超高压输电线脱冰动力响应数值模拟

采用ABAQUS软件建立500 kV超高压输电线路的有限元模型,计算分析具有不同结构参数的耐张线路段在各种脱冰工况下导线的动力响应,获得导线冰跳高度和张力随时间的变化,进一步得到脱冰率、覆冰厚度、耐张段档数、档距以及高差等对导线脱冰后最大冰跳高度的影响规律,为重冰区超高压输电线路电线的间隙设计以及杆塔设计提供依据.     

高压输电线路驱鸟装置的太阳能供电系统设计

研究太阳能供电系统设计的一般方法,提出相应的计算公式和模型,设计高压输电线路驱鸟装置太阳能供电系统.实验证明:该太阳能供电系统能为该驱鸟装置提供持续、稳定的电源.对小型太阳能供电系统设计具有现实指导意义.     

不良气象微环境下桥塔横梁覆冰灾害过程模拟

冬季桥塔横梁坠冰是威胁桥梁交通安全的重大隐患之一,系统分析不良气象微环境下横梁覆冰灾害过程机制,是保证桥梁交通安全的迫切需求。本文依托FLUENT与FENSAP-ICE软件建立了桥塔横梁覆冰数值仿真模型,探讨了风速、液态水含量和环境温度等微气象参数对桥塔横梁覆冰灾害演化过程的影响规律。结果表明：本文提出的数值仿真方法在明冰及霜冰条件下均具有较高的可行性与准确性;对武汉长江二桥桥塔横梁结冰数值模拟发现,覆冰区域集中分布于横梁迎风侧前缘及上下边缘,整体呈现出“U”型分布特征,是横梁防冰、除冰的重点区域;不良气象微环境是影响横梁结冰形态、分布及覆冰量的重要因素,覆冰形状受风速、液态含水量影响较大,受温度影响较小。     

高压输电线路带电检修机器人作业臂运动优化

针对完全依靠人工带电拧紧高压输电线路引流板螺栓作业效率低、劳动强度大、高空和高电压危险的问题,研制了一种双臂和双机械手的引流板螺栓拧紧带电检修机器人。通过各关节的轨迹规划双作业臂及其末端由初始位姿运动到螺栓螺母对准状态是机器人顺利完成检修作业的关键。针对现有多项式插值关节轨迹规划依赖于轨迹端点时刻,导致该方法实用性差及关节轨迹运动过程中忽略驱动机构对关节状态制约的问题,提出基于Min-Max时间标准化的改进多项式插值关节轨迹规划方法。基于该方法,以关节运动时间为优化对象,提出满足关节轨迹运动全程约束条件的关节运动时间区间范围的求取方法。通过仿真实验验证了改进算法关节轨迹仅与轨迹端点状态及运动时间有关,而与端点时刻无关,进一步淡化轨迹端点时刻对关节轨迹的影响,提高算法的实用性。通过选取最优关节轨迹运动时间,满足了关节状态全程状态约束要求,从而避免超调的发生,优化了各关节运动轨迹,提高了关节运动的效率。最后通过现场试验进一步验证改进算法的工程实用性。     

基于曲面重构的飞机三维结冰数值模拟计算

在飞机结冰数值模拟中,采用多时间步长法可以准确模拟实际结冰情况。首先给出了三维结冰数值模拟方法,通过求解N-S方程计算空气流场、采用欧拉法计算水滴轨迹、求解质量和能量守恒方程计算结冰增长。对结冰后的结果数据进行重组,建立新的拓扑关系,采用非均匀双三次B样条曲面重构算法重构冰形曲面,得到几何模型,实现飞机三维结冰的多时间步长数值模拟。比较了单时间步长和多时间步长的计算结果;并与冰风洞试验数据及LEWICE预测数据进行对比,分析了不同时间步长对结冰外形的影响,得到了表面水收集系数随着时间的变化规律。结果表明,随着时间步长的不断缩小,水收集系数在机翼上表面不断增加,影响冰形的增长。时间步长越小,计算结果越接近试验数据,验证了曲面重构算法的正确性,说明多时间步长在结冰数值模拟方法中的优越性。     

特高压输电塔线体系的气动弹性模型设计

以向家坝-上海的±800 kV特高压直流线路为例,阐述特高压输电塔线体系的气动弹性模型设计与制作方法.通常的集中刚度法和离散刚度法制作的铁塔模型都很难满足气动弹性模型的要求.考虑铁塔模型刚度和气动反应两方面的情况,提出以半刚性模型节段加U型弹簧片的方法制作铁塔弹性模型.另外,对导线模型进行跨度方向上的缩聚解决了按统一比例无法满足风洞尺寸要求的问题.通过理论分析和实际检测对比,塔线体系模型的动力特性可以满足气动弹性试验的要求.     

基于可拓工程的特高压直流输电线路故障类型甄别

±800 kV特高压直流输电线路故障类型的正确判别是国家电网安全稳定运行的重要保证。针对目前基于行波保护的装置在实际运行中存在的易拒动和易误动的问题,本文研究了基于暂态电压和暂态能量的两种暂态特性分析与故障类型甄别原理。然后在介绍可拓工程原理的基础上,应用可拓学中的物元模型将两种故障类型识别判据进行可拓融合,提出了用于区分输电线路发生单极接地故障、双极接地故障、非故障性雷击和故障性雷击四种暂态状况的识别判据。     

基于X射线数字成像技术的高压输电导线内部缺陷检测实验研究

提出了一种高压输电导线内部缺陷X射线可视化检测方法,详细介绍了CV—1型X射线数字成像系统的组成和工作原理,验证了X射线数字成像系统对500 k V输电导线透照能力,确定了照射参数和透照方法;根据输电导线内部缺陷特征和缺陷所在部位,在实验室条件下分别模拟检测了导线钢芯断股、钢芯表面划伤、夹杂、散股以及压接深度不足等内部缺陷并与无缺陷输电导线进行了对比,得出了导线内部缺陷的X射线数字图像的特征,实验结果证明了X射线数字成像技术对输电导线内部缺陷检测的有效性和可行性,为高压输电导线内部缺陷检测提供了新方法和参考依据。     

高压功率LDMOS阈值电压温度系数的分析

分析了高压LDMOS在-27℃至300℃温度范围内的温度特性,并给出了阈值电压温度系数的计算公式.根据计算结果,可以得到以下结论:高压LDMOS的阈值电压温度系数在相当宽的温区内是一常数;可用温度的线性表达式来计算阈值电压温度系数;薄栅氧化层和高沟道掺杂浓度可减小高压功率LDMOS的阈值电压温度系数.     

考虑脱冰速度效应的输电线路脱冰模拟

输电线路的脱冰将对相邻塔产生纵向不平衡张力,严重威胁到输电线路的安全。提出输电线覆冰脱落的有限元模拟方法,与以往的模型试验结果进行比较以验证该方法的准确性,分析导线和地线整档同时脱冰产生的系统响应,最后针对导线的unzipping形式脱冰分析脱冰速度对响应的影响。本文的算例发现,地线整档同时脱冰将产生比导线整档脱冰更大的纵向不平衡张力。在unzipping形式脱冰分析中,脱冰速度越慢,系统响应越接近于静态卸载;脱冰速度越快,系统响应越接近于整档同时脱冰。     

电力线载波通信的远程控制系统

针对电力设备远程测控系统的可靠性和经济性问题,提出了一种利用电力线载波通信的远程测控应用方案,采用电力网作为控制信息传输信道,优选了适应低压电力网信道特性的MSK(minimun shift keying)调制/解调技术,分析了MSK调制/解调技术原理,并利用MSK技术和可编程逻辑控制器(programmable logic control PLC)智能控制单元,构建了利用电力网通信的电力设备远程测控系统模型,研制了利用电力线载波通信的电力设备远程测控系统。实验结果表明:MSK调制技术较好地满足了电力网通信信道特性,实现了测控信号的可靠传输,提高了电力设备远程测控的可靠性,降低了系统成本。     

计及电网停电风险的输电线路动态融冰决策方法

电网发生大面积冰灾情况时,多条输电线路存在覆冰故障隐患,电网稳定运行受到严重威胁,需要提前制定输电线路融冰方案,合理安排融冰顺序。针对此问题,分析输电线路覆冰继续运行给电网带来的停电风险,将与待融冰输电线路相关联的变电站的电气主接线展开,将传统削负荷模型改进后应用于输电网与变电站主接线的组合网络,建立断路器可靠性模型,计算靠后融冰线路因继续运行的电网停电风险;利用计及风速及降雨影响的输电线路覆冰增长预测模型,计算输电线路的覆冰率,根据覆冰率门槛值确定待融冰线路集,基于覆冰严重度模型构建系统全局的覆冰指数指标;综合考虑电网停电风险及系统全局覆冰指数建立输电线路融冰紧迫度指标,动态更新待融冰线路并决策融冰顺序。最后,以IEEE RBTS系统进行算例分析,验证了所提方法的可行性与合理性。     

交流特高压输电线的传输特性与无功补偿

特高压输电线的无功/电压控制方式影响其传输能力和运行稳定性。首先建立了用分布参数表达的输电线的功角特性方程,推导出了输电线的功率-电压特性方程,用该方程分析了送端恒电压控制、受端恒功率因数控制下输电线的运行特性,绘出了受端在三种典型功率因数下运行的P-V特性曲线,表明输电线的传输能力随受端功率因数的上升而提高,但其过电压的功率区间也随之扩大,特别是在受端功率因数超前状态下有很大的超开路电压区间。同时还用功角特性方程推导出了两端恒定电压运行状态下输电线剩余无功功率的算式,进而推导出了输电线两端恒电压控制所需要的无功补偿量的算式,并以晋东南(长治)—南阳—荆门1000kV特高压输电线作为算例,对两种控制方式下的传输能力和变电站的无功补偿量进行了验证。     

220kV及以上电压输电线路的继电保护可靠性及状态检修研究

传统220kV及以上电压输电线路的继电保护可靠性及状态检修过程实现过程复杂,且容易受到外界环境的干扰,导致可靠性及状态检修研究结果不准确。因此研究了一种新的继电保护可靠性及状态检修过程,根据220kV及以上电压输电线路继电保护装置自身特点,对干扰其可靠运行的因素进行分类,构建相应的故障树模型,通过马尔科夫矩阵转移法计算继电保护装置的可用度和发生故障的概率,研究了装置硬件和软件的可靠性。经实例分析发现,继电保护装置的可用度随检修效率、状态评估效率和检修工人效率的增大呈先增加后不变的趋势。分析了检修周期对继电保护装置可靠性的影响,在此基础上研究了继电保护状态检修过程。     

基于nRF24LE1的高压开关柜动静触头无线温度监测系统设计

介绍了利用nRF24LE1无线收发芯片,实现对高压开关柜触头的温度监控,其测温终端直接安装在高压带电部分,实现等电位工作,实测温度通过无线方式传输给监测主机,解决了高压绝缘问题;整套监测系统由温度监测终端、监测主机和系统PC机构成,实现了高压触头温度的实时监测,保证了电力高压开关的可靠运行.     

脉冲频率调制光纤高压测量传输系统的研究及应用

论述了脉冲频率调制（ＰＦＭ）光纤测量系统的特点，研制了采用ＰＦＭ的光纤高压测量信号传输系统。它可用于大电流、雷电流、１．２／５０μｓ雷电冲击全波、操作冲击波和波尾截断波的测量。报导了对衰减振荡大电流的测量结果。     

多重镜像法求解高压传输线的部分电容

该文研究了中性束注入系统中高压传输线部分电容的求解问题;根据传输线多层同轴导电壳的结构特点,利用多重镜像法确定与平行导线相应的一系列的镜像线电荷,求解的问题变为由一系列平行线电荷构成的电场问题,传输线的部分电容则通过各导体间的电位系数来求得;这一方法避免了直接求解的困难以及大量数值计算等问题。     

远程输电线路分布电容对高频保护的影响

分析了远程输电线路分布电容在线路正常运行时、保护范围外部短路时、线路空载合闸时对高频保护的影响,提出采用补偿变压器的办法来消除分布电容对高频保护的影响。     

基于嵌入式ZigBee模块的高压设备温度监测系统

设计了一种基于ZigBee无线传感器网络通信技术的高压设备温度在线监测系统.系统由监测终端、监测集中器和远程监测中心构成.其中监测终端由CPU单元、测温单元、无线通信单元和电池供电单元等组成;监测集中器由可编程序控制器PLC和触摸屏等组成.监测终端通过ZigBee无线传感器网络WSN与监测集中器连接;监测集中器通过基于OPC规范的以太网与监测中心连接.论述了系统的软硬件实现方法,重点讨论了电池供电条件下的终端低功耗技术的软硬件设计方案.所设计系统可靠性高、开放性好、成本低.     

ZigBee技术和GPRS在输电线路在线监测中的应用

针对高压输电线路的分散性大,所处地理环境、气候条件复杂的现状,以实际项目开发为背景,设计了一套以GPRS和ZigBee无线传感器网络技术为基础的输电线路综合监测系统。该系统中由传感器节点采集导线拉力、倾角和气象等信息,由ZigBee无线传感器网络传输到监测子站系统进行数据融合处理,并通过GPRS公网把数据传回主站监测系统。文中详细阐述监测子站和无线传感器节点模块的硬件结构,以及导线弧垂在线监测装置的工作原理,给出主站系统、子站系统的软件工作流程。该系统经实际运行测试,结果表明:基于ZigBee技术的输电线路综合监测系统具有良好的可扩展性、可靠性,功耗较低,维护方便,是目前行之有效的方法,完全可以满足输电系统在线监测的需要。