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滇中引水工程安全建设与高效运行关键技术研究若干进展—地下工程

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岩石力学与工程学报 2024年第2期43卷 333-357页

作者：张延杰浦仕江周辉王锦国吴顺川丁秀丽云南省滇中引水工程有限公司云南昆明650000 昆明理工大学国土资源与工程学院云南昆明650000 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 河海大学地球科学与工程学院江苏南京210000 长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室湖北武汉430010

为着力攻克滇中引水工程面临的“十大世界级技术难题”,解决影响地下工程安全高效建设的卡脖子问题,在调研与科研攻关的基础上总结分析,分别从过活动断裂带、突涌水(泥)灾害、TBM超长距离掘进、软岩大变形等重点问题出发,探讨其致灾机... 详细信息

为着力攻克滇中引水工程面临的“十大世界级技术难题”,解决影响地下工程安全高效建设的卡脖子问题,在调研与科研攻关的基础上总结分析,分别从过活动断裂带、突涌水(泥)灾害、TBM超长距离掘进、软岩大变形等重点问题出发,探讨其致灾机制及研究进展,总结理论指导规律和现场施工技术突破。研究发现,相关地下工程难题的处理需重点解决灾害地质判别和精细调控等相关问题的研究,如已在滇中引水工程中进行应用的超前地质预报技术体系和“震源先导传感+洞内波场测量”的观测方式、TBM隧洞围岩类别现场快速判别辅助软件等;重点突破在于揭示灾变孕育机制,并形成高效掘进良性循环,如研发的三维应力作用下断层蠕滑错动相似模拟试验装置、TBM破岩过程中的主要掘进参数优化及同步衬砌相关工艺的探索等;重点掌握关于灾害控制及相关灾害预警方面的研究,如滇中红层软岩隧洞支护体适用性研究、滇中引水活动断裂隧洞段应力–应变综合监测预警平台构建等。此外,归纳了各项难题所面临的挑战并进行展望,为今后滇中引水工程研究难点及发展方向提供参考。

关键词：地下工程活动断裂带突涌水(泥)灾害 TBM掘进软岩大变形滇中引水

基于频域介电谱曲线分解的氧化锌避雷器老化状态评估

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电工技术学报 2024年第3期39卷 901-913页

作者：马御棠束洪春钱国超周仿荣黄林魏仁伟昆明理工大学国土资源工程学院昆明650093 云南电网有限责任公司电力科学研究院昆明650217 昆明理工大学电力工程学院昆明650500 西南交通大学电气工程学院成都611756

氧化锌避雷器是电力系统的重要组成设备,其老化状态直接关系到对过电压的防护效果,开展氧化锌避雷器的老化状态评估具有重要意义。该文针对氧化锌避雷器内部不均匀老化分布,提出一种基于频域介电谱曲线分解的氧化锌避雷器老化状态评估... 详细信息

氧化锌避雷器是电力系统的重要组成设备,其老化状态直接关系到对过电压的防护效果,开展氧化锌避雷器的老化状态评估具有重要意义。该文针对氧化锌避雷器内部不均匀老化分布,提出一种基于频域介电谱曲线分解的氧化锌避雷器老化状态评估方法。首先,通过构建氧化锌避雷器介电响应等效电路,研究了氧化锌避雷器频域介电谱分解方法,根据整支避雷器频域介电谱分解可以得到避雷器内部各区域氧化锌阀片的频域介电曲线;其次,利用Havriliak-Negami方程对氧化锌阀片频域介电谱特征参数进行了提取,基于极限学习机建立了氧化锌阀片老化状态评估模型,提出氧化锌避雷器老化评估方法流程;最后,通过多重雷击模拟实验,制备了不同老化状态的氧化锌阀片与避雷器实物样本,对所提老化评估方法进行了分析与验证。结果表明,整支避雷器频域介电谱分解与测试结果的平均误差小于3%,所提方法能够有效地对避雷器频域介电谱进行分解并获取各区域的频域介电谱;针对整支避雷器,该文所提方法对各区域老化状态的评估准确率为93.3%,能够有效地对避雷器进行老化评估。

关键词：氧化锌避雷器老化状态评估频域介电谱曲线分解极限学习机

基于CEEMDAN-GAF的变压器机械故障检测方法

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电测与仪表 2024年第7期61卷 169-176页

作者：罗兵徐立王婷婷王邸博黄小龙赵莉华南方电网科学研究院有限责任公司广州510663 特高压工程技术(昆明、广州)国家工程实验室广州510663 四川大学电气工程学院成都610065

针对基于振动信号的传统变压器机械故障检测方法中需要选择多个特征量这一缺点,文中介绍了一种基于自适应白噪声完备集成经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)与格拉姆角场(grami... 详细信息

针对基于振动信号的传统变压器机械故障检测方法中需要选择多个特征量这一缺点,文中介绍了一种基于自适应白噪声完备集成经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)与格拉姆角场(gramian angular field,GAF)的配电变压器机械故障判别方法。所提方法利用CEEMDAN对信号进行重构并应用GAF变换获得重构信号的二维图像,通过对二维图像灰度处理、二值化后将所得二值矩阵用于训练径向基函数(radical basis function,RBF)神经网络,实现对于机械故障的检测。选用一台变压器进行了故障模拟及测试,结果表明该方法准确有效。工程实际中通过持续大量采集变压器运行数据优化RBF神经网络的分类函数,可以实现不同类型故障的精准识别,具有较高的参考价值。

关键词： CEEMDAN GAF RBF 故障识别变压器

AFOCT系统中敏感光纤器件的老化对系统测量准确性的影响

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传感技术学报 2024年第2期37卷 209-215页

作者：陈明锟陈辉杨肖彭光强王越杨孙豪陆云清王瑾南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210023 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心广东广州510700 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司昆明局云南昆明650021

研究了全光纤电流互感器(AFOCT)系统中敏感光纤器件老化对系统测量准确性的影响。首先,基于法拉第磁光效应,采用琼斯矩阵建立AFOCT系统的传输模型;结合存在双折射的传感光纤的琼斯矩阵,给出系统的注入电流测量值的表达式。进一步,搭建... 详细信息

研究了全光纤电流互感器(AFOCT)系统中敏感光纤器件老化对系统测量准确性的影响。首先,基于法拉第磁光效应,采用琼斯矩阵建立AFOCT系统的传输模型;结合存在双折射的传感光纤的琼斯矩阵,给出系统的注入电流测量值的表达式。进一步,搭建了光学测试系统,实验表征传感光纤的双折射率;基于测试结果,对传感光纤的琼斯矩阵以及系统传输模型进行校准,以降低AFOCT系统注入电流的测量误差。最后,对传感光纤开展了相当于实际运行3个月的加速老化试验,并测试获得老化后传感光纤的双折射率。采用校准后的AFOCT系统传输模型,分析了老化后双折射率的变化对系统注入电流测量值的影响。实验结果表明,在传感光纤老化3个月之后,系统就已经产生了0.2955%的相对误差。

关键词：全光纤电流互感器琼斯矩阵双折射敏感光纤老化校准

多重雷击下线路避雷器氧化锌阀片的劣化特性试验

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工程科学与技术 2024年第3期56卷 259-268页

作者：马御棠束洪春王东阳朱梦梦符安志黄林昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093 云南电网有限责任公司电力科学研究院云南昆明650217 昆明理工大学电力工程学院云南昆明650093 西南交通大学电气工程学院四川成都611756

多重雷击会加速劣化氧化锌阀片,造成阀片的电、热性能急剧下降,不同多重雷击参数下氧化锌阀片的破坏具有显著差异性。为此,开展了不同多重雷击参数对氧化锌阀片劣化特性的研究:首先,搭建了多重雷击试验研究平台,对阀片进行了单重1.0倍... 详细信息

多重雷击会加速劣化氧化锌阀片,造成阀片的电、热性能急剧下降,不同多重雷击参数下氧化锌阀片的破坏具有显著差异性。为此,开展了不同多重雷击参数对氧化锌阀片劣化特性的研究:首先,搭建了多重雷击试验研究平台,对阀片进行了单重1.0倍额定电流、单重1.5倍额定电流、4重1.0倍额定电流、单重1.5倍额定电流和12重1.0倍额定电流的5种工况冲击试验,测试了阀片的直流参数和温升;其次,分析了多重雷击参数对试验结果的影响,最后对阀片的非线性系数、热应力和破坏形式进行了讨论。结果表明:不同工况下直流参考电压变化均呈“下降—平稳—下降”趋势,4重出现直流参考电压陡降现象,12重出现泄漏电流陡升现象;1.5倍额定电流工况下阀片泄漏电流在前期与标称电流工况的变化幅度相近,后期急剧劣化;非线性系数也存在“下降—平稳—下降”规律,增大冲击重数和幅值会使非线性系数下降趋势增大;冲击重数和幅值增大使阀片外圈处最大热应力增加,阀片外圈出现不同长度的缺块。

关键词：氧化锌阀片多重雷击泄漏电流非线性系数热应力

富水半成岩隧道综合降排水措施效果及稳定性分析

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现代隧道技术 2024年第1期61卷 146-155页

作者：段现彪黄煊博张清照徐永金云南交投集团云岭建设有限公司昆明650041 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092

为研究富水半成岩隧道综合降排水措施效果及对隧道稳定性的影响,依托临清高速公路王家寨隧道工程,结合现场抽水量与地层水位监测数据,建立富水半成岩隧道降排水有限元模型,计算分析综合降排水措施对孔隙水压/含水率分布规律的影响。基... 详细信息

为研究富水半成岩隧道综合降排水措施效果及对隧道稳定性的影响,依托临清高速公路王家寨隧道工程,结合现场抽水量与地层水位监测数据,建立富水半成岩隧道降排水有限元模型,计算分析综合降排水措施对孔隙水压/含水率分布规律的影响。基于不同含水率的土体剪切修正强度,采用顺序耦合方法对降排水后隧道稳定性进行分析。结果表明:采取综合降排水措施可有效降低掌子面含水率,提高土体强度,降水后现场变形量最大减小80%;地层水压随抽水量增加呈线性降低,含水率以反比例形式降低,左、右地表深井间形成降水漏斗;地表深井在降水中起主要作用,平均单井排水量达到400 m^(3)/d后注浆圈内可出现非饱和状态;在王家寨隧道现场实施综合降排水措施后,半成岩强度提高,隧道左、右洞安全系数分别为1.99、1.62。

关键词：富水半成岩隧道综合降排水措施含水率隧道稳定性数值分析

考虑能量恢复的电解铝负荷一次调频自适应控制

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电力系统自动化 2024年第17期48卷 37-45页

作者：聂世豪黄润陈磊闵勇游广增吴琛清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 云南电网有限责任公司云南省昆明市650000

大规模新能源接入使得传统调频资源无法满足新型电力系统的调频需求。电解铝作为典型的高载能负荷,其大容量、易调节的负荷特性使其具备极大的调节潜力。文中针对电解铝自身的控制特性,提出一种参数随频率变化的自适应控制策略,通过控... 详细信息

大规模新能源接入使得传统调频资源无法满足新型电力系统的调频需求。电解铝作为典型的高载能负荷,其大容量、易调节的负荷特性使其具备极大的调节潜力。文中针对电解铝自身的控制特性,提出一种参数随频率变化的自适应控制策略,通过控制饱和电抗器使电解铝参与一次调频。该策略使得电解铝响应速度较快的同时保持了平稳的出力曲线,并加快了频率的恢复。为保证多次电解铝调频对生产效率、产量的影响较少,文中建立了电解铝参与调频对工艺流程影响的量化模型,并在此基础上提出电解铝参与调频后的能量恢复策略。在保证频率恢复不受较大影响的前提下,尽快使得电解铝回到初始工作状态。最后,通过算例验证了控制策略以及恢复策略的有效性与普适性。

关键词：电解铝高载能负荷一次调频自适应控制能量恢复

水库近坝高位滑坡滑带抗剪强度参数综合确定研究

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三峡大学学报（自然科学版） 2024年第2期46卷 8-14页

作者：陈光明陈世壮迟福东许晓逸冯业林徐卫亚中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司昆明650051 河海大学岩土工程科学研究所南京210098 河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室南京210098 华能澜沧江水电股份有限公司昆明650214 西藏自治区澜沧江清洁能源安全绿色智能建设技术创新中心昆明650214

滑坡滑带的抗剪强度参数是进行滑坡稳定性评价和滑坡涌浪等灾害链研究必需的数据基础,科学合理确定滑带物理力学参数至关重要.本研究以澜沧江GS水电站MLS滑坡为依托,采用现场调查、大型原位剪切试验、室内重塑样剪切试验、室内原状样剪... 详细信息

滑坡滑带的抗剪强度参数是进行滑坡稳定性评价和滑坡涌浪等灾害链研究必需的数据基础,科学合理确定滑带物理力学参数至关重要.本研究以澜沧江GS水电站MLS滑坡为依托,采用现场调查、大型原位剪切试验、室内重塑样剪切试验、室内原状样剪切试验、工程地质类比法及参数反分析法,综合确定滑带抗剪强度参数.采用数值模拟软件运用所得参数对滑坡进行变形破坏分析.数值计算结果与现场滑坡监测变形数据相吻合,验证了采用多方法综合选取滑带抗剪强度参数的准确性和合理性.研究成果可为MLS滑坡稳定评估和防治工程设计等提供技术支撑和参考借鉴依据.

关键词：高坝大库高位滑坡滑带抗剪强度参数综合确定

矿山岩质边坡地层结构及岩体抗剪强度参数随钻智能识别方法

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工程科学与技术 2024年第5期56卷 35-47页

作者：程谞汤华吴振君张勇慧秦辉王腾贾泽庆房昱纬中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049 云南省交通规划设计研究院股份有限公司云南昆明650200

地层类别及岩体抗剪强度参数的准确识别对岩质边坡的稳定性评估至关重要。基于无量纲的可钻性指标建立了岩体抗剪强度参数随钻识别模型,使得随钻测试结果能够不经标定或换算,即可直接识别岩体抗剪强度参数。结合无监督学习和自主设计的... 详细信息

地层类别及岩体抗剪强度参数的准确识别对岩质边坡的稳定性评估至关重要。基于无量纲的可钻性指标建立了岩体抗剪强度参数随钻识别模型,使得随钻测试结果能够不经标定或换算,即可直接识别岩体抗剪强度参数。结合无监督学习和自主设计的决策模块,对深度序列随钻数据进行智能识别和自动平滑处理,实现对地层结构的智能感知,并定量描述各岩层的随钻参数及抗剪强度参数。采用自主研发的高精度现场随钻测试设备对云南鹤庆北衙露天矿灰岩体区和F6-1断层交界区域的爆破钻孔过程进行监测,并以两个典型钻孔的全过程监测结果为例,展示随钻智能识别方法的应用。总体而言,ZK1钻孔随钻智能识别方法与原始地质剖面一致程度为90.85%,ZK2钻孔随钻智能识别方法与原始地质剖面一致程度为84.47%,钻孔成像验证表明该方法识别的地层能更准确地反映边坡实际地层情况。值得注意的是,该方法能够在大尺度与地质剖面结果一致的前提下,精准地识别出地质剖面未曾表现的关键层位。这一特性为破碎软弱岩层及其强度参数的识别,以及地质模型的精准构建提供了有力保障。该方法在岩土工程领域具有广泛的应用前景,为岩层性质和抗剪强度参数的实时智能识别及地质模型的精准构建提供了可靠的解决方案。

关键词：岩质边坡随钻测试可钻性指标抗剪强度参数无监督学习