自愈式电容器加速电老化试验及寿命估计

自愈式电容器的电老化过程伴随着电容下降,无法满足无功补偿对其要求时会影响电力系统的正常运行。为探究自愈式电容器电老化过程中电容值下降规律,并据此推断其工作寿命,在环境温度下针对自愈式电容器元件开展了试验电压为额定电压的1.0、1.2、1.4和1.6倍,加压时间为1 000 h的加速电老化试验,测量了试验过程中的电容值变化量。分析了施加电压对电容值下降速度的影响;并根据以上数据预估电容器在电老化下的寿命。试验结果表明:随着电压增加电容值下降量迅速增大,近似成幂函数增加;由加速电老化试验数据并结合电老化经验公式可以初步估算电容器电老化寿命,为自愈式电容器电老化及寿命预估提供参考。     

基于损耗实验的电主轴温度场分析

目的分析高速电主轴温度场分布情况,为研究高速电主轴温升、热变形预测提供理论依据.方法建立高速电主轴1/4三维有限元模型,基于损耗实验计算主轴电机及轴承生热率前提下分析高速电主轴温升分布情况.通过电主轴测试系统建立温升实验,测量高速电主轴外壳不同部位温升验证有限元仿真结论.结果仿真结果表明:高速电主轴稳态温度场中转子处温度最高,温度为84.4℃;高速主轴壳体最高温升出现在电主轴轴头处,温升为23℃,与实验结果相比误差为8.6%.结论通过分析温升仿真和实验得到高速主轴外壳不同部位温升不同,外壳温度变化是一个非线性变化过程,前2000s温度快速升高,2000s后温度逐步稳定.此结论为有效控制高速主轴温升,减小主轴变形及提高主轴精度提供理论基础.     

快充条件下18650锂离子电池热-力耦合分析

为研究锂离子电池温升所产生的热应力和形变分布,建立了快充条件下18650锂离子电池的热模型,仿真得到不同环境温度下电池的温度场分布,并在此基础上建立顺序热-力耦合模型,进一步分析电池的热应力和形变分布.结果表明:随着环境温度增加,电池最高温度增大,温差减小,充电末期电池温度稍有下降且降幅随环境温度增加而减小;最大应力值出现在电池柱面外边中间部分,最小应力分布在轴向两端;最大形变分布在电池轴向两端,最小形变出现在电池中心区域;电池的应力和形变随环境温度增加分别呈减小和增大趋势.     

高速电主轴热特性仿真与实验研究

对高速电主轴温度场分布随转速的变化规律进行了研究。通过在外壳上布置一定数量的温度传感器,对不同转速下的外壳温度进行实时测量,并将实验结果与ANSYS的模拟结果进行对比,验证了采用在电主轴外壳上布置多个测点测量与仿真相结合的方法来预测电主轴内部温度场分布的可行性;另外还分析了在不同转速下,高速电主轴关键部位的温升,仿真结果表明:主轴在6000~10000 r/min时,温升呈线性增加,在大于10000 r/min后,温升以指数规律增加。     

高压同轴GIS母线三维磁-热耦合场的计算与分析

以110kV高压同轴GIS为研究对象,通过建立GIS母线的三维电磁场的计算数学模型及磁-热耦合场的有限元仿真模型,同时考虑GIS三相母线,对GIS母线的电磁场及涡流损耗进行了计算.为了分析GIS屏蔽外壳涡流损耗对其温度场影响,结合传热学理论,对比分析了不考虑外壳涡流损耗及考虑外壳涡流损耗两种情况下GIS母线及外壳的温度场分布.仿真结果表明,由于内部空间气体对流作用,GIS内部温度场分布不均匀,导体与屏蔽外壳间的温度呈现上高下低、左右对称的特征,中心导体的顶端是主导体的最高温度点;外壳涡流损耗对温度场分布有一定的影响,温升差在0.5℃左右.本文的研究工作为校核高压GIS的可靠性提供重要的理论参考.     

铜系催化剂用氢还原时粒内温度的动态分布

本文采用了粒内测温技术，实测了在不同氢浓度及环境温度下铜催化剂用氢还原 的过程中粒内温度的动态分布，并用非稳态下的均匀模型模拟此过程。对此模型用五 点正交配置法离散后用显式龙格－库塔法所得的结果与实测数据接近。 实测与模型计算均表明，在还原开始后粒内温度迅速升高并达到一最大值，在反 应后期粒子温度逐渐趋向于一个高于环境温度的稳定温度． 本文对不同氢浓度及环境温度下的最大温升进行了关联，得到了计算最大温升的 经验式．根据实测与计算结果分析了粒内与相间的温度与浓度梯度，得出了温度梯度 主要存在于相间而气相浓度梯度主要存在于粒内的结论。     

钢管混凝土拱肋水化热温度场足尺节段试验研究

为揭示山区大跨钢管混凝土拱桥水化热温度场分布特征及演变机理,依托雅鲁藏布江特大桥,开展了强辐射-大温差联合作用下大跨钢管混凝土拱桥节段水化热温度场足尺试验研究和瞬态热分析研究,提出了水化热温度场计算方法,建立了温度与太阳辐射、风速、环境温度的直接理论关系.结果表明：径向温度场夜间呈影响深度D/4的对称三折线分布,正下午时段呈非对称三折线分布,在距向阳侧交界面D/8～D3/8位置突变;周向温度场呈半波比值接近5∶1的正弦曲线分布;向阳侧温度梯度方向不断变化,最大正温差接近30℃,最大负温差接近40℃,涂抹低辐射吸收率材料可有效减小温度梯度.提出的温度场计算方法在适用性上不受气候环境限制,公式计算结果与试验结果及有限元结果吻合良好,表明这种方法可以应用于工程分析.     

基于COMSOL电解加工温度场仿真

电解加工电解液的温度分布影响加工精度,针对加工间隙中温度难以测量的问题,采用数值计算方法,用COMSOL对二维模型温度场进行仿真,对比不同边界条件下温度场分布,分析流速和加工电压对温度场的影响。结果显示:采用壁函数求解温度场的结果更精确,增加流速、减小电压能降低温升。     

火灾条件下落叶松木材抗弯性能研究

本文以木建筑结构用材——兴安落叶松为研究对象,考虑实际火灾条件的影响,以N2为保护气体,开展了木材炭化温度以下(20~280℃)绝氧条件中不同受热时间落叶松木材的抗弯性能试验。结果表明:落叶松木材的密度和含水率随着环境温度的升高而降低,试件质量损失率随着温度的升高而提高;随着环境温度的升高,落叶松木材的颜色逐渐加深,在20~160℃时颜色变化较为缓慢,在190~280℃时变化剧烈;试验范围内,火灾条件中温度(20~280℃)对落叶松木材抗弯强度的影响大于受热时间(60、90和120 min);落叶松木材的抗弯强度和弹性模量随着温度的升高非单调递减,并对相对抗弯强度进行3次多项式拟合,拟合精度较好。     

考虑径向温差的架空输电导线的动态增容分析

为提高输电线路输送能力和输电导线的动态增容,对输电线的径向温升现象进行研究分析.以架空输电线为例,首先基于热平衡方程计算导线温度理论值,然后通过建立输电线温度场电磁耦合有限元绞合模型,计算输电线径向温度分布规律,研究不同因素的影响,最后结合温度场的分析结果,分析输电导线动态增容的效果,根据导线的温度分布计算最小的载流量.结果表明:输电线的径向温度分布不均匀,内部温度高,表面温度低;输电导线温度受到载流量、风速、环境温度及时间变化的影响,径向温差一般可达0.58～4.53℃,因此研究架空导线的径向温差,根据导线的温度分布计算保证安全运行的最小载流量,有利于提高输电导线的动态增容,保证线路的运行安全.     

Meteorological conditions of ice accretion based on real-time observation of high voltage transmission line

Meteorological conditions during ice accretion on the 500 kV high voltage transmission lines and test cables are presented, together with a calculation of liquid water content (LWC). The data include meteorological observations and real-time ice accretion on the transmission lines of the central China power grid, from 2008 to 2009 in Hubei Province. Also included are observations of ice thickness, microphysics of fog droplets, and other relevant data from a nearby automated weather station at Enshi radar station, from January to March 2009. Results show that temperature at Zhangen tower #307 was correlated with the temperature at Enshi radar station. The temperature on the surface of the high voltage transmission line was 2-4°C higher than ambient air temperature, although the temperatures were positively correlated. Ice formation temperature was about -2°C and ice shedding temperature was about -2 to -1°C on the high voltage transmission line, both of which were lower than the temperature threshold values on the test cable. Ice thickness was significantly affected by temperature variation when the ice was thin. The calculated LWC was correlated with observed LWC, although the calculated value was greater.     

基于脑电的温度阶跃变化环境下的人体热舒适研究

热环境作为评价建筑物理环境的重要部分,影响着人的工作效率和情绪变化。不同环境温度下的脑电信号与人体主观投票相结合是一种评价热舒适的新方法。本研究选取14名身体健康的成年人在人工气候室经历由低温15°C分别突变到18°C、24°C和30°C三个过程,通过快速傅里叶变换,将温度阶跃变化环境下测得的脑电信号转化为脑电频谱功率值,与主观投票和额头温度相结合,进一步探究脑电各分区和各波段与热舒适的相关性。研究表明,额叶区频谱功率值变化可作为人体热舒适的评价指标,频谱功率值与热舒适显著相关,且随着舒适程度的增加而降低,当温度突变到接近人体中性温度24°C时,功率值最低。同时发现与热愉悦情绪和注意力有关的额叶区θ波段功率值随着舒适程度的增加而增加,当温度突变到24°C时,θ波相对脑电功率变化最明显,增加了20%左右。     

Temperature dependent spectral response characteristic of III-V compound tandem cell

The GaInP/GaAs/Ge triple-junction tandem cells with a conversion efficiency of 27.1% were fabricated using metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) technique. Temperature dependence of the spectral response measurements of the GaInP/GaAs/Ge tandem cell was performed by a quantum effi-ciency system at temperatures ranging from 25℃ to 160℃. The red-shift phenomena of the absorption limit for all subcells were observed with increasing temperature, which is dued to the energy gap nar-rowing with temperature. The short-circuit current densities (J_sc)of GaInP, GaAs and Ge subcells at room temperature calculated based on the spectral response data were 12.9, 13.7 and 17 mA/cm², re-spectively. The temperature coefficient of J_sc for the tandem cell was determined to be 8.9 mA/(cm²·℃), and the corresponding temperature coefficient of the open-circuit voltage deduced from the se-ries-connected model was -6.27 mV/℃.     

多因素耦合对光伏发电性能影响的试验研究

为了解苏州地区各因素耦合对光伏发电性能的影响,在苏州科技大学搭建了太阳能光伏一体化材料试验台,将所采集到的同步光伏发电数据及环境气象参数进行研究分析,首先采用了多元线性回归方程的分析方法,分析了各影响因素与光伏板表面温度之间的关系。接着研究了光伏板表面温度对光伏板发电量的影响;并采用了一元线性回归方程分析其之间的关系。然后采用趋势面分析法,分析了光伏板表面温度和太阳辐射量量对多晶硅光伏板发电量的影响。研究表明:环境温度每升高1℃,光伏板表面温度增加0.908℃;室外风速每增大1 m/s,光伏板表面温度降低0.056℃;总太阳辐射强度每升高1 W/m~2,光伏板表面温度增加0.035℃;室外湿度每增大1%,光伏板表面温度降低0.172℃;且光伏板表面温度每升高1℃,发电量增加0.073 W·h。同时,趋势面分析发现光伏板表面温度与太阳辐射量对发电量的影响呈双向变化的趋势,即太阳辐射量的正向变化,光伏板表面温度负向变化,且两级变化趋势明显,中间变化趋势平缓。     

温升速率影响空运锂离子电池热失控多米诺效应实验研究

为探究不同温升速率对空运锂电池热失控多米诺效应的影响,通过自主设计搭建的锂电池热失控实验平台,开展锂电池模组间热传播规律研究。结果表明,随着加热装置温升速率从10 °C/min提高至60 °C/min,锂电池模组的热失控开始时间从1 632 s提前至386 s。以模组中第三节电池热失控作为多米诺效应形成判断依据,基于二分法确定其临界温升速率为29 °C/min。该研究可用于指导航空运输的锂电池热灾害安全防控。     

基于磁-热-流耦合的非晶合金变压器运行特征分析

非晶合金变压器绕组及其铁心一般采用矩形结构,其运行损耗引起的不平衡温升更易导致绕组绝缘劣化,影响供电可靠性。针对非晶合金变压器特殊的绕组结构,分析计算非晶合金变压器绕组温升,预测其热点温度,对矩形绕组结构变压器的设计优化和运行控制具有理论指导意义。本文基于三维磁-热-流多物理场耦合仿真计算和温升试验,以一台型号为SBH15-M-200/10的三相油浸式非晶合金配电变压器为研究对象,分析其额定负载下的运行特征,仿真计算各绕组的热点温度,并通过短路法温升试验对仿真结果的正确性进行了验证。研究表明：三维磁-热-流多物理场耦合计算非晶合金变压器绕组热点温度值与温升试验结果的相对误差小于5%,所研究非晶合金变压器绕组的热点温度出现在B相低压绕组的中上部,热点温度达到64.77℃     

级联型STATCOM直流侧电容电压平衡

在链式STATCOM装置中,直流侧电容相互独立,支撑每个H桥直流侧电压。电容电压的恒定是保证静止无功补偿装置安全稳定运行的前提条件。本文针对静止无功发生器直流侧电容电压的不稳定问题,提出了一种基于载波移相调制的直流侧电容电压平衡控制方法,该方法通过采用PI调节与基于直流电源能量交换相结合的直流侧电容电压的平衡控制方法,有效地提高了STATCOM装置的稳定性。仿真结果验证了所提直流侧电容电压平衡控制策略的有效性与可行性。     

Fabrication of anode-supported zirconia thin film electrolyte based core–shell particle structure for intermediate temperature solid oxide fuel cells

With a view to produce intermediate temperature SOFCs,yttria and scandia doped zirconia with a core-shell structure was prepared,then an anode supported fuel cell was fabricated by a spray method.The influences of the scandia content in the electrolyte and atmosphere conditions used in the testing experiments on phase composition,microstructure and fuel cell performance were investigated.The electrolyte was composed of cubic and tetragonal phases and SEM pictures revealed very fine grain sizes and a smooth surface of the electrolyte film,though some defects were observed in samples with high Scandia content.Coating scandia on partially stabilized zirconium particles improves both ionic conductivity of the electrolyte and power density of the fuel cell distinctly below 750 1C.Anodes were pre-sintered at 1200 1C before co-sintering with the electrolyte film to ensure that the shrinkage percentage was close to that of the electrolyte during co-sintering,avoiding warping of cell.     

高电压环境测温系统中数据通讯的关键技术研究

将光纤通讯技术应用于高电压环境中的测温系统,实现被测对象和监控端的隔离,在此基础上设计了一种稳定的数据通讯模型,并据此完成了测温系统通讯协议的设计.阐述了高速数据采集和处理的软件设计方案.实验表明:该技术完全满足分布式多目标集中监测系统对数据采集、处理和可靠传输的需求,并已应用到电力系统的环境温度监测中.     

基于变压器套管电容芯子温度与tand非线性关系的一种迭代算法

高压套管作为变压器重要的附件,研究套管的温度分布是保证其安全可靠运行的关键。本文以220kV油纸电容式变压器套管为研究对象,基于电容芯子温度与介质损耗因数(tand)的非线性关系提出了一种温度的迭代算法。首先固定tand,计算电容芯子的介质损耗,再与其他热源加载到温度场分析中,得到套管初始的温度分布,根据公式对不同温度对应单元的tand修正,重新计算介质损耗,再求解温度场,直至相邻计算步之间对应节点温度的相对误差小于1%。结果表明在不同环境温度下,采用迭代算法与直接计算的结果进行对比,电容芯子上的最大温差都非常小,在进行套管温度计算时不必考虑温度与tand的非线性关系。研究对于电容式套管温度场的精确计算和tand非线性变化的问题具有一定指导意义。