检索结果-内蒙古大学图书馆

高电压技术 2022年第3期48卷 809-819页

作者：刘云鹏黄志成耿江海刘继兴孔迤萱王从龙华北电力大学河北省输变电设备安全防御重点实验室保定071003 广东电网佛山供电局佛山528000

绝缘子的污秽积聚是颗粒与绝缘子表面碰撞吸附过程的宏观表现,研究颗粒与绝缘子表面的碰撞吸附机理可为电力系统防污、杜绝粉尘闪络事故等工作提供理论指导依据。因为材料属性的差别,不同颗粒与绝缘子间的碰撞吸附过程需选择特定的微观... 详细信息

绝缘子的污秽积聚是颗粒与绝缘子表面碰撞吸附过程的宏观表现,研究颗粒与绝缘子表面的碰撞吸附机理可为电力系统防污、杜绝粉尘闪络事故等工作提供理论指导依据。因为材料属性的差别,不同颗粒与绝缘子间的碰撞吸附过程需选择特定的微观物理模型去求解和描述。然而,由于目前缺少这些物理模型在绝缘领域内应用选择的参考依据,学者们在研究时容易出现模型混用的情况。该文总结了经典的颗粒微观接触物理模型的特点及适用范围,指出了现有颗粒与绝缘子碰撞吸附研究成果中的不足;然后基于MD模型构建的粘附相图及系统中常见颗粒与绝缘子的物理参数,计算并给出了常见颗粒与4种不同材料绝缘子间碰撞吸附问题的推荐参考模型;最后探讨了颗粒与绝缘子碰撞过程中的能量耗散机制,并指出了下一步的研究方向。研究结果表明:常见颗粒与复合及环氧树脂绝缘子的碰撞吸附问题可参考JKR理论开展研究,而常见微米级颗粒与玻璃及瓷绝缘子表面的碰撞问题则需要采用MD/MYD模型。该文的工作对于颗粒与绝缘子碰撞吸附机理的研究具有一定的参考价值。

关键词：碰撞吸附绝缘子物理模型粘附相图模型选择

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油浸式变压器绕组瞬态温升降阶快速计算方法

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电工技术学报 2024年第3期39卷 643-657页

作者：刘刚胡万君郝世缘刘云鹏李琳华北电力大学河北省输变电设备安全防御重点实验室保定071003 新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 北京102206

油浸式电力变压器绕组温升监测是保证其安全稳定运行的重要手段。为了改善采用有限元方法计算油浸式电力变压器绕组瞬态温升时存在效率不高的问题,提出一种结构保留的本征正交分解(SPOD)与离散经验插值方法(DEIM)相结合的计算策略。首先... 详细信息

油浸式电力变压器绕组温升监测是保证其安全稳定运行的重要手段。为了改善采用有限元方法计算油浸式电力变压器绕组瞬态温升时存在效率不高的问题,提出一种结构保留的本征正交分解(SPOD)与离散经验插值方法(DEIM)相结合的计算策略。首先,该文采用最小二乘有限元法(LSFEM)与迎风有限元法(UFEM)构建变压器绕组瞬态温升计算控制方程;其次,针对控制方程的特点,引入SPOD方法,通过将采样时间内的计算结果构成快照矩阵,建立降阶模型,降低有限元刚度矩阵的计算阶数,提高求解有限元方程的效率;然后,为了改善本征正交分解方法对于非线性问题效率提升不高的缺陷,结合DEIM算法,对有限元方程中的非线性项进行插值处理,从而减少每一时步形成总体刚度矩阵的时间,进一步提高总体计算效率。为了验证文章所提算法的精确性及高效性,根据油浸式电力变压器绕组的基本特点,建立了单分区分匝绕组传热模型,对其瞬态传热过程进行计算,结果表明:基于SPOD-DEIM的有限元降阶计算能够在保证精度的前提下有效提高计算效率,与全阶计算结果相比,流场与温度场的计算误差均不超过1.5%,且计算效率提升5.1倍。同时,为了充分说明SPOD-DEIM算法在工程应用中的价值,该文基于110 kV变压器绕组搭建了温升实验平台,建立了八分区分匝绕组数值计算模型,对算法的精度、效率及工程应用价值进行了验证及讨论,计算及实验结果表明:精度方面,降阶计算较全阶计算的瞬态全过程计算误差小于2.5%,且与实验结果相比,误差不超过5.41K;效率方面,降阶计算的全过程计算时间为54.28 h,与全阶计算相比,计算效率提升至10.57倍,与商业仿真软件Fluent相比,效率提升至6.37倍,充分说明所提算法的高效性及工程应用价值,为大型电力设备快速仿真提供新思路。

关键词：绕组瞬态温升结构保留本征正交分解离散经验插值降阶计算温升实验

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风沙条件下导线电晕特性的模拟试验系统设计

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高电压技术 2012年第9期38卷 2417-2423页

作者：刘云鹏李玥翰刘海峰吕玉坤华北电力大学河北省输变电设备安全防御重点实验室保定071003 华北电力大学能源动力与机械工程学院保定071003

为了对西北地区高海拔风沙天气条件下的导线电晕特性系统地展开研究,并克服恶劣的气候环境给研究工作带来的困难,通过对西北当地风沙环境调研,确定基本风沙参数;结合超高压电晕笼,通过理论分析计算、采用Fluent软件的k-ε湍流模型对气... 详细信息

为了对西北地区高海拔风沙天气条件下的导线电晕特性系统地展开研究,并克服恶劣的气候环境给研究工作带来的困难,通过对西北当地风沙环境调研,确定基本风沙参数;结合超高压电晕笼,通过理论分析计算、采用Fluent软件的k-ε湍流模型对气固两相流进行数值模拟,计算出能够满足电磁学和流体力学两方面性能基本要求的风管系统;再结合一系列电晕特性测量系统,设计出风沙条件下导线电晕特性的模拟试验系统。该系统在满足科学可行的前提下,具有高可控性,同时保证尽可能地贴近实际情况;研究成果可为进一步开展高海拔风沙气候条件下的导线电晕特性研究奠定基础,同时也为风沙物理学的研究提供参考。

关键词：电晕笼风沙模拟导线电晕特性风沙参数数值模拟系统设计

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傅里叶算法测量介质损耗的误差分析与应用

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电网技术 2011年第12期35卷 124-129页

作者：徐志钮赵丽娟律方成丁傲河北省输变电设备安全防御重点实验室(华北电力大学) 河北省保定市071003 华北电力大学电子与通信工程系河北省保定市071003

为减少傅里叶算法用于电容型设备介质损耗(介损)计算的误差,基于信号仅含基波分量和信号频率变化的前提下对傅里叶算法用于介损计算的误差进行理论推导和分析。获得了介损角计算误差的表达式,该表达式由电压与电流信号的相位差、电流信... 详细信息

为减少傅里叶算法用于电容型设备介质损耗(介损)计算的误差,基于信号仅含基波分量和信号频率变化的前提下对傅里叶算法用于介损计算的误差进行理论推导和分析。获得了介损角计算误差的表达式,该表达式由电压与电流信号的相位差、电流信号的初始相位、信号频率和信号长度组成,即介损角的计算误差受这些因素影响。分析结果表明:在初始相位变化范围内介损角误差的最大值、最小值大致互为相反数,介损角最大误差与频率偏离系数和电压与电流信号的相位差近似存在线性关系;介损角最大误差约为频率偏离系数乘以电压与电流信号的相位差。因此,欲减少介损角测量误差可采用以下方法:缩小采样得到电压与电流信号的相位差,比如电流信号通过移相?/2的传感器,比如末屏串入电容或Rogowski线圈获得,该方法有望使频率波动导致的误差降低为真实值的1/100左右。仿真和实验数据的计算验证了以上分析结论。

关键词：电容型设备介损傅里叶算法相位差频率波动误差

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基于改进FastDOA算法的变压器局部放电超声阵列信号测向

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电力自动化设备 2012年第6期32卷 9-13页

作者：程述一李燕青律方成金虎华北电力大学河北省输变电设备安全防御重点实验室河北保定071000

实验室大量试验结果表明,使用超声阵列传感器对变压器进行局部放电检测时,核心是选择合适的波达方向(DOA)估计算法。提出一种改进的FastDOA算法进行变压器局部放电超声阵列信号的测向,该算法在传统FastDOA的基础上增加一个扩展系数来构... 详细信息

实验室大量试验结果表明,使用超声阵列传感器对变压器进行局部放电检测时,核心是选择合适的波达方向(DOA)估计算法。提出一种改进的FastDOA算法进行变压器局部放电超声阵列信号的测向,该算法在传统FastDOA的基础上增加一个扩展系数来构造不同阵列孔径的虚拟阵列,然后利用真实谱峰的大小、位置不变,伪峰大小、位置随扩展系数改变的原理,对各虚拟阵列得到的估计谱值进行加权平均以减小伪峰的影响,有效提高测向精度。利用MATLAB对其进行仿真,结果显示该算法的测向误差在2°以内,与传统算法最大误差超过10°相比,具有更好的稳定性。在实验室搭建局部放电测向平台,10组试验数据表明该算法的误差均在3°以内。

关键词：变压器局部放电超声阵列传感器传感器快速子空间算法波达方向估计仿真验证试验

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基于Mel时频谱-卷积神经网络的变压器铁芯声纹模式识别方法

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高电压技术 2020年第2期46卷 413-423页

作者：张重远罗世豪岳浩天王博闻刘云鹏河北省输变电设备安全防御重点实验室(华北电力大学) 保定071003 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206

为了实现变压器设备声学指纹的不停电检测,提出了一种基于Mel时频谱-卷积神经网络的变压器铁芯声纹识别模型。首先,通过铁芯模型振动与噪声试验平台,研究铁芯在不同工况下的振动声信号,将采集到的振动与声音数据进行了关联性分析和比对... 详细信息

为了实现变压器设备声学指纹的不停电检测,提出了一种基于Mel时频谱-卷积神经网络的变压器铁芯声纹识别模型。首先,通过铁芯模型振动与噪声试验平台,研究铁芯在不同工况下的振动声信号,将采集到的振动与声音数据进行了关联性分析和比对,验证了声信号同振动信号一样均能够有效反映铁芯的运行状态;然后,对采集到的声音数据进行Mel时频谱预处理降维,并将降维结果作为深度学习的数据集;最后构建了Mel时频谱-卷积神经网络变压器铁芯声纹模式识别模型,通过超参数调整和网络结构优化设计,实现不同运行工况声信号的准确识别。研究结果表明:该文提出的Mel时频谱-CNN识别模型对3种不同工况的声信号识别率达到了99.71%。论文研究可为电网主设备的数据深度挖掘提供参考。

关键词：变压器声纹状态监测铁芯 Mel时频谱深度学习卷积神经网络

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动作时序优化振动信号混沌吸引子特征的断路器操动状态辨识方法

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高电压技术 2024年第6期50卷 2635-2644页

作者：刘会兰常庚垚赵书涛裘实黄伟杰刘教民华北电力大学河北省输变电设备安全防御重点实验室保定071003 国网河北省电力有限公司保定供电分公司保定071000

高压断路器分合闸操作过程包括掣子脱扣、弹簧释能、动静触头碰撞等动作,机械振动信号作为能量传递的表现,蕴含着丰富的运行状态信息。该文基于断路器关键动作节点的时序,提出一种动作时序优化振动信号混沌吸引子特征的断路器操动状态... 详细信息

高压断路器分合闸操作过程包括掣子脱扣、弹簧释能、动静触头碰撞等动作,机械振动信号作为能量传递的表现,蕴含着丰富的运行状态信息。该文基于断路器关键动作节点的时序,提出一种动作时序优化振动信号混沌吸引子特征的断路器操动状态辨识方法。首先,由高速相机捕捉断路器操动过程主轴拐臂运动图像,利用目标跟踪算法获取动触头关键运动节点时序指标;然后,依据时序指标划分操动过程,通过对不同阶段的振动信号相空间重构,提取相空间吸引子几何和属性特征;最后,利用智能分类算法进行故障辨识,实验结果验证该方法在大幅节省时间开销的同时,有效提高了分类辨识的准确率达96.9%。该文方法在断路器状态监测和带电测试中具有广阔应用前景。

关键词：高压断路器动作时序吸引子特征混沌分析振动信号

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直流叠加交流电压下交联聚乙烯中电树枝特性研究

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电工技术学报 2018年第3期33卷 601-608页

作者：刘云鹏刘贺晨李演达郁利超芮皓然华北电力大学河北省输变电设备安全防御重点实验室保定071003 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

电树枝在直流电压和交流电压下具有明显不同的引发和生长特性。为了研究直流电缆系统中直流成分和交流成分对电树枝特性的影响,该文研究了直流叠加交流电压情况下电树枝的引发和生长特性。研究结果表明,交流分量的引入极大地降低了电树... 详细信息

电树枝在直流电压和交流电压下具有明显不同的引发和生长特性。为了研究直流电缆系统中直流成分和交流成分对电树枝特性的影响,该文研究了直流叠加交流电压情况下电树枝的引发和生长特性。研究结果表明,交流分量的引入极大地降低了电树枝的引发电压,并使得电树枝的生长速度较单纯直流电压下大大增加。直流叠加交流复合电压下电树枝的引发主要受交流分量的影响,而直流电压对其影响较小。负极性直流偏置电压下,电树枝主要为双结构的松枝状树枝,生长速度较慢,且直流电压的增大并未对其生长速度造成明显影响;而正极性偏置电压下,电树枝分支较少,生长速度较快,生长速度随着电压的增大而迅速增加。实验结果表明直流电缆系统中若存在较大的交流分量,将对直流电缆系统的绝缘安全构成较大威胁。

关键词：直流叠加交流电压电树枝交联聚乙烯直流电缆极性效应

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基于优化YOLOv4的主要电气设备智能检测及调参策略

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电工技术学报 2021年第22期36卷 4837-4848页

作者：律方成牛雷雷王胜辉谢庆王子豪新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206 河北省输变电设备安全防御重点实验室(华北电力大学) 保定071003

基于无人机和巡检机器人搭载的多光谱成像检测是高压设备非接触检测的发展趋势,而主要电气设备的识别是其绝缘状态智能诊断的基础。该文建立了绝缘子、均压环、防振锤、套管和导线训练与测试数据库;基于YOLOv4,改进了Mosaic数据扩充算法... 详细信息

基于无人机和巡检机器人搭载的多光谱成像检测是高压设备非接触检测的发展趋势,而主要电气设备的识别是其绝缘状态智能诊断的基础。该文建立了绝缘子、均压环、防振锤、套管和导线训练与测试数据库;基于YOLOv4,改进了Mosaic数据扩充算法,使网络误差降低了0.7,识别准确度提高到84.3%;研究了基于边界框回归的交并比(IoU)算法对不同尺度检测目标的影响,提出了对大、小目标分别采用CIoU和GIoU的训练策略;研究了K-means和分层聚类算法对自建数据库的标注值宽高数据聚类效果及检测结果的影响;基于误差、识别准确度和训练速度,研究并优化了YOLOv4的网络参数,改进后的模型训练误差降低了3%,识别准确度提高了0.8%,较好地实现了主要电气设备的识别。该研究可用于多光谱成像电气设备运行状态的现场诊断。

关键词：电气设备识别 YOLOv4 数据扩充算法交并比 K-means和层次聚类

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基于ALBERT的电力变压器运维知识图谱构建方法与应用研究

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电工技术学报 2023年第1期38卷 95-106页

作者：谢庆蔡扬谢军王春鑫张雨桐徐之康新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206 河北省输变电设备安全防御重点实验室(华北电力大学) 保定071003

当前电网数字化转型升级,且电力变压器智能健康管理技术快速发展,而在运维过程中存在信息关联性弱以及决策生成效率低的问题。目前,知识图谱在航天器运维等其他工业领域已有应用,知识查询效率显著提升。电力变压器运维领域鲜有知识图谱... 详细信息

当前电网数字化转型升级,且电力变压器智能健康管理技术快速发展,而在运维过程中存在信息关联性弱以及决策生成效率低的问题。目前,知识图谱在航天器运维等其他工业领域已有应用,知识查询效率显著提升。电力变压器运维领域鲜有知识图谱构建相关文献,且针对电力变压器运维领域公开数据较少、运维知识难以被有效挖掘的问题,该文提出一种基于ALBERT的电力变压器运维知识图谱构建方法。首先获取电力变压器领域公开文献,并使用正则匹配的样本生成方法对电力系统事故调查报告等半结构化语料进行样本增强,构建电力变压器运维领域的训练数据集;然后应用ALBERT-BiLSTM-CRF深度学习算法从电力变压器相关文献与事故调查报告中抽取了电力变压器运维实体,并将此算法与传统深度学习算法进行对比,验证了此方法的优越性;接着,利用融入了ALBERT和注意力机制的ALBERT-BiLSTM-Attention深度学习算法对电力变压器运维实体进行关系抽取,相较于其他深度学习算法,此算法在电力变压器运维领域文本中具有更好的表现;最后使用Neo4j图数据库对知识图谱进行可视化呈现,并实现了基于电力变压器运维知识图谱的辅助决策功能。

关键词：电力变压器知识图谱深度学习 ALBERT 辅助决策

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