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1 000 MW超超临界机组锅炉爆管的原因与对策分析

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江西电力职业技术学院学报 2024年第2期37卷 11-13页

作者：李岩国家电投河南电力公司沁阳发电分公司河南焦作454550

大型燃煤电厂锅炉面临的最大威胁是受热面爆管。针对某1 000 MW超超临界机组运行过程中出现的锅炉受热面爆管事故,通过爆管位置、射线、相控阵、外壁渗透和全圆周拉力试验和金相检测,结合机组运行数据,从多方面进行综合分析,讨论其产生... 详细信息

大型燃煤电厂锅炉面临的最大威胁是受热面爆管。针对某1 000 MW超超临界机组运行过程中出现的锅炉受热面爆管事故,通过爆管位置、射线、相控阵、外壁渗透和全圆周拉力试验和金相检测,结合机组运行数据,从多方面进行综合分析,讨论其产生的原因,并提出处理对策,保证机组安全稳定长周期运行。

关键词：超超临界锅炉爆管对冲燃烧壁温超限

550kV快速断路器液-机-气整机联合仿真

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高电压技术 2024年第3期50卷 1003-1013页

作者：邹焕成林莘钟建英魏建巍徐华陈孝信沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870 平高集团有限公司平顶山467001 国家电网浙江省电力有限公司杭州310007

快速断路器可实现短路故障的快速切除,对保证电力系统安全稳定运行具有重要意义。针对一种快速响应、高速运动的新型液压操动机构,建立液压操动机构、传动系统和灭弧室之间的耦合关系,开展液-机-气联合仿真研究,分析不同操作功对动触头... 详细信息

快速断路器可实现短路故障的快速切除,对保证电力系统安全稳定运行具有重要意义。针对一种快速响应、高速运动的新型液压操动机构,建立液压操动机构、传动系统和灭弧室之间的耦合关系,开展液-机-气联合仿真研究,分析不同操作功对动触头运动特性、液压缸缓冲特性和灭弧室反力特性的影响规律,在此基础上,对传动系统应力分布进行计算,对存在破坏风险的零部件提出改进策略,确定试验样机设计方案。研究结果表明:操作功对分闸速度影响明显,确定机构活塞杆侧作用面积为3160mm^(2),分闸速度提升至13.63m/s,触头机械分离时间缩短至4.45 ms,满足快速开断需求。随着机构操作功的提升,机构缓冲力峰值和灭弧室压气反力峰值提升明显,造成部分传动件应力值超标,通过优化液压操动机构缓冲性能以及传动件结构,设计出满足机械强度要求的传动系统。研究成果指导研发了操动机构试验样机,试验结果满足快速开断要求。

关键词：快速断路器液压操动机构传动系统灭弧室操作功分闸速度机械强度

计及运行广义短路比的多时间尺度新能源并网调度计划模型

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现代电力 2024年第2期41卷 240-248页

作者：李晓辉董燕飞刘豪姚振明河南城建学院电气与控制工程学院河南省平顶山市467044 平顶山姚孟发电有限责任公司河南省平顶山市467031

为了保障大规模新能源并网时电网系统的稳定运行,减少弃风、弃光,首先分析了平抑新能源并网功率波动的手段,引入了新能源以任意功率并网后能够评估交流系统电网强度的运行广义短路比。其次,给出了基于日前、日内、实时3个时间尺度新能... 详细信息

为了保障大规模新能源并网时电网系统的稳定运行,减少弃风、弃光,首先分析了平抑新能源并网功率波动的手段,引入了新能源以任意功率并网后能够评估交流系统电网强度的运行广义短路比。其次,给出了基于日前、日内、实时3个时间尺度新能源并网调度计划策略,建立了以运行调度成本最小、运行广义短路比最大、联合输出功率波动最低为目标函数的多时间尺度新能源并网调度计划模型。最后,以火电机组、新能源场站、储能电站和高载能负荷等所构成系统为例,仿真验证了所给策略和模型的有效性。

关键词：新能源多时间尺度柔性负荷运行广义短路比并网调度计划模型

花岗岩劈裂破坏电磁-震动有效信号重构与混沌特征

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煤炭学报 2024年第3期49卷 1375-1387页

作者：宋大钊童永军邱黎明韦梦菡王满郭明功北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 炼焦煤资源绿色开发全国重点实验室河南平顶山467036 平顶山天安煤业股份有限公司河南平顶山467036

电磁辐射、震动监测技术广泛应用于地下工程动力灾害的监测预警,对地下工程的安全高效开发具重要意义。深入研究电磁-震动信号有助于推动岩体监测预警技术的发展,然而当前电磁辐射和震动信号(电磁-震动)分析主要集中于信号的相关性和时... 详细信息

电磁辐射、震动监测技术广泛应用于地下工程动力灾害的监测预警,对地下工程的安全高效开发具重要意义。深入研究电磁-震动信号有助于推动岩体监测预警技术的发展,然而当前电磁辐射和震动信号(电磁-震动)分析主要集中于信号的相关性和时频特征,对于花岗岩破裂电磁-震动信号的非线性动力特征研究较少,相关特征尚未明确。基于此,利用经验模态信号(EMD)重构和分形理论相结合的方法,分析了花岗岩劈裂破坏电磁-震动信号的混沌特征,揭示了电磁-震动信号非线性动力特征。研究结果表明:花岗岩劈裂破坏产生的电磁辐射与震动信号在时间上具有较好的一致性,劈裂破坏产生的电磁-震动信号频谱集中在中低频段;花岗岩破坏有效电磁辐射信号的盒维数D_(E)=1.600 6,有效震动信号的盒维数D_(A)=1.594 8,两者频率结构特征高度相似;利用EMD分解重构方法可以获得花岗岩破裂有效电磁辐射与震动信号,使用EMD分解重构去除了高频存在的干扰对花岗岩破裂电磁-震动信号中的混沌特征描述更为精准。有效电磁辐射与震动信号包含的低频、大能量信号比原始信号更多,更能表征微小裂纹扩展;重构后电磁-震动信号的不均匀度相较于初始信号整体有明显的上升,不同能量信号出现的频率关系整体出现下降,重构后的有效电磁-震动信号以低频、大能量信号为主,但震动信号的不均匀程度大于电磁辐射。

关键词：电磁-震动信号信号重构经验模态分解混沌分析分形维数

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基于上覆岩层应力场和裂缝场演化的采动井套管破断特征及防控对策

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煤炭科学技术 2024年第1期52卷 221-231页

作者：李延河倪小明王保玉谭学斌平顶山天安煤业股份有限公司河南平顶山467000 中国平煤神马控股集团有限公司河南平顶山467000 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 河南理工大学煤系气资源高效开发研究院河南焦作454000

准确确定出煤矿采动井套管破断特征并提出相应的防控对策,能为井筒长期稳定提供重要保障。以平顶山矿区的二1煤层及上覆岩层为研究对象,采用理论计算与数值模拟软件模拟方法,确定出上覆岩层离层段应力和位移分布规律,分析了上覆岩层高... 详细信息

准确确定出煤矿采动井套管破断特征并提出相应的防控对策,能为井筒长期稳定提供重要保障。以平顶山矿区的二1煤层及上覆岩层为研究对象,采用理论计算与数值模拟软件模拟方法,确定出上覆岩层离层段应力和位移分布规律,分析了上覆岩层高度、距工作面水平距离与应力、位移的相关性,拟合出上覆岩层高度、距工作面水平距离与应力、位移的关系式;根据研究区采动井的实际开发经验,确定出最佳布井区域下的套管主要破断类型,结合常用套管力学参数,得出“两场”演化下的套管破断位置及长度等特征;对常用的采动井局部防护技术进行总结,并提出对应的防控对策。结果表明:工作面推进过程中,上覆岩层应力呈现出“波动-线性降低”的变化规律,位移呈现出“几乎未发生变化-类双曲线型”的变化规律。最佳布井区域下的采动井套管主要以拉伸缩径和剪切破断为主,选择施加套管加强件对采动井套管进行加固。研究区地面采动井三开段采用N80套管时,需在煤层上部46 m亚关键层处、54 m软硬互层处分别加设抗拉伸套管加强件和抗剪切加强件;采用P110套管时,需在煤层上部46 m亚关键层处加设抗拉伸加强件。建议研究区地面采动井三开段均采用P110套管,增加采动井的井筒稳定性。该研究成果为平顶山矿区及相似条件下采动井预防套管破断提供了理论指导。

关键词：采动井套管破断防控对策加强件上覆岩层组合

弹簧机构分闸锁扣系统对高压断路器分闸时间影响研究

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高压电器 2024年第8期60卷 37-42页

作者：惠勇锋段晓辉郭良超马琰刘宇何保营宋广民李美荣许家源牛平凯赵莉平高集团有限公司河南平顶山467001

高压断路器是电力系统中重要的保护和控制设备。高压断路器可以采用弹簧机构来执行分闸动作,断路器分闸时间是指处于合闸位置的断路器,从弹簧机构分闸脱扣器带电时刻到所有各极弧触头分离时刻的时间间隔。弹簧机构分闸脱扣器动作时间在... 详细信息

高压断路器是电力系统中重要的保护和控制设备。高压断路器可以采用弹簧机构来执行分闸动作,断路器分闸时间是指处于合闸位置的断路器,从弹簧机构分闸脱扣器带电时刻到所有各极弧触头分离时刻的时间间隔。弹簧机构分闸脱扣器动作时间在断路器分闸时间中占比50%左右,通过改变弹簧机构分闸锁扣器动作时间是调整断路器分闸时间关键因素。为有效调整断路器分闸时间,文中根据断路器分闸动作的原理,以高压断路器用弹簧机构分闸锁扣系统为研究对象,采用机械动力学仿真计算分析方法,分析分闸锁扣系统对断路器分闸时间的影响,并采用KOCOS机械特性测试仪和Phantom高速摄像机进行试验验证,并据此进行优化分析。结果表明,改变分闸锁扣系统中分闸一级锁闩结构对调整高压断路器分闸时间效果显著。对其他断路器或电气设备机械特性优化有一定的借鉴作用。

关键词：高压断路器弹簧机构分闸时间仿真计算

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轻量化126 kV GIS设备的研发设计

高压电器 2024年第6期60卷 89-98,106页

作者：黄坤鹏康留涛赵平河南平高电气股份有限公司河南平顶山467001

确保126 kV GIS设备技术性能前提下,为满足电力用户轻量化和紧凑化需求,通过改善产品结构从而实现减轻产品重量和外形尺寸的目的,增加其设计灵活性,同时减小间隔的重量,降低了对基建的载荷要求。文中介绍了一种轻量化126 kV GIS设备的... 详细信息

确保126 kV GIS设备技术性能前提下,为满足电力用户轻量化和紧凑化需求,通过改善产品结构从而实现减轻产品重量和外形尺寸的目的,增加其设计灵活性,同时减小间隔的重量,降低了对基建的载荷要求。文中介绍了一种轻量化126 kV GIS设备的结构特点及性能参数,采用仿真分析软件对断路器灭弧室单元进行气流场仿真优化及各种工况下断路器模块和三工位模块电场进行仿真,并对断路器和三工位罐体进行强度校核,满足轻量化126 kV GIS设备机械性能需求。计算结果表明:轻量化126 kV GIS设备灭弧室、三工位和总体结构设计合理,确保了各项型式试验的顺利通过,为后续GIS轻量化设计奠定了理论基础。

关键词：轻量化断路器模块三工位模块罐体仿真分析

交流GIS用紧凑型盆式绝缘子沿面绝缘特性研究

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高压电器 2024年第8期60卷 85-91页

作者：朱传运刘超峰齐小虎王小东黄鑫金喜洋窦云鹤张慧珍管健河南平高电气股份有限公司河南平顶山467001

盆式绝缘子作为气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)中核心元件,在保证绝缘强度前提下,为了减小设备体积,减少SF6气体使用量,文中以工程实际GIS用盆式绝缘子为研究对象,基于沿面电场优化开展了紧凑型盆式绝缘子方案设计,重点研究了盆子中心... 详细信息

盆式绝缘子作为气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)中核心元件,在保证绝缘强度前提下,为了减小设备体积,减少SF6气体使用量,文中以工程实际GIS用盆式绝缘子为研究对象,基于沿面电场优化开展了紧凑型盆式绝缘子方案设计,重点研究了盆子中心导体处倾斜角度、高压屏蔽电极根部到盆子中心导体距离及盆式绝缘子侧壁角度对切向场强的影响。仿真结果表明,紧凑型盆式绝缘子凹、凸侧面切向场强呈现单双峰结构变化,凸侧面最大切向场强大幅上升,整体最大切向场强降低5.5%;中心导体处倾斜角度为6°~8°时,凹面侧最大切向场强取得极小值。通过对文中设计的紧凑型盆式绝缘子进行负极性雷电冲击考核及裕度试验,绝缘裕度不减反增,高达1.35倍,为紧凑型盆式绝缘子的工程推广提供参考。

关键词：气体绝缘开关设备盆式绝缘子沿面放电切向电场强度雷电冲击电压

基于国产芯片实现多功能测控的平台改进及关键技术

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电力系统保护与控制 2024年第7期52卷 179-187页

作者：蔺立常乃超刘志远魏艳伟牟涛许继集团有限公司河南许昌461000 国家电力调度控制中心北京100031

多功能测控装置是电力自动化系统的关键设备,其核心芯片均依赖进口,威胁电网运行安全。针对目前适合电力系统自动控制的国产芯片选型少且部分外设芯片没有合适选型的现状,结合多业务融合的需求,提出基于国产ARM主控芯片加国产FPGA的多... 详细信息

多功能测控装置是电力自动化系统的关键设备,其核心芯片均依赖进口,威胁电网运行安全。针对目前适合电力系统自动控制的国产芯片选型少且部分外设芯片没有合适选型的现状,结合多业务融合的需求,提出基于国产ARM主控芯片加国产FPGA的多功能测控装置的平台改进及关键技术。首先,基于FPGA编程替代部分无合适选型的芯片配合智能I/O技术设计硬件平台。然后,基于数据共享和FPGA协作设计软件平台。再针对国产芯片制造水平的现状,提出测量精度补偿、可靠性加固及功能拓展等改进技术。最后,集成以上平台设计及改进技术研制了基于国产芯片的多功能测控装置,并通过第三方专业检测验证其性能指标满足行业相关标准要求,同时在国内变电站正式投入运行,运行情况良好。

关键词：国产芯片 FPGA 多业务融合可靠性