG光伏微电网并入弱配电网的数学模型，解析了序阻抗特性；然后，通过正序阻抗幅频特性图探讨了系统参数改变对光伏微电网SSO的影响，利用MATLAB/Simulink对分析结果进行了仿真验证。研究结果表明，在弱电网环境下，VSG光伏微电网更易发生次同步振荡，且系统参数对振荡特性具有显著影响。此外，降低虚拟转动惯量，增加阻尼系数及一次调压系数，均能实现对光伏微电网次同步振荡的抑制，提高系统稳定性。该研究成果可为光伏微电网的稳定运行提供理论参考和实践依据。

  2024年05期 v.39;No.182 427-434页 [查看摘要][在线阅读][下载 1710K]
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电力建设

• 圆环阻尼器截面优化及优化后的撞击性能研究

  郭青江;朱翔;王伟旭;谷铜林;蔡振锐;王佳睿;郭小鑫;李沛其;

  针对车辆撞击道路两侧输电杆塔的事故频繁发生的现状，设计了一种基于圆环型阻尼器的新型耗能防撞装置，用其保障输电杆塔的正常使用，使输电杆塔在受到车辆撞击后能够有效减少冲击能量带来的损伤。通过非线性有限元软件LS-DYNA对新型耗能防撞装置的主要耗能构件圆环型阻尼器进行了冲击耗能分析，并对该耗能防撞装置进行了实际车辆撞击下的防撞性能研究。对经典钢板单向准静态加载试验进行了数值模拟，结果表明所建立的有限元模型可以较好地模拟钢材在荷载作用下的变形情况。基于此模型分析了不同截面尺寸下圆环型阻尼器在冲击作用下的耗能能力和变形情况，得出了最优截面参数，并对比分析了最优尺寸下的新型耗能防撞装置和普通输电杆塔的防护效果。结果表明，在落锤撞击作用下，优化后圆环型阻尼器的变形情况良好，且吸能效果达到了最佳；在车辆撞击作用下，采用优化后的圆环型阻尼器作为主要耗能构件的新型耗能防撞装置能够吸收大部分车辆撞击的能量，并有效降低了车辆撞击过程中的冲击力峰值与平台值。因此，基于圆环型阻尼器的新型耗能装置具有较好的耗能能力，可以保障输电杆塔的安全。

  2024年05期 v.39;No.182 435-445页 [查看摘要][在线阅读][下载 5124K]
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• 局部构件失效对输电塔结构的影响分析

  南东敏;杨会伟;王树勇;高东阳;

  旨在探究偶然因素引起的输电塔局部构件失效对结构受力状态的影响，进而为输电塔结构设计以及其受损后的评估与加固提供理论依据。利用有限元分析软件ABAQUS建立输电塔有限元模型，考虑材料性能、外部荷载、人为因素以及受损位置的随机性，采用“生死单元”技术模拟不同位置构件失效，分析其对输电塔顶部位移、结构内力重分布、危险截面位置的影响规律。局部构件失效会引起结构内力重分布导致周边其他构件应力过大而屈服，严重时会造成塔体倒塌，影响输电工程的正常运行。单根构件失效时，塔顶位移随失效构件位置降低而增加，其中竖向杆件对塔整体性影响最大；构件组合失效的影响大于单根构件失效，其中竖向构件的组合失效影响更大，而与悬挑结构根部相连的竖直杆件组合失效时对塔体安全影响最大。

  2024年05期 v.39;No.182 446-456页 [查看摘要][在线阅读][下载 3244K]
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• 基于单个流动起重机的新型跨越施工装置的研究与应用

  熊明;韩启云;刘海军;吕骏;

  针对传统跨越高铁线时采用搭设毛竹跨越架或采用双起重机抬吊遮护方式进行跨越施工的弊端，发明了一种新型单起重机翻线装置。介绍了单起重机翻线装置及其在跨越高铁夜间施工的使用方法，设计了工程施工的工艺、选型和流程。该单起重机翻线装置的应用，简化了在输电线路建设中跨越工程施工的工程量和工器具，施工操作灵活方便，减少了工程项目的施工成本，取得了良好的工程效果。此架线装置及跨越施工方法已在多项大型输电线工程中成功应用。

  2024年05期 v.39;No.182 457-463页 [查看摘要][在线阅读][下载 1360K]
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发电

• 风光火储一体化、风光储一体化的多能互补基地电源配置思路研究

  吴迪;

  在我国“双碳”目标战略背景下，新能源将迎来更大规模发展。为推进能源绿色低碳转型，推动能源高质量发展再上新台阶，结合我国西部北部地区能源资源特点，未来将采用风光火储一体化、风光储一体化等多能互补模式，重点开发西部、北部“三地一区”的新能源基地。为适应新能源基地大规模开发外送需求，结合国家相关政策文件要求，开展对典型多能互补基地电源配置思路的研究，提出了评判方案的关键指标，并进行了实例分析，为后续新能源基地多能互补开发外送提供参考。

  2024年05期 v.39;No.182 464-468页 [查看摘要][在线阅读][下载 1105K]
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• 火电厂燃煤锅炉引风机主轴开裂的原因分析

  赵扶起;王鹏;周浩;图嘎;

  某火电厂燃煤锅炉引风机主轴运行约86 600 h，未到设计寿命即发生了开裂故障，为查明引风机主轴开裂的原因，通过宏观形貌分析、化学成分检验、显微组织分析及力学性能检验等方法进行了综合分析。结果表明，引风机主轴的化学成分、组织、布氏硬度及屈服强度均不符合国家标准要求，且其内部组织不均匀。分析认为，在运行过程中引风机中轴的表面发生了明显的磨损，出现应力集中的现象，这会导致主轴开裂。主轴开裂的主要原因是其承受力不足，且主轴材料的热处理工艺不当会降低引风机主轴的综合力学性能，加速其裂纹的扩展。最后提出了预防引风机主轴开裂的技术建议。

  2024年05期 v.39;No.182 469-475页 [查看摘要][在线阅读][下载 2720K]
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• 煤电机组NO_x排放控制技术发展综述

  安利生;

  火电在中国的能源电力结构中仍将占据重要地位。在生产中，火电企业须按照国标严格控制NO_x排放。并且为实现“双碳”目标，面对愈加严格的排放国标，火电企业不断努力，进行了相关NO_x控制技术的创新、优化和升级，控制其所产生的NO_x的排放达到了国家或行业的相关标准。重点针对NO_x控制技术和治理方案进行综述，通过具体的NO_x治理典型案例分析了NO_x排放控制技术的理论、方法，以及在工程实践中的实施方案、工艺及其效果。NO_x控制技术分为低NO_x燃烧技术和烟气脱硝技术等两大类。低NO_x燃烧技术从源头控制NO_x生成，具体从燃料和运行氧量角度出发优化燃烧方式，其通过调整运行氧量，抑制燃烧中NO_x生成。对于烟气中的NO_x的处理，在实际中常用到的是SCR、SNCR和SNCR-SCR脱硝技术，3种方式都是利用了还原剂和NO_x可以发生反应生成N_2的思路，需要注意反应的适宜温度、还原剂（尿素或者NH_3）消耗量以及催化剂的使用情况，在保证NO_x超低排放的同时还需要解决在实际工程运行中出现的堵塞、氨逃逸量大以及脱硝效率低的问题。

  2024年05期 v.39;No.182 476-486页 [查看摘要][在线阅读][下载 1284K]
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