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考虑地面倾角的±800kV输电线路避雷线保护角优化配置研究

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考虑地面倾角的±800kV输电线路避雷线保护角优化配置研究

作者：徐剑伟武汉大学

学位级别：硕士

随着电力网的发展,特高压直流输电在加强省间电网互济、探索大电网之间柔性互联方面发挥着重要作用。然而,特高压直流输电沿途地形复杂,山区输电线路易遭受雷电绕击,而特高压直流输电线路雷电防护设计又多基于低电压等级线路运行经验。... 详细信息

随着电力网的发展,特高压直流输电在加强省间电网互济、探索大电网之间柔性互联方面发挥着重要作用。然而,特高压直流输电沿途地形复杂,山区输电线路易遭受雷电绕击,而特高压直流输电线路雷电防护设计又多基于低电压等级线路运行经验。因此,有必要开展特高压直流输电线路雷电屏蔽性能影响因素的相关研究,以期找出地形条件与各因素之间的优化配置关系,为特高压直流输电线路设计和后期雷电防护改造提供借鉴。本文开展的工作主要如下:(1)基于空气间隙放电与自然雷电放电在放电过程与放电参数方面的相似性分析,研究了试验中模型比例、直流线路标称电场、下行先导近区电场等价性问题。研究了模型比例对输电线路雷电屏蔽模拟试验性能的影响,确定了模型试验比例为1:30;为保证模型线路空间标称电场分布与零±800kV直流输电线路相一致,采用直流高压发生器给导线施加±26.7kV电压,并设计了 20kΩ—0.3μF阻容吸收回路,降低了流入直流高压发生器侧冲击电流幅值,提高了直流加压回路供电可靠性;通过对自然界、模拟试验中避雷线和导线表面产生电晕时场强变化率的计算,选取了 250/2500μs负极性操作波作为试验电压波形。(2)针对不同地面倾斜角,以避雷线保护角、导线工作电压、雷电先导入射角为变量,开展了线路雷电屏蔽性能影响的模拟试验。试验结果表明,降低避雷线保护角对提升线路防雷电绕击能力明显,倾斜角15°时,保护角-5°、0°对应的绕击区间较5°时分别降低了 20.5%和9.6%。导线电压极性对线路雷电屏蔽性能影响较大,相较于负极性电压,导线施加正极性电压时线路绕击区间增大了 49.5%,绕击概率显著提高。(3)建立了综合考虑地面倾斜角、导线电压、雷电先导入射角、杆塔高度、风速、避雷线保护角的改进电气几何模型,对±800kV直流输电线路雷电屏蔽失效率进行了仿真计算,并计算了对应的绕击闪络率。分析了避雷线保护角等因素与地面倾斜角间的配合关系。结果表明,对于保护角,倾斜角不大于15°、保护角不大于10°或者倾斜角范围在15°～30°、保护角不大于-5°时,可满足地闪密度为6.85次/km2·a时±800kV直流输电线路绕击闪络率不超过0.197次/100km·a的要求。

关键词：特高压直流模拟试验改进EGM法屏蔽失效率闪络率优化配置

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叶片转动对风机引雷能力影响的模拟试验研究

中国电机工程学报 2017年第7期37卷 2151-2158页

作者：文习山屈路王羽姒天军徐剑伟蓝磊武汉大学电气工程学院湖北省武汉市430072

风力发电机组与其它地面雷击目标物相比,最显著的特征是其叶片在遭受雷击时一般处于转动状态。为了研究叶片转动对风机引雷能力的影响机理,该文设计选取了适用于研究风机接闪试验的圆弧形高压电极,施加负极性250/2500μs标准操作波,对典... 详细信息

风力发电机组与其它地面雷击目标物相比,最显著的特征是其叶片在遭受雷击时一般处于转动状态。为了研究叶片转动对风机引雷能力的影响机理,该文设计选取了适用于研究风机接闪试验的圆弧形高压电极,施加负极性250/2500μs标准操作波,对典型2MW风机的1:30微缩模型进行了叶片静止和旋转等不同状态下的接闪放电比对试验。采用升降法获取50%放电电压,并进行放电过程观测,结果表明:在1和1.3m间隙条件下,击穿电压随着叶片转速的提升而提升,先导连接位置随着转速的提升更加接近叶尖,叶片转动导致风机的引雷能力降低。分析认为叶片的旋转改变了叶尖区域的电荷分布,使叶尖上行先导发展不充分,从而影响了放电发展过程。所得结果可为风电机组的防雷保护提供参考借鉴。

关键词：风力发电机叶片旋转缩比试验升降法

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雷电下转动风机叶片接闪特性模拟试验研究

电网技术 2018年第4期42卷 1328-1334页

作者：蓝磊姒天军王羽屈路徐剑伟文习山武汉大学电气工程学院湖北省武汉市430072 南方电网科学研究院有限责任公司广东省广州市510080

风力发电机在遭受雷击时叶片一般处于转动状态,而叶片转动对其雷击接闪特性的影响尚不明确。为探究转动风机的叶片雷击接闪特性,设计了可控转速的1：30缩比2 MW风机模型与适合试验的弧面电极,采用标准负极性操作波,制作了2种类型的叶尖... 详细信息

风力发电机在遭受雷击时叶片一般处于转动状态,而叶片转动对其雷击接闪特性的影响尚不明确。为探究转动风机的叶片雷击接闪特性,设计了可控转速的1：30缩比2 MW风机模型与适合试验的弧面电极,采用标准负极性操作波,制作了2种类型的叶尖接闪器,开展了1 m间隙时不同转速下的大量接闪试验。试验结果表明,在1 m间隙下,无论叶尖是接闪帽还是接闪盘配置,间隙击穿电压均随着转速的提升而升高,而风机静止时击穿电压会随接闪叶片角度增大而升高。分析认为,叶片旋转会导致叶尖区域积聚的正离子浓度降低,抑制了上行先导的发展,从而提升了击穿电压。根据试验结果推断,在此工况下风机旋转会降低其引雷能力。试验结果对风机的防雷设计具有参考意义。

关键词：转动风机接闪器缩比试验接闪特性间隙放电

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初中物理《压强和浮力》解题教学探究

数理化解题研究（初中版） 2014年第8期 52-53页

作者：徐剑伟江苏省盐城市初级中学

压强和浮力是初中力学知识的重点和难点，我们需要和学生一起探求知识概念和解题方法．一、解题方法归纳总结1．公式法求压强（1）压强公式P=F/S是压强定义的表达式．它表示了压强与压力、受力面积三者的关系，是适用于固体、液体和气... 详细信息

压强和浮力是初中力学知识的重点和难点，我们需要和学生一起探求知识概念和解题方法．一、解题方法归纳总结1．公式法求压强（1）压强公式P=F/S是压强定义的表达式．它表示了压强与压力、受力面积三者的关系，是适用于固体、液体和气体的一般公式．当已知压强p、受力面积s时，可以利用它的变形公式F=pS求出匪力F；当已知压力F、压强P时，可以利用它的变形公式S=F/P，求出受力面积S．

关键词：压强公式解题方法初中物理教学探究浮力受力面积力学知识知识概念

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微课在初中物理教学中的应用研究

中学物理 2016年第14期 74-75页

作者：徐剑伟盐城市初级中学

微课的功效可以体现在很多方面,不仅能够让课堂教学的内容集中、重点突出,也能够让学生的思维更加灵活,让学生随着教师的教学引导充分融入到课堂教学的整体节奏中.微课已经在越来越多的课程中使用到,其效用也体现得十分明显.对于初中物... 详细信息

微课的功效可以体现在很多方面,不仅能够让课堂教学的内容集中、重点突出,也能够让学生的思维更加灵活,让学生随着教师的教学引导充分融入到课堂教学的整体节奏中.微课已经在越来越多的课程中使用到,其效用也体现得十分明显.对于初中物理课程的教学而言,教师可以灵活地在课堂上使用微课教学,可以透过合理的教学组织与设计来充分发挥微课教学的积极效用,让微课教学为学生的知识掌握带来良好的辅助

关键词：教学导入课堂教学微课教学初中物理应用研究

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体育核心素养视角下情感效应的运用

冰雪体育创新研究 2021年第4期 122-123页

作者：徐剑伟福州江南水都中学福建福州350008

情感效应能够促进体育教学效果的提升,体育核心素养下,运将情感效应运用到中学体育教育中,不但能够激发学生学习体育课程的兴趣,还能使学生充分体验到体育运动的魅力和好处,提升中学体育课程教学质量。该文基于体育核心素养视角下,对情... 详细信息

情感效应能够促进体育教学效果的提升,体育核心素养下,运将情感效应运用到中学体育教育中,不但能够激发学生学习体育课程的兴趣,还能使学生充分体验到体育运动的魅力和好处,提升中学体育课程教学质量。该文基于体育核心素养视角下,对情感效应的运用进行了研究。

关键词：体育核心素养情感效应中学体育教育

基于翻转课堂的初中物理科学探究教学设计的探讨

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中学物理 2015年第6期 5-6页

作者：徐剑伟盐城市初级中学

翻转课堂的英语描述为Flipped Classroom,它是教师指导学生看教师发布的教学视频,然后以此为核心引导学生学习的一种教学方法.1在初中物理科学探究教学中应用翻转课堂的重要意义谈到翻转课堂的概念,有些物理教师会感到很困惑,他们会问:... 详细信息

翻转课堂的英语描述为Flipped Classroom,它是教师指导学生看教师发布的教学视频,然后以此为核心引导学生学习的一种教学方法.1在初中物理科学探究教学中应用翻转课堂的重要意义谈到翻转课堂的概念,有些物理教师会感到很困惑,他们会问:目前非常流行的微课堂不也同样是引导学生看多媒体视频吗?那它和微课堂有什么区别呢?微课堂和翻转课堂虽然同样是用引导学生看多媒体视频完成学习的教学方式,但是微课

关键词：翻转课堂微课堂教学方法初中物理科学探究教学

230/400kV混压水电站出线同绝缘配置下雷电侵入波仿真计算

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武汉大学学报（工学版） 2019年第2期52卷 157-162页

作者：徐剑伟徐翔琳徐细波文习山陈小月王羽姒天军武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072 宁夏电力公司宁夏银川750001 中国船舶重工集团公司第七二二研究所湖北武汉430079

国外某230/400kV混压运行水电站进行增容改造,其3～4号机组出线方式为同塔双回输电线路,且线路绝缘均依照400kV电压等级进行配置,雷击230kV线路时,由于线路绝缘配置过高,站内设备处侵入波过电压相较于常规绝缘配置时可能更高.借助电磁... 详细信息

国外某230/400kV混压运行水电站进行增容改造,其3～4号机组出线方式为同塔双回输电线路,且线路绝缘均依照400kV电压等级进行配置,雷击230kV线路时,由于线路绝缘配置过高,站内设备处侵入波过电压相较于常规绝缘配置时可能更高.借助电磁暂态分析软件ATP-EMTP,综合考虑杆塔冲击接地电阻、站内避雷器的优化布置方案等对过电压的影响程度,开展电站雷电侵入波过电压仿真计算.仿真结果表明:增容改造后水电站侵入波过电压的影响主要是雷电反击,降低杆塔接地电阻至8Ω以下或将发电机出口侧避雷器移至靠近主变低压侧的槽洞处,可有效限制雷电侵入波幅值和陡度,降低厂房内电气设备的过电压值至设备绝缘耐受水平以内.该仿真计算对类似工程的设计具有一定的参考价值和现实意义.

关键词：水电站雷电过电压绝缘配合 ATP-EMTP 防雷措施

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风力发电机雷电放电全过程电流测量系统设计

仪表技术与传感器 2017年第10期 46-49,54页

作者：姒天军蓝磊文习山屈路王羽徐剑伟魏健武汉大学电气工程学院湖北武汉430072

为研究风机被雷击时的全过程电流,利用电磁暂态仿真软件ATP仿真雷击风机叶片时各部位雷电流,并进行频谱分析。通过总结分析仿真结果,设计了雷击风机放电全过程电流测量系统。系统选取罗氏线圈以及无感电阻为传感器,罗氏线圈安装于轮彀... 详细信息

为研究风机被雷击时的全过程电流,利用电磁暂态仿真软件ATP仿真雷击风机叶片时各部位雷电流,并进行频谱分析。通过总结分析仿真结果,设计了雷击风机放电全过程电流测量系统。系统选取罗氏线圈以及无感电阻为传感器,罗氏线圈安装于轮彀和塔筒处,无感电阻安装于叶片中。传感器与雷电测量单元连接,测量单元将测量结果通过光纤传输到终端。性能测试结果表明该系统满足雷电流波形采集要求。风机雷电放电全过程电流测量系统对于风机接闪放电过程分析具有重要意义。

关键词：风力发电机雷电流主放电电流预放电电流传感器电流测量