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High Voltage 2024年第3期9卷 700-709页

作者： richang xian Yuyao Hu Bingqian Zhang Qingyu Rong Rujie Zhao Wei Wang Yang Guo Yunhao Li College of Electrical and Electronic Engineering Shandong University of TechnologyZiboChina State Grid of China Technology College JinanChina Shandong Huineng Electric Co. Ltd.ZiboChina

Outlet short circuit on the low-voltage(LV)side and winding inter-turn short circuit faults are hazardous to transformer *** investigate the formation mechanism of winding insulation faults of distribution transformer,ANSYS Maxwell was used to build a coupled magnetic field-circuit model with the same structural dimension as the actual distribution *** outlet short circuit and winding inter-turn insulation faults were set by using the voltage-controlled switch in the external circuit of the ***-sequently,the differences in the electromagnetic characteristics and the electrodynamic force distributions of the windings under three operating conditions,namely,nominal load,three-phase outlet short circuit on the LV side and inter-turn insulation failure were studied,*** results show that compared with the rated load,in the cases of outlet short circuit and inter-turn insulation faults,the amplitude of winding current in-creases by 20 and 50 times,the magnetic field strength grows by 20 and 17 times,and the electrodynamic force rises by 400 and 230 times,*** short circuit fault is more likely to cause the winding instability and deformation,and inter-turn short circuit fault can easily burn out winding ***,corresponding preventive measures were proposed.

关键词： fault characteristics winding

10 kV管型绝缘母线典型缺陷下的电场畸变分析

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绝缘材料 2024年第9期57卷 140-148页

作者：孙丰睿咸日常咸峰孙晓维邢雅雯山东理工大学电气与电子工程学院山东淄博255000 山东七星电气科技发展有限公司山东淄博255000

变电站管型绝缘母线接头潮气侵入和残留导电微粒是其常见缺陷,缺陷导致接头电场分布发生畸变,危及其绝缘性能,甚至发生绝缘击穿、烧毁等事故。本文采用有限元多物理场仿真技术,基于实际结构构建了绕包式管型绝缘母线接头模型,分别在金... 详细信息

变电站管型绝缘母线接头潮气侵入和残留导电微粒是其常见缺陷,缺陷导致接头电场分布发生畸变,危及其绝缘性能,甚至发生绝缘击穿、烧毁等事故。本文采用有限元多物理场仿真技术,基于实际结构构建了绕包式管型绝缘母线接头模型,分别在金属屏蔽层与主绝缘层界面、主绝缘层与内密封层界面设置长度分别为10、30、50 mm的3种不同水膜和半径为0.5 mm的半圆形导电杂质,利用COMSOL软件进行电场仿真分析,研究不同缺陷位于不同界面对管型绝缘母线接头电场分布的影响。结果表明:水膜和导电杂质都会对绝缘带材界面电场分布产生不同程度的影响,缺陷内部场强下降,缺陷边缘场强剧增,其中绝缘界面残留导电微粒时电场畸变情况比水分侵入时更加严重,更易发生绝缘击穿事故,应加强端部密封和严防导电微粒残留。

关键词：管型绝缘母线接头有限元仿真典型缺陷电场分布

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硫化体系对硅橡胶热老化性能的影响

复合材料学报 2024年第3期41卷 1259-1269页

作者：范在乾咸日常边继辉葛旺泉邢雅雯孙丰睿山东理工大学电气与电子工程学院淄博255049 山东七星电气科技发展有限公司淄博255000

为了探究不同硫化体系对电缆附件增强绝缘用硅橡胶热老化性能的影响,本文以35 kV电缆附件增强绝缘用硅橡胶为研究对象,利用过氧化物、硅氢加成两种硫化体系分别制作硫化硅橡胶试样并开展热老化试验,对比分析其力学性能和电气性能的变化... 详细信息

为了探究不同硫化体系对电缆附件增强绝缘用硅橡胶热老化性能的影响,本文以35 kV电缆附件增强绝缘用硅橡胶为研究对象,利用过氧化物、硅氢加成两种硫化体系分别制作硫化硅橡胶试样并开展热老化试验,对比分析其力学性能和电气性能的变化特征。在热老化前期,两种硫化体系下硅橡胶均发生分子侧链的氧化交联反应和分子链间的再交联反应,交联度增大;热老化后期,交联体系结构和分子链被破坏,交联度变小。研究与测试结果表明:随着热老化时间的增加,硅橡胶试样拉伸强度和断裂伸长率逐渐减小,电导率先减小后增大、随温度升高而增大,相对介电常数逐渐增大、随温度升高而减小,介质损耗角正切逐渐增大、随温度升高而增大,击穿场强呈现先增后降趋势。硅氢加成硫化体系下的硅橡胶一直保持高交联度,在热老化后具备更优的力学性能和电气性能,而过氧化物硫化体系下的硅橡胶在硫化过程中产生强酸性副产物,在热老化后产生强极性基团,致使硅橡胶的热老化性能劣化。

关键词：增强绝缘用硅橡胶热老化过氧化物硫化硅氢加成硫化断裂伸长率介电常数

基于组合赋权和WRSR的真空断路器状态评估研究

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高压电器 2024年第6期60卷 1-9页

作者：李璨咸日常赵如杰崔永郭洋郝艳山东理工大学电气与电子工程学院山东淄博255000 国网聊城供电公司山东聊城252000 山东汇能电气有限公司山东淄博255000

电力设备状态评估是状态检修与运行风险预测的基础。真空断路器作为电力系统中的重要设备,为保证其安全稳定运行,需要对其状态进行准确评估。针对目前真空断路器状态评估中存在的状态指标权重单一、评估模型复杂等不足,文中以ZN63A-12... 详细信息

电力设备状态评估是状态检修与运行风险预测的基础。真空断路器作为电力系统中的重要设备,为保证其安全稳定运行,需要对其状态进行准确评估。针对目前真空断路器状态评估中存在的状态指标权重单一、评估模型复杂等不足,文中以ZN63A-12型真空断路器为研究对象,提出了一种基于组合赋权和加权秩和比(WRSR)相结合的综合评估方法。首先通过选取真空断路器的4项特征状态指标,建立状态评估体系;其次采用组合赋权法计算每项指标的权重;接着根据所测数据,运用加权秩和比法对6台真空断路器进行分档排序,并对其进行状态评估;最后,将运用该方法的评估结果与专家现场评估结果进行比较,验证该方法的有效性。研究结果表明:该方法可以对多台真空断路器进行状态排序,并可以此为依据制定检修策略,有效地提高了检修效率。

关键词：真空断路器组合赋权加权秩和比状态评估检修策略

正极性直流电场对绝缘子雾凇覆冰的影响机理及覆冰试验验证

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高电压技术 2024年第2期50卷 793-804页

作者：胡玉耀刘宗源李欣蒋兴良咸日常杜钦君山东理工大学山东省智能电网及装备工程实验室淄博255000 贵州电网有限责任公司电力科学研究院贵阳213022 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

复杂大气环境下绝缘子覆冰是影响电网安全运行的关键科学问题。与交流相比,直流电场对荷电水滴具有较强的吸附作用,但鲜有研究涉及。基于场致荷电、流体力学和电磁学原理,对两种典型悬式绝缘子开展了电场-流场耦合仿真分析以及自然覆冰... 详细信息

复杂大气环境下绝缘子覆冰是影响电网安全运行的关键科学问题。与交流相比,直流电场对荷电水滴具有较强的吸附作用,但鲜有研究涉及。基于场致荷电、流体力学和电磁学原理,对两种典型悬式绝缘子开展了电场-流场耦合仿真分析以及自然覆冰试验研究。结果表明,荷电水滴在直流电场中趋向于沿电场线运动,且其轨迹偏移量随着外施电压和水滴直径的增加而增大,而随着风速的增加而减小;直流电场下绝缘子表面产生冰树枝,不同绝缘子表面法向电场分量存在较大差异,进而影响冰树枝的生长特性;随着外施电压的升高,冰树枝逐渐从绝缘子伞裙边缘扩散至其表面,且冰树枝尖端逐渐变钝;带电情况下两种绝缘子覆冰量和覆冰长度大于不带电情况,且增长幅度均超过15%。研究结果对于建立带电绝缘子覆冰增长模型奠定了基础。

关键词：正极性直流电场绝缘子覆冰荷电水滴冰树枝电场-流场耦合

复合绝缘子无溢流覆冰增长数值模拟及自然覆冰试验验证

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高电压技术 2024年第4期50卷 1694-1703页

作者：迟明辰胡玉耀蒋兴良刘宗源咸日常刘晓阳山东理工大学山东省智能电网及装备工程实验室淄博255000 重庆大学雪峰山能源装备安全国家野外科学观测研究站重庆400044 输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学电气工程学院) 重庆400044 国网山东省电力公司潍坊市寒亭区供电公司潍坊261000

绝缘子覆冰对电力系统的安全可靠运行构成了严重威胁。目前,主要从试验角度定性解释伞裙结构对绝缘子覆冰形态、覆冰量的影响,少有基于覆冰增长机理的冰形数值模拟研究。因此以FXBW-35/70为研究对象,基于流体力学和热力学原理,计算分析... 详细信息

绝缘子覆冰对电力系统的安全可靠运行构成了严重威胁。目前,主要从试验角度定性解释伞裙结构对绝缘子覆冰形态、覆冰量的影响,少有基于覆冰增长机理的冰形数值模拟研究。因此以FXBW-35/70为研究对象,基于流体力学和热力学原理,计算分析了绝缘子表面冻结系数和对流换热系数的变化规律,建立了绝缘子无溢流覆冰增长三维数值模型,并进行了自然覆冰试验验证。结果表明,冻结系数随着温度、水滴直径和液态水含量的升高而降低;对流换热系数随着风速的增大而增大。绝缘子无溢流覆冰增长方向与位置有关,杆径覆冰主要沿径向增长,而伞裙边缘覆冰沿径向和轴向2个方向增长。模型计算得到的绝缘子覆冰特征参数与试验的误差均在15%以内,验证了模型的有效性。

关键词：无溢流湿增长覆冰数值计算对流换热系数冻结系数绝缘子

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Localization of Oscillation Source in DC Distribution Network Based on Power Spectral Density

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Journal of Modern Power Systems and Clean Energy 2023年第1期11卷 156-167页

作者： Zida Zhao Ke Peng richang xian Xinhui Zhang Shandong University of Technology ZiboChina

Direct current(DC)bus voltage stability is essential for the stable and reliable operation of a DC *** an oscillation source can be quickly and accurately localized,the oscillation can be adequately *** propose a method based on the power spectral density for identifying the voltage oscillation ***,a DC distribution network model combined with the component connection method is developed,and the network is separated into multiple power *** with a conventional method,the proposed method does not require determining the model parameters of the entire power grid,which is typically ***,combined with a novel judgment index,the oscillation source can be identified more intuitively and clearly to enhance the applicability to real power *** performance of the proposed method has been evaluated using the MATLAB/Simulink software and PLECS RT Box experimental *** simulation and experimental results verify that the proposed method can accurately identify oscillation sources in a DC distribution network.

关键词： Direct current(DC)distribution network oscillation source component connection method power spectral density

干式空心并联电抗器绕组匝间绝缘故障特征分析

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绝缘材料 2024年第3期57卷 121-128页

作者：李增悦咸日常张海杰咸峰赵飞龙李嘉洋王玮山东理工大学电气与电子工程学院山东淄博255000 国网山东省电力公司超高压公司山东济南250118 山东七星电气科技发展有限公司山东淄博255000

本文通过有限元软件建立仿真分析模型,研究干式空心并联电抗器绕组匝间绝缘故障的物理特征,探寻便于故障监测的敏感状态量。首先在有限元仿真软件中建立基于实际电抗器的“场-路”耦合模型并验证正确性,之后在其绕组不同层、不同高度位... 详细信息

本文通过有限元软件建立仿真分析模型,研究干式空心并联电抗器绕组匝间绝缘故障的物理特征,探寻便于故障监测的敏感状态量。首先在有限元仿真软件中建立基于实际电抗器的“场-路”耦合模型并验证正确性,之后在其绕组不同层、不同高度位置设置匝间绝缘故障,研究回路总电流、等效阻抗、有功功率损耗等电气特征量随故障位置的变化规律,并分析空间磁感应强度和绕组受力的变化情况。结果表明:所研究的电气特征量变化率随绕组单匝匝间短路位置的变化而变化,在径向上呈现从内层到外层增大的趋势,在最外层有所减小,在轴向上由绕组中部向端部逐渐减小。绕组单匝匝间短路状态下的空间磁感应强度和故障绕组受力明显增大,等效电阻、功率因数和有功功率损耗的变化率均在500%以上,变化显著且方便获取,可作为干式空心并联电抗器匝间绝缘故障的在线监测量。

关键词：干式空心并联电抗器匝间绝缘故障故障特征在线监测

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接地变抗出口短路能力分析及提升

电力工程技术 2024年第4期43卷 226-234页

作者：李嘉洋咸日常李飞胡玉耀薛永端王玮山东理工大学电气与电子工程学院山东淄博255000 国网山东省电力公司淄博供电公司山东淄博255000 中国石油大学(华东)新能源学院山东青岛266580

针对目前接地变出口短路工况下绕组物理特征研究不足、损坏事故多等问题,文中以一台干式接地变为研究对象,利用有限元仿真软件搭建三维多物理场耦合模型,分析研究接地变低压侧出口短路工况下绕组电磁、温升、应力形变等多物理参量的变... 详细信息

针对目前接地变出口短路工况下绕组物理特征研究不足、损坏事故多等问题,文中以一台干式接地变为研究对象,利用有限元仿真软件搭建三维多物理场耦合模型,分析研究接地变低压侧出口短路工况下绕组电磁、温升、应力形变等多物理参量的变化及分布规律,探究影响接地变抗出口短路能力的关键因素。结果表明:接地变发生出口短路后,受其轭铁心及邻柱铁心的影响,绕组侧面磁通及其等效应力均大于绕组正面,整体形变极不均匀;受接地变特殊的绕组结构和工作方式的影响,其低压绕组在出口短路故障时的暂态温度可达140.9℃,远高于高压绕组。最后基于动、热稳定的双重约束,提出接地变抗出口短路能力的提升措施,对接地变抗出口短路能力的薄弱部位进行结构优化。

关键词：接地变出口短路多物理场耦合绕组形变绕组温升抗短路能力提升

基于能量系数的电力变压器热故障严重性评估方法

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电测与仪表 2024年第2期61卷 83-88页

作者：范慧芳咸日常刘兴华张冰倩陈蕾高鸿鹏山东理工大学电气与电子工程学院山东淄博255000 国网山东省电力公司淄博供电公司山东淄博255000

运行电力变压器内部的热点温度直接影响其使用寿命和运行可靠性。为准确评估电力变压器内部过热故障的严重程度,文章借助焓变理论提出一种计算故障能量系数的方法,为故障赋予一定的权值系数;并基于能量系数这一概念,以电力变压器各类不... 详细信息

运行电力变压器内部的热点温度直接影响其使用寿命和运行可靠性。为准确评估电力变压器内部过热故障的严重程度,文章借助焓变理论提出一种计算故障能量系数的方法,为故障赋予一定的权值系数;并基于能量系数这一概念,以电力变压器各类不同程度的热故障为研究对象,建立其严重程度分级评估基准,此基准是以563组电力变压器热故障油色谱分析数据所计算出的能量系数值作为样本数据,利用最大熵原理得出最符合实际分布的电力变压器热故障能量系数概率分布函数,并求取其分位值Q_(20)、Q_(70)和Q_(95)作为热故障严重程度的分级评估值。经实际算例分析,采用文中所提方法,不仅可以实现对热故障严重程度的量化评估,还可以合理地划分其严重等级,可为检修人员制定和执行维护计划提供参考。

关键词：电力变压器热故障严重程度能量系数最大熵原理