雷电流对杆塔接地装置冲击特性影响规律的研究

针对由于雷击输电线路或杆塔所致的电力系统线路跳闸率较高的现象,建立了一种不同幅值雷电流作用下杆塔接地装置冲击系数模型,以用于雷电流对杆塔接地电阻影响的评估计算,提高冲击接地电阻的测量准确度。搭建了土壤火花放电X光拍摄平台,在不同雷电流作用下,得到土壤火花放电具有斑点状-球状-流注状-电弧通道的渐变过程规律,通过不同大小雷电流现场试验,得出不同冲击电流下电感效应对电流阻挡作用及火花效应的散流作用相互制衡关系,进一步通过电感效应与火花效应解耦的方法得到较准确的接地装置冲击电阻。试验结果表明,所建模型实现了通过小雷电流冲击测试得到大雷电流作用下接地装置冲击特性的目的,并可通过小型便携式冲击接地阻抗测试仪,对杆塔冲击接地阻抗进行测试,所计算阻抗与实际阻抗的误差在3%以内,可对输电线路防雷设计、评估、施工、改造等起到指导作用。     

硅橡胶导电复合材料电性能的DC/AC测试

对炭黑-碳纤维硅橡胶导电复合材料的伏-安特性进行了DC/AC测试.测试结果表明:该种导电复合材料具有非欧姆特性,电压与电流之间具有非线性关系.交流测试情况下,当交流电激励频率变化较小时,输出电流基本不受影响;而当频率变化较大时,输出电流发生了较明显变化,电流随着频率的增大逐渐增大.由此可知试样的电阻抗随着交流频率的增大而不断减小.在炭黑-碳纤维硅橡胶导电复合材料的导电体系中,隧道导电(电容阻抗)与搭接/接触导电(电阻阻抗)同时存在,隧道电流是非欧姆特性及频率增大时阻抗减小的主要原因.结果分析表明:对该类导电复合材料进行电阻(抗)测试时,需了解所使用测试仪器的激励电源模式.     

中压直流供电系统远端站点接地状态扫频阻抗检测法

为解决中压直流供电系统中远端站点设备外壳接地状态远距离检测问题,提出了一种基于扫频阻抗的远端站点接地状态检测方法。首先建立了中压直流供电系统的中心站点、传输线路及远端站点模型,并将远端站点接地状态分为正常接地、远端接地断开以及远端与电缆接地均断开3种状态。通过理论分析,在中心站点并联一个高频交流源支路,检测高频交流源输出端对地阻抗,可以判断远端站点接地状态。基于PSpice及PSCAD的仿真研究发现,利用扫频方法得到网络正常接地状态时的谐振频率,并设置交流源频率为该频率,可提高对地阻抗检测方法的区分度。根据得到的电流扫频曲线,发现不同接地状态时电流扫频曲线中平均谐振频率会发生改变,平均谐振频率与线路传输距离长度有关。对150、500及1 000m长度的单条线路,300m&800m、500m&1 000m长度的双传输线路远端站点接地状态进行检测,仿真验证了扫频阻抗检测方法的可行性。最后,提出了针对中压直流供电系统中远端站点接地状态的检测算法流程图。     

复合材料飞机电磁环境的多尺度分析

复合材料飞机电磁环境的分析属于多尺度，电大尺寸问题，采用传统数值方法会引起离散化剖分的奇异性问题。文章提出了一种基于薄层阻抗边界条件的多尺度分析方法，在该方法中，首先采用全波频域方法在微观尺度下计算复合材料的电磁响应，考虑其材料、结构和厚度等参数的影响，并将其等效为具有相同电磁响应的边界条件；其次将此等效边界条件引入到复合材料飞机电磁响应的计算过程中，在宏观尺度下用全波频域方法计算整个飞机的电磁环境。多尺度分析方法无须对复合材料飞机蒙皮进行电磁离散化，解决了网格剖分的奇异性问题，实现复合材料飞机电磁环境的数值研究。     

基于正交试验的石墨复合接地体接地特性影响因素分析

石墨复合接地体作为一种新兴的非金属接地材料,广泛应用于输电线路防雷接地工程。影响石墨复合接地体接地特性的因素众多,采用单一变量法分析其接地特性,计算量繁琐。针对石墨复合接地体建立正交试验表,结合CDEGS接地仿真软件,研究电流频率和幅值、接地网面积、土壤电阻率等多个因素对石墨接地体接地特性的影响规律,对比了传统金属材料与不同直径石墨复合材料的接地效果并提出优化方案。同时,对改进的扩径石墨复合接地体接地特性影响因素进行了正交试验分析。研究结论为石墨复合接地体的结构优化与实际接地材料选型提供了参考依据。     

变电站大地网接地阻抗测试研究

本文通过对江门市220 kV杜阮变电站大型地网接地阻抗进行测试,运用电流-电压表（变频/定频）三极法的直线法、30°夹角法、远离夹角法进行实践分析。结果表明：大地网接地阻抗值与测试电流、频率无关,与互感系数、电流极和土壤的接触面积以及电流线和电位线的夹角有关。在测试中,应尽量增大电流极与土壤的接触面积,增大电流线与电位线之间的距离,测试结果接近或小于设计值,相比之下,远距离测试法更符合要求。     

通用飞机复合材料结构损伤维修技术

正0引言复合材料由于具有比刚度高、比强度大和可设计性强等优点,在飞机主承力结构上获得了越来越广泛的应用,但是复合材料结构的抗冲击阻抗、抗冲击韧性低,在生产、使用和维护过程中,不可避免地会发生结构缺陷或损伤,必须进行及时修理以减少生产中部件的报废率,提高部件使用完好率,在保证安全的同时,降低复合材料使用成本。目前,国外对修理相关问     

输电线路杆塔分布式辅助接地网散流与结构优化研究

雷击是造成输电线路跳闸故障的主要因素之一,实现避雷线沿塔身的雷电冲击电流快速排散至大地是减少绝缘子沿面闪络的关键.现行输电线路杆塔存在着土壤电阻率高、接地施工困难、降阻效率低等问题.本文采用CDEGS软件先建立杆塔单向辅助接地网,研究连接线长度、数量以及连接线长度与辅助终端的比值对杆塔分布式辅助接地网散流特性的影响;进而建立杆塔多向分布式辅助接地网计算模型,对比分析电流频率、土壤电阻率对单向和多向辅助接地网的影响,并针对多向分布式辅助接地网的散流结构进行优化.计算结果表明:当连接线长度超过有效散流长度后,辅助接地网的降阻效率和分流能力呈现"饱和性";增加连接线数量可以明显改善单向辅助接地网的散流特性,有利于降低杆塔主地网的接地电阻;多向辅助接地网较单向辅助接地网具有明显的散流和降阻优势,改善多向辅助接地网结构有助于实现入地电流的均衡散流.本文研究结论可为输电线路杆塔设计与施工、杆塔接地改造提供参考.     

含损伤复合材料AGS结构固有频率数值预测

通过共振峰法求解了蒙皮内含分层损伤复合材料格栅加筋板的固有频率.分别采用复合材料板单元梁单元模拟蒙皮和肋骨,结合Adams应变能法与Rayleigh阻尼相结合的阻尼模型,并引入Hertz型非线性接触单元模型来避免上、下子板间的嵌入现象,推导了求解含损伤复合材料格栅加筋结构动力响应的有限元列式.在上述模型和理论基础上,首先采用精细积分法求解含损伤AGS结构的动力响应,再由外载频率与板内最大动挠度曲线的峰值确定结构的各阶固有频率,从而为蒙皮含分层损伤AGS结构固有频率的数值预测提供了一个较为有效的途径.     

核心剪力墙嵌固位置对掉层框剪结构抗震性能的影响

对掉层框剪结构中的核心剪力墙采取2种不同的嵌固位置,设计不同掉层层数的算例模型,进行多遇地震和罕遇地震作用下掉层框剪结构的抗震性能分析,考察核心剪力墙不同嵌固位置对掉层框剪结构上、下接地部位剪力分配和抗震性能的影响规律。结果表明:掉层结构上、下接地部位剪力分配极不均匀,各接地部位传递的剪力占比受掉层层数和核心剪力墙嵌固位置影响;通过选择核心剪力墙的嵌固位置,可在一定程度上协调剪力传递的不均匀性,当掉层层数较多时,将核心剪力墙嵌固在上接地端更合理;当上接地部位仅有少量剪力墙时,易形成塑性变形集中,设计中应重点关注此类构件的延性。     

太平湾电站地网接地电阻接地引下线截面的计算

通过对太平湾电厂220kV 50Hz变电站地网接地电阻允许值和220kV设备接地引下线截面进行计算,可知系统容量变化导致系统阻抗发生变化。由于系统运行方式的不同,零序网络总阻抗也有所变化,因此变电站地网接地电阻允许值计算应考虑系统的最大运行方式,同时避雷线工频分流系数对接地电阻允许值的计算也有影响     

水陆两栖飞机全机模型静水滑行水动性能预报

水面起飞性能是水面飞行器的基本性能,也是总体技术的核心,涉及多个学科领域。水陆两栖飞机水面高速滑行水动力性能与排水型船不同,具有速度高、运动复杂等特点,高速滑行时一方面受到较大的水动升力,另一方面受到机翼的升力。本文结合水陆两栖飞机水面高速滑行特点,利用RANS数值方法和重叠网格技术对水陆两栖飞机全机模型开展数值仿真模拟,分析了自由液面水气分布、机身底部压力分布特征,并将阻力、姿态和升沉与水池模型试验结果进行对比,验证了数值方法的准确性,为水陆两栖飞机静水滑行水动性能数值预报提供技术基础。     

磁暴在单回交流输电线中的感应电流的验证计算

准确计算磁暴期间交流电网中的地磁感应电流(geomagnetically induced current,GIC)对评估磁暴对交流电网的影响至关重要。在研究磁暴对交流电网的影响时所应用的现有模型的基础上,以单回交流输电线为研究对象,将交流输电线、接地体和大地进行统一建模;并采用有限元法(FEM)进行求解。这种新模型既可以处理电导率复杂分布的大地模型,又可以将交流输电线及接地体对地表感应地电场分布的影响考虑在内。均匀选取磁暴期间地磁场变化频率0.000 1~0.1 Hz之间的特定频点,分别采用现有模型和新模型计算交流输电线中的GIC,通过对比验证,表明现有模型在频率0.000 1~0.1 Hz之间计算磁暴期间交流电网中GIC时是适用的。     

不同布局无人作战飞机电磁隐身性能分析

无人作战飞机是当前研究热点之一,为研究不同气动布局无人作战飞机的隐身性能,分别建立常规布局A、无尾飞翼布局B、三角形飞翼布局C的电磁模型。采用物理光学法,计算了不同状态的RCS（Radar Cross Section）散射曲线并分析了分布特点、频率及俯仰角响应特性。结果表明,无人作战飞机的电磁散射特性取决于气动布局和结构形式,也与机翼前后缘、机身、进气道、尾喷口、垂尾等细节设计相关,布局A在前后向均有散射波峰,而采用外形隐身技术的布局B、C无明显散射波峰;频率增加时,各布局不同角域RCS均值减小,布局C前向角域最低为-34.308 7 dBsm,俯仰角变化时,受布局结构外形设计影响,算术均值呈振荡变化;布局C在前、后向角域具有最好的多频隐身性能,布局B在前向角域的不同俯仰角隐身性能较好,布局A隐身性能较差。     

适应屋顶光伏接入的低压配电系统故障测距新方法

随着新型电力系统的不断建设,新能源大规模接入低压配网是中国能源转型的重要方向。在电网故障条件下,快速准确确定故障位置对提升新能源利用率和改善低压配网可靠性至关重要。目前,现有故障测距研究主要针对输电网和中高配电网,但对于低压四线制配电系统相关研究较少。在大规模建设屋顶光伏的背景下,低压四线制配电网是消纳新能源的重要场景。针对此,面向有源低压三相四线制配电系统提出一种新型故障定位方法,首先建立三相四线制系统接地故障下故障距离计算模型和屋顶光伏故障等效模型;然后,建立了屋顶光伏故障计算模型与故障线路靠近屋顶光伏端的电压关联模型。在此基础上,联合所建立的关联模型、屋顶光伏故障等值模型,以及三相四线制系统故障距离计算模型,通过迭代计算方法求解故障距离。最后,基于仿真算例对所提算法进行了验证,结果表明：所提算法具有良好性能,研究成果有效提升了屋顶光伏接入后的低压配网三相四线制系统故障定位水平。     

复合材料机身对接壁板双向拉伸试验研究

为研究复合材料机身环向对接壁板受轴向和环向拉伸载荷下的耐久性/损伤容限问题,设计了一种新型壁板双向拉伸试验装置;可在单轴试验机上实现双向拉伸载荷,提高疲劳试验加载频率,降低试验成本。利用有限元分析和各向同性基准件验证试验两种手段对试验装置的有效性进行了评估,满足工程要求。利用双向拉伸试验装置对复合材料机身环向对接壁板进行了耐久性/损伤容限试验,结果表明,机身环向对接壁板满足静强度要求,由于对接区金属和复合材料混合结构的冲击损伤阻抗较强,在耐久性试验和剩余强度试验后未发生损伤扩展。试验结果为复合材料机身设计提供了一定的依据。     

高压直流融冰的地线节能改造研究

为了配合输电线路架空地线直流融冰和减小架空地线的电能损耗,提出了架空地线绝缘化改造的方法;为了精确评估节能改造效果,提出了分段、分型号的实用的工程计算方法。PSCAD程序可以精确地计算出架空地线与输电线路耦合后的阻抗矩阵,提高了数值计算的精确度,并用PSCAD程序仿真了绝缘化改造后不同接地方式下的入地电流值,仿真结果证明了该节能措施的有效性。     

接地网故障诊断的磁场逆问题求解方法

变电站接地网是变电站安全运行的保障,接地网出现故障会严重威胁站内人员和设备的安全。笔者提出了基于磁场逆问题的接地网诊断方法,通过向接地网两根上引导体注入和抽出低频电流,在接地网地表产生磁场,从而建立磁场逆问题方程,采用正则化方法对逆问题的病态性进行处理,采用牛顿迭代法对逆问题进行求解,得出接地网各个回路的电流分布,进而分析其电阻变化,判断接地网的腐蚀状态。以一个4×4接地网为例,建立了其磁场逆问题方程,利用正则化的方法对逆问题进行求解,将计算结果与正问题结果相比,误差控制在3%以内,验证了所提出逆问题的求解方法。讨论了测量点数量的选择,指出测量点数量选取为网孔数的40%即可较好地近似真实磁场分布。     

储能辅助电网参与调频的控制策略研究

目的 研究储能电站在风光发电情况下保持电力系统稳态的调节原理与方法,并在此基础上设计了一种虚拟同步发电机三级模型用有源支持控制方式辅助火电机组维持电网频率稳定的主动支撑控制策略。方法 利用储能电池快速响应的特性,建立储能系统,对储能换流器的控制进行改进,在传统的控制架构的基础上改进为在电压中加入虚拟阻抗的外环调节器和基于准PR控制器的电流内环控制,深入分析控制策略的原理和同步发电机的对应关系。结果 随着新能源渗透率越来越高,在储能电站并网参与频率调节的情况下,频率波动的次数变少。结论 控制方法可以给新能源发电系统带来一定的惯性和阻尼,从而增强了系统的稳定性,并且证明了储能电站参与电网调频的必要性和可实施性,为储能电站的分布和储能电池的容量配置提供了一定的实际的参考意义。