检索结果-南通市图书馆

面向典型负荷曲线的油浸式电力变压器动态载荷能力评估方法

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电网技术 2024年

作者：张琛董旭柱阮江军邓永清陈乔峰武汉大学电气与自动化学院电网环境保护全国重点实验室

开展油浸式电力变压器动态载荷能力评估，保障设备安全运行条件下提高设备利用率和迎峰能力，是资产精益化管理的发展方向。该文首先分析动态温升模型的热参数，使用光纤实测的绕组热点温度数据对热参数优化并对温升估算模型进行改进，... 详细信息

开展油浸式电力变压器动态载荷能力评估，保障设备安全运行条件下提高设备利用率和迎峰能力，是资产精益化管理的发展方向。该文首先分析动态温升模型的热参数，使用光纤实测的绕组热点温度数据对热参数优化并对温升估算模型进行改进，最终热点温度估算最大误差不超过3 K，其次结合变压器运行工况，综合考虑热点温度、顶层油温、寿命损失及套管和分接开关最大允许电流等约束，提出了一种基于负荷循环迭代的变压器动态载荷能力评估方法，并分析了典型负荷曲线及环境温度曲线的提取方法，最后针对变压器在不同场景下的多个动态载荷能力评估应用实例进行研究，确定变压器的动态载荷能力及限制因素。结果表明，套管和分接开关最大允许电流可能成为限制变压器动态载荷能力的主要因素，较额定工况，不同场景下变压器载荷能力可提升28%以上，具有较大的载荷潜力。

关键词：油浸式电力变压器热点温度热参数优化典型负荷曲线变压器动态载荷

基于主热流分析的三芯电缆接头热点温度反演辨识方法及试验验证

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高压电器 2024年

作者：侯澳港董旭柱阮江军邓永清李新海张志强武汉大学电网环境保护全国重点实验室南方电网广东中山供电局武汉大学电气与自动化学院

电力电缆由电缆本体和电缆接头组成，电缆接头内部的温升是影响电力电缆线路载流能力的关键因素。针对电缆接头材料参数分散性大和热流扩散规律不明显等问题，文中提出了一种基于主热流分析的电缆接头热点温度反演辨识方法，以准确辨识... 详细信息

电力电缆由电缆本体和电缆接头组成，电缆接头内部的温升是影响电力电缆线路载流能力的关键因素。针对电缆接头材料参数分散性大和热流扩散规律不明显等问题，文中提出了一种基于主热流分析的电缆接头热点温度反演辨识方法，以准确辨识接头内部的热点温度。首先建立了10 kV三芯电缆及接头的有限元仿真计算模型，得到温度场分布规律。其次通过分析电缆接头的热流扩散规律，建立了电缆本体的热路模型，并采用正交试验法设计训练样本和测试样本，确定了距离接头端部0.1 m和2.0 m的2个导体特征温度点，从而构建了本体径向反演和导体轴向反演的接头热点温度组合反演方法。最后搭建了电缆多工况温升试验平台，在不同负载、外界风速和环境温度下，试验结果表明热点温度仿真值与试验值最大误差为2.29 K，稳态时热点温度反演值与试验值最大误差为3.92 K，为电缆接头热故障监测方法提供了参考。

关键词：三芯电缆中间接头主热流热点温度轴向反演径向反演反演辨识试验验证

数值延拓法在非线性直流电场间接耦合计算中的应用

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电网技术 2019年第12期43卷 4605-4612页

作者：唐烈峥阮江军陈柔武汉大学电气与自动化学院湖北省武汉市430072 中国电力科学研究院有限公司湖北省武汉市430000

高压直流设备的材料电导率取决于场强和温度的大小,高度非线性的电场分布可能导致数值求解的发散,而迭代初值的选择是计算收敛的关键之一。为此,提出了一种非线性直流电场间接耦合计算新方法,将原直流场问题转化为特定参数下的同伦方程... 详细信息

高压直流设备的材料电导率取决于场强和温度的大小,高度非线性的电场分布可能导致数值求解的发散,而迭代初值的选择是计算收敛的关键之一。为此,提出了一种非线性直流电场间接耦合计算新方法,将原直流场问题转化为特定参数下的同伦方程,以削弱电导率的非线性为出发点,构造了2个具有明确物理意义的同伦方程,并采用数值延拓法对真解进行跟踪,从而扩大初始解的收敛域。以±200 kV直流模注型接头为例,利用数值延拓法结合Steffensen迭代公式计算得到了其电场分布,而采用传统间接耦合方法则会出现数值发散,最后对影响算法收敛性的迭代公式、同伦方程和延拓步长等因素进行了探讨。所提方法有助于提高非线性直流电场计算的大范围收敛性,可有效改善由迭代初值选取不当引起的数值发散问题。

关键词：非线性电场计算数值延拓法同伦方程初值选取大范围收敛

高压断路器机械振动信号的参数自适应降噪方法

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高电压技术 2021年第12期47卷 4274-4287页

作者：杨秋玉阮江军庄志坚翟鹏飞福建工程学院电子电气与物理学院福州350118 武汉大学电气与自动化学院武汉430072 ABB(中国)有限公司中压产品技术中心厦门361006 中能电气股份有限公司福州350002

高压断路器动作过程中产生的机械振动信号蕴含着丰富的断路器状态信息,然而,由于受到噪声的影响,有效的状态信息往往难于提取。针对该问题,提出一种谱形态变分模态分解(SSVMD)联合快速奇异值分解(FSVD)的降噪方法。首先,根据振动信号变... 详细信息

高压断路器动作过程中产生的机械振动信号蕴含着丰富的断路器状态信息,然而,由于受到噪声的影响,有效的状态信息往往难于提取。针对该问题,提出一种谱形态变分模态分解(SSVMD)联合快速奇异值分解(FSVD)的降噪方法。首先,根据振动信号变分模态分解(VMD)结果的频谱特征确定最优分解层数,实现信号各频率成分的自适应分解;然后,通过信号功率谱特性确定噪声频带;最后,根据噪声频带的主频成分进行FSVD与重构,实现振动信号的自适应降噪。该文提出的方法避免了传统VMD分解层数以及奇异值分解(SVD)降噪有效秩选择的盲目性,能够根据振动信号自身特点进行自适应降噪。通过仿真信号、两种不同型号断路器振动信号,从定性和定量两方面对所提降噪方法的有效性和实用性进行验证。结果表明,所提方法降噪效果较好,降噪性能优于对比方法(中值滤波、五点三次平滑法、小波降噪及经验模态分解(EMD)降噪),为断路器振动信号降噪提供了一种较合适的方法。

关键词：高压断路器机械振动信号 SSVMD FSVD 自适应降噪

真空开关电弧开断过程的数值仿真方法研究进展

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高压电器 2014年第2期50卷 131-138页

作者：舒胜文黄道春阮江军武汉大学电气工程学院武汉430072

随着真空开关的广泛应用,对真空电弧的研究愈显重要。由于真空电弧等离子体并未处于局部热力学平衡态,且磁场和触头起关键作用,真空开关开断过程的数值仿真和SF6开关相比尚不成熟,但近年来随着真空电弧理论的不断完善和计算机计算能力... 详细信息

随着真空开关的广泛应用,对真空电弧的研究愈显重要。由于真空电弧等离子体并未处于局部热力学平衡态,且磁场和触头起关键作用,真空开关开断过程的数值仿真和SF6开关相比尚不成熟,但近年来随着真空电弧理论的不断完善和计算机计算能力的大幅提升而获得了迅速发展。笔者综述了磁流体动力学(MHD)模型、粒子模拟结合蒙特卡罗碰撞(PIC-MCC)方法、混合模型、阳极热模型和解析模型在真空开关电弧开断过程不同阶段数值仿真中的应用现状,并提出了电流零区、电极材料、极间等离子体不同区域相互作用、PIC-MCC加速、高压大容量和重燃机制等6个今后有待深入研究的方向。

关键词：真空开关真空电弧开断过程数值仿真磁流体动力学模型粒子模拟混合模型

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接地导体地中短路温升特性研究

电瓷避雷器 2020年第6期 52-58页

作者：吴泳聪阮江军南方电网科学研究院有限责任公司广州510080 武汉大学电气工程与自动化学院武汉430072

接地体短路温升是校核接地材料短路耐受性能的重要指标,但目前的短路温升计算方法主要在无散流、无传热的空气环境中进行,校核结果未能充分反映接地导体在土壤中的温升特性。笔者采用电磁-温度耦合有限元计算方法模拟短路电流作用下接... 详细信息

接地体短路温升是校核接地材料短路耐受性能的重要指标,但目前的短路温升计算方法主要在无散流、无传热的空气环境中进行,校核结果未能充分反映接地导体在土壤中的温升特性。笔者采用电磁-温度耦合有限元计算方法模拟短路电流作用下接地导体的散流及地中温升过程。研究发现接地体轴向地中短路温升分布具有两端高中间低的特点,且由于土壤发热与本体发热共同作用,接地体两端温升显著高于空气环境短路温升。同时,土壤电阻率增大及趋肤效应会进一步加剧端部温升。随后结合侵蚀算法模拟了接地导体的过热失效,研究发现地中温升过高会导致接地体首端半径及末端长度减小,多次短路后可能会引起地网断裂失效,接地电阻增加。最后,给出了降低接地导体端部温升的方法。研究结果为接地网热稳定校核及设计提供参考。

关键词：地中短路温升电磁-温度耦合有限元计算侵蚀算法过热失效

基于分层掺杂的少模掺铒光纤放大器增益均衡研究

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基于分层掺杂的少模掺铒光纤放大器增益均衡研究

作者：阮江冉北京交通大学

学位级别：硕士

随着云计算、物联网等新兴业务蓬勃发展,数据流量呈现爆炸式增长,单模光纤通信系统容量接近香农极限。基于少模光纤(Few Mode Fiber,FMF)的模分复用(Mode Division Multiplexing,MDM)技术成为系统升级扩容的重要手段,其以共同传输的多... 详细信息

随着云计算、物联网等新兴业务蓬勃发展,数据流量呈现爆炸式增长,单模光纤通信系统容量接近香农极限。基于少模光纤(Few Mode Fiber,FMF)的模分复用(Mode Division Multiplexing,MDM)技术成为系统升级扩容的重要手段,其以共同传输的多个模式作为信道,可突破单模光纤容量限制,备受关注。少模掺铒光纤放大器(Few-Mode Erbium-Doped Fiber Amplifier,FM-EDFA)作为MDM系统必不可少的中继器件,是不同信号模式长距离传输的核心保障,但模式增益竞争使得不同信号模式间存在较大模间增益差(Differential Modal Gain,DMG),导致信道能量不均衡,严重影响系统的稳定性。本文针对FM-EDFA增益不均衡问题,从少模放大理论出发,分别利用正向和逆向两种方法对光纤中铒离子的掺杂剖面进行设计,提出环芯和阶跃两种光纤分层掺杂方案,降低DMG,提升FM-EDFA增益均衡性能。主要创新和工作如下:(1)对少模掺铒光纤中的模式特性、模式放大特点及放大器工作原理进行了详细的理论分析,研究了FM-EDFA中DMG优化方案,探索了相关参数对FM-EDFA增益均衡特性的影响规律;鉴于包层泵浦结构具有的低建模复杂度和高系统稳定性等固有优势,利用龙格库塔结合打靶算法建立了基于包层泵浦的FM-EDFA理论模型。(2)提出了一种基于铒离子分层掺杂的环芯少模掺铒光纤。利用控制变量法正向优化光纤折射率及掺杂剖面。该光纤通过中心凹陷及纤芯外部沟槽折射率设计调控模式分布,结合铒离子掺杂半径及浓度比例,降低DMG。研究表明,在1550nm处DMG为0.43d B,且在全C波段增益超22d B,DMG低于0.45d B。该光纤具有良好的制造容差,在掺杂半径或铒离子浓度浮动10%时,DMG始终低于0.84d B。正向设计方案有利于探索单一变量影响规律,具有操作灵活、低运算复杂度等优势。(3)提出了一种利用蒙特卡洛(Monte Carlo,MC)法逆向设计铒离子掺杂剖面方案。通过在阶跃光纤选取掺杂层数,以最低增益差为目标,实现光纤铒离子掺杂半径与浓度自动化智能设计。研究表明,当铒离子分三层掺杂时,在1550nm波长处的DMG为0.016d B,且在全C波段增益超21d B,DMG低于0.444d B。在掺杂半径或铒离子浓度浮动10%时,DMG始终低于1.09d B。MC法基于结果导向,可实现多参数的协同灵活调控,自动寻找目标函数最优解,与其他智能算法相比具有初始状态透明、参数非敏感、避免局部最优等优势,为有源光纤掺杂设计提供新思路。

关键词：光纤通信少模掺铒光纤放大器增益均衡包层泵浦分层掺杂

基于振动信号的断路器机械零部件故障程度识别

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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电工技术学报 2021年第13期36卷 2880-2892页

作者：杨秋玉王栋阮江军翟鹏飞福建工程学院电子电气与物理学院福州350118 国网河南省电力公司电力科学研究院郑州450052 武汉大学电气与自动化学院武汉430072 中能电气股份有限公司福州350002

如何有效识别高压断路器机械零部件故障严重程度是目前还未解决的问题,针对该问题,提出一种基于振动信号混沌吸引子形态特性的断路器零部件故障程度识别方法。为了更好地提取零部件早期故障的微弱故障特征,首先将振动信号按照断路器动... 详细信息

如何有效识别高压断路器机械零部件故障严重程度是目前还未解决的问题,针对该问题,提出一种基于振动信号混沌吸引子形态特性的断路器零部件故障程度识别方法。为了更好地提取零部件早期故障的微弱故障特征,首先将振动信号按照断路器动作时序进行分时分割处理;然后提出一种参数自适应的信号分解方法,将分时振动信号各模态分量自适应地分离出来;最后重构模态分量混沌吸引子,利用混沌吸引子形态特性判断断路器零部件故障严重程度。两种不同型号断路器的试验结果表明,振动信号的模态分量混沌吸引子对故障程度具有较高的敏感度,正常与故障状态下的吸引子形态差异明显、吸引子形态随故障程度的加剧表现出一定的变化规律。该方法可为识别高压断路器机械零部件故障严重程度提供一条新思路。

关键词：高压断路器故障程度振动信号自适应信号分解混沌吸引子微弱故障特征提取

基于流线分析的10kV油浸式变压器绕组热点温度反演模型建立及验证研究

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中国电机工程学报 2023年第8期43卷 3191-3203页

作者：邓永清阮江军董旭柱黄道春张琛咸日常武汉大学电气与自动化学院湖北省武汉市430072 山东理工大学电气与电子工程学院山东省淄博市255000

准确获取运行变压器绕组热点温度一直是电力行业的难点问题之一。源自变压器绕组热源区域的热流是导致变压器外场域温度升高的直接推动力,该文基于变压器温度流体场耦合数值计算,分析变压器内部热流扩散规律,通过提取流经绕组热点区域... 详细信息

准确获取运行变压器绕组热点温度一直是电力行业的难点问题之一。源自变压器绕组热源区域的热流是导致变压器外场域温度升高的直接推动力,该文基于变压器温度流体场耦合数值计算,分析变压器内部热流扩散规律,通过提取流经绕组热点区域与外壳散热区域的典型热流流线,选取变压器外部可测并与绕组热点温度具有强关联关系的特征测温点,并采用网格搜索法优化的支持向量回归机构建特征测温点温度与绕组热点温度间的多维非线性关系,进而建立变压器绕组热点温度反演检测模型。为拓宽反演模型的普适性,采用正交设计法构建反演模型所需的训练样本和测试样本,采用变压器多工况温升试验验证变压器温度流体场仿真结果的准确性,并验证绕组热点温度反演模型的准确性,绕组热点温度反演平均绝对误差为1.82%,最大温差小于3℃。

关键词：油浸式变压器温度流体场油流流线热点温度反演