检索结果-内蒙古大学图书馆

中国电机工程学报 2025年第2期45卷 803-812,I0034页

作者：李东阳刘云鹏范晓舟李欢黎晏霖刘海琳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 国网冀北电力有限公司电力科学研究院北京市西城区100045

为对变压器绕组形变状态有更清晰的感知,需要对绕组轴向及辐向形变进行同时检测。该文首先分析绕组弯曲时的应变分布规律,并提出应变向量的概念及绕组轴向与辐向应变解耦方法。随后,在35 kV连续式绕组模型上布置带状光纤并搭建试验平台... 详细信息

为对变压器绕组形变状态有更清晰的感知,需要对绕组轴向及辐向形变进行同时检测。该文首先分析绕组弯曲时的应变分布规律,并提出应变向量的概念及绕组轴向与辐向应变解耦方法。随后,在35 kV连续式绕组模型上布置带状光纤并搭建试验平台,借助布里渊光时域分析技术以进行应变分布式传感,完成对绕组形变的轴向、辐向区分测量,应变向量相对误差在7.5%以内。最后,得出绕组轴向、辐向挠度都与带状光纤平均应变满足二次函数关系,拟合系数R^(2)>0.99,并利用该关系预测绕组的变形程度,误差小于5%。该文方法不仅能单独检测轴向或辐向形变,也能在同时发生两种形变时分别得出轴向和辐向形变;可以解决绕组轴向形变无法有效传感及变形程度难以定量判断的难题,为变压器绕组形变的检测提供新的方案。

关键词：变压器绕组形变轴向与辐向应变解耦分布式光纤传感布里渊光时域分析技术

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基于绕组首饼温度及温度梯度的变压器热点模型

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中国电机工程学报 2025年第1期45卷 361-369,I0030页

作者：范晓舟刘云鹏律方成李欢徐永超闫泽玉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 国网冀北电力有限公司电力科学研究院北京市西城区100045

变压器热点温度是衡量变压器负载潜力及运行安全性的重要指标,是变压器状态监测以及预测的重点。绕组底部首饼直接与散热片回流的冷油接触,周围油温与冷油近似相等,可以较为准确地分析其散热。该文从变压器传热原理出发,提出一种新的热... 详细信息

变压器热点温度是衡量变压器负载潜力及运行安全性的重要指标,是变压器状态监测以及预测的重点。绕组底部首饼直接与散热片回流的冷油接触,周围油温与冷油近似相等,可以较为准确地分析其散热。该文从变压器传热原理出发,提出一种新的热点温度计算模型。首先,基于理论推导建立绕组首饼温度的控制方程,并使用热电类比方法建立可用于实际运行的绕组首饼局部热路模型。通过对一台内置传感光纤的110 kV油浸式变压器进行11级不同负载共21 h温升试验,获得不同负载率下绕组温度变化情况,并提出基于绕组首饼温度及绕组温度梯度的热点温度模型。基于局部热路模型,使用负载率及散热片进出口油温作为输入变量,成功预测绕组首饼温度。随后,建立绕组整体温度梯度的指数、差分方程模型,并基于提出的热点计算模型对连续变负载试验的结果进行预测。结果表明,模型预测均方根误差为4.02 K,相较传统模型,最大误差降低21%,验证所提计算模型的有效性。

关键词：变压器热点温度温度梯度温升试验分布式光纤传感

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基于修正热路模型的油浸式变压器绕组热点温度计算研究

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电测与仪表 2025年第3期62卷 78-84页

作者：张晓华吕志瑞孙云生黄彬王永强国网冀北电力有限公司北京100054 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071003

油浸式变压器绕组热点温度是影响变压器运行寿命和负载能力的重要因素,与变压器负荷、顶层油温和环境温度密切相关。变压器运行在高温、过负荷时,由于热点温度过高而容易发生变压器故障,影响电力系统的正常运行。为能精确计算变压器绕... 详细信息

油浸式变压器绕组热点温度是影响变压器运行寿命和负载能力的重要因素,与变压器负荷、顶层油温和环境温度密切相关。变压器运行在高温、过负荷时,由于热点温度过高而容易发生变压器故障,影响电力系统的正常运行。为能精确计算变压器绕组热点温度,基于传热学和热电类比理论知识构造了变压器动态热路模型,建立微分方程。考虑到散热片散热系数从里到外不一致的影响,得到变压器有效散热面积,修正了热路模型。并以天威合肥变压器厂的一台180 MVA-220 kV变压器为例,建立该变压器的热路模型计算出绕组的热点温度;同时,建立三维变压器实际模型,基于Fluent仿真软件得到其内部的温度场分布。我们对这台主变进行了变压器绕组温升试验,得到了绕组的热点温度数据,结合现场实测数据对比分析热路模型及IEEE导则推荐模型计算结果,表明热路模型相对IEEE导则推荐模型计算精确度更高,证明了文中方法能更准确地计算油浸式变压器绕组的热点温度。

关键词：油浸式变压器顶层油温热点温度热模型散热系数

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基于本征正交分解和克里金代理模型的油浸式变压器绕组温度场快速计算方法

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电工技术学报 2025年第7期40卷 2215-2225页

作者：张志宇寇家俊张重远杜振斌刘刚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 河北省输变电装备电磁与结构性能重点实验室(保定天威保变电气股份有限公司) 保定071056

为了快速获得各种工况下油浸式电力变压器绕组的温度分布与热点,该文提出了一种基于本征正交分解(POD)与克里金代理模型(KSM)相结合的快速计算方法。首先,基于POD降阶方法对变压器温度场的离散方程组进行降阶,得到降阶模态系数矩阵;其次... 详细信息

为了快速获得各种工况下油浸式电力变压器绕组的温度分布与热点,该文提出了一种基于本征正交分解(POD)与克里金代理模型(KSM)相结合的快速计算方法。首先,基于POD降阶方法对变压器温度场的离散方程组进行降阶,得到降阶模态系数矩阵;其次,根据不同变压器工况对绕组温度场的影响程度选取重要工况参数,通过拉丁超立方采样形成工况参数矩阵即样本空间;然后,基于KSM方法构建样本空间与对应模态系数的代理模型,跳过对全阶模型的复杂非线性计算,以绕组工况为输入得到模态系数,结合模态高效重构温度场;最后,为验证该方法的有效性及与现有方法相比的优越性,分别用该方法与现有方法对110 kV油浸式变压器绕组八分区仿真模型与绕组温升实验测量数据进行对比分析。算例表明,该文所提方法对于相关测试工况的计算偏差更低,计算精度更高,且计算效率有较大幅度的提升,充分表明了该方法的有效性与优越性。该文所提变压器稳态温度场计算方法可为变压器数字化运维提供技术支撑。

关键词：油浸式电力变压器温度场本征正交分解克里金代理模型

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等离子体氟化纳米SiO_(2)对高温受潮状态下环氧树脂表面绝缘性能的影响研究

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绝缘材料 2025年第1期58卷 11-19页

作者：骆立衡郭骏毅夏国巍段祺君尹国华燕一博宋景萱谢庆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071003 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206 北京智慧能源研究院北京102209

随着电网容量和电压等级的提升,环氧复合绝缘材料的绝缘性能对电气设备的安全稳定运行至关重要,长期的高温高湿状态会导致材料的绝缘性能严重下降。本文基于介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,DBD)的等离子体技术对纳米SiO_(2... 详细信息

随着电网容量和电压等级的提升,环氧复合绝缘材料的绝缘性能对电气设备的安全稳定运行至关重要,长期的高温高湿状态会导致材料的绝缘性能严重下降。本文基于介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,DBD)的等离子体技术对纳米SiO_(2)进行氟化改性(F-SiO_(2)),成功将含氟基团接枝在纳米SiO_(2)表面,并通过湿热老化实验模拟高温受潮状态,对不同老化阶段的试样进行沿面闪络、电荷消散特性和陷阱分布特性测试。探究了掺杂F-SiO_(2)对环氧复合材料耐湿热老化性能的影响,并结合MD仿真模拟从分子尺度揭示了F-SiO_(2)对水分侵入的抑制机理。实验结果表明:掺杂F-SiO_(2)使环氧复合材料的饱和吸湿量降低了16.16%,沿面闪络电压提升了13.06%,且在湿热老化后能继续保持较高的绝缘性能。仿真结果表明:F-SiO_(2)可以降低环氧树脂的自由体积分数和水分子的均方位移,增强了环氧复合材料对水分的阻隔作用。等离子体技术可以将氟元素接枝到纳米SiO_(2)表面,有效抑制水分的侵入,提升环氧复合材料在受潮状态下的表面绝缘性能。

关键词：等离子体氟化环氧复合材料湿热老化水分扩散分子动力学

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基于A,Ф-A的变压器三维涡流场时域有限元POD降阶方法及其应用

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华北电力大学学报(自然科学版) 2025年第1期52卷 82-94页

作者：朱章宸刘尧刘刚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) 河北保定071003 国网重庆市电力公司建设分公司四川重庆409800

为解决三维涡流场时域求解时间长和存储空间需求较多的问题,首先基于A,Ф-A的三维涡流场时域有限元法结合POD(Proper Orthogonal Decomposition,POD)降阶算法实现了三维涡流场的高效计算。其次,以国际TEAM第21基准问题的模型B为例,通过... 详细信息

为解决三维涡流场时域求解时间长和存储空间需求较多的问题,首先基于A,Ф-A的三维涡流场时域有限元法结合POD(Proper Orthogonal Decomposition,POD)降阶算法实现了三维涡流场的高效计算。其次,以国际TEAM第21基准问题的模型B为例,通过对比分析实测数据与自编程序和COMSOL的计算结果,验证了A,Ф-A的三维涡流场时域有限元求解方法的有效性。然后,通过POD不同阶数的降阶算例验证了POD降阶方法的有效性。最后,利用所提的基于A,Ф-A三维涡流场时域有限元法计算了一台三相变压器进行额定运行工况下的涡流场,并将计算结果与COMSOL仿真结果进行了对比。同时,还分析了三相变压器在负荷减少过程中的相电流和磁场变化,并分析了降阶模型阶数对计算时间和精度的影响,结果表明:15阶降阶模型耗时约为全阶耗时1/10,并且在方程降阶后各时间步的加速比最大,可达到70~165倍,在计算涡流损耗时相对误差不超过4.59%,计算精度相对较高。

关键词：三维涡流场三相变压器 A,Ф-A方法 POD降阶方法

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短路累积效应对绕组磁-力特征影响试验研究

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华北电力大学学报(自然科学版) 2025年第1期52卷 95-102页

作者：律方成汪鑫宇王平耿江海高树国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 国网河北省电力有限公司电力科学研究院河北石家庄050021

为探究变压器绕组在多次短路冲击下逐渐劣化过程,开展了110 kV真型变压器短时多次短路冲击试验,测量了短路试验过程中的漏磁、振动加速度实时波形以及试验后绕组轴向压力稳态值及电抗变化率,提取了漏磁、振动频谱特征,获得了各项物理量... 详细信息

为探究变压器绕组在多次短路冲击下逐渐劣化过程,开展了110 kV真型变压器短时多次短路冲击试验,测量了短路试验过程中的漏磁、振动加速度实时波形以及试验后绕组轴向压力稳态值及电抗变化率,提取了漏磁、振动频谱特征,获得了各项物理量随短路电流强度、短路次数下的变化趋势。结果表明:多次短路冲击会使变压器绕组产生累积效应,累积效应影响程度与冲击次数和冲击强度有关;在累积效应作用下,磁场信号会由于绕组形变程度低或测点距离形变处较远而变化不明显,但振动加速度的频谱熵、Pearson相关系数的变化可以良好反映绕组的机械状态改变。因此监测变压器振动信号并分析其频谱是评估短路累积效应影响、绕组形变诊断的可靠手段。

关键词：变压器绕组累积效应短时多次短路特征评估

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基于组合赋权和改进TOPSIS的绝缘纸老化状态评估

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绝缘材料 2025年第2期58卷 129-138页

作者：耿江海祝建昊姚嘉欣王平汪鑫宇高树国俞华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071003 国网河北省电力有限公司电力科学研究院河北石家庄050021 国网山西省电力公司电力科学研究院山西太原030001

为实现变压器绝缘纸老化状态的准确评估,提出一种基于组合赋权和改进TOPSIS的绝缘纸老化状态评估方法。首先,为克服单一特征量评估的不足,选取聚合度、抗张强度、断裂伸长率、击穿电压和介质损耗因数作为老化特征量,建立绝缘纸老化状态... 详细信息

为实现变压器绝缘纸老化状态的准确评估,提出一种基于组合赋权和改进TOPSIS的绝缘纸老化状态评估方法。首先,为克服单一特征量评估的不足,选取聚合度、抗张强度、断裂伸长率、击穿电压和介质损耗因数作为老化特征量,建立绝缘纸老化状态评价体系;其次,利用组合赋权模型计算特征量的组合权重值;最后,提出一种改进TOPSIS模型,构建欧氏-灰色关联距离测度,利用改进TOPSIS模型计算贴近度,并设置贴近度区间对绝缘纸的老化状态进行分级评估。结果表明:基于组合赋权和改进TOPSIS的绝缘纸老化状态评估方法既考虑了专家主观经验赋权,又利用特征量数据自身特征进行了权重修正,赋权更加科学合理;同时弥补了传统TOPSIS模型的距离判据缺陷,使计算得到的贴近度更加合理;通过电-热-力联合老化试验实例验证了该评估方法能准确、有效地判断绝缘纸的老化状态,且通过设置贴近度区间可以实现老化状态的分级评估。

关键词：绝缘纸电-热-力-联合作用组合赋权改进TOPSIS 状态评估

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基于稀疏表示的绝缘子紫外图谱闪络状态分类评估方法

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高电压技术 2018年第10期44卷 3352-3358页

作者：刘云鹏纪欣欣裴少通王胜辉华北电力大学河北省输变电设备安全防御重点实验室

绝缘子运行状态的检测和故障诊断对于维持电力系统安全稳定运行至关重要。针对目前存在输变电绝缘子的紫外检测图像故障特征不明显、诊断准确率不高的问题,提出了一种基于稀疏表示法的绝缘子紫外图谱的闪络状态分类评估方法。通过字典... 详细信息

绝缘子运行状态的检测和故障诊断对于维持电力系统安全稳定运行至关重要。针对目前存在输变电绝缘子的紫外检测图像故障特征不明显、诊断准确率不高的问题,提出了一种基于稀疏表示法的绝缘子紫外图谱的闪络状态分类评估方法。通过字典学习构建图谱信号自适应的过完备字典,采用加速近邻梯度算法和正交匹配追踪算法对待测紫外图像进行稀疏求解,依据稀疏矩阵的非零项进行分类诊断。结果表明,该方法的检测准确率较高,最高可达98%,其中正交匹配追踪算法依赖于字典的健全程度,当训练样本充足时算法识别时间仅为0.000 8 s。而加速近邻梯度算法则选取多个较优参量,适用于样本量较小的分类评估。此外,稀疏度参数敏感度较低,具有较好的鲁棒性。该算法同多分类支持向量机（M-SVM）算法相比,具有更好的表现性能,在绝缘子紫外检测分级预警和故障检测方面具有良好的应用前景。

关键词：绝缘子稀疏表示紫外图谱闪络分级正交匹配追踪法加速近邻梯度法

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基于相似矩阵盲源分离与卷积神经网络的局部放电超声信号深度学习模式识别方法

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电网技术 2019年第6期43卷 1900-1906页

作者：张重远岳浩天王博闻刘云鹏罗世豪河北省输变电设备安全防御重点实验室(华北电力大学)

电气设备的故障类型与局部放电现象密切相关,有效提取和分析局部放电信号中的特征信息对故障类型判断和运维检修具有重要意义。针对局部放电超声信号的特点,提出了基于相似矩阵的盲源分离方法对原始超声信号进行预处理,有效提取局部放... 详细信息

电气设备的故障类型与局部放电现象密切相关,有效提取和分析局部放电信号中的特征信息对故障类型判断和运维检修具有重要意义。针对局部放电超声信号的特点,提出了基于相似矩阵的盲源分离方法对原始超声信号进行预处理,有效提取局部放电的特征量。采用光纤传输的局部放电超声检测平台对4种类型的局部放电信号进行采集,并应用上述方法对信号数据预处理,将处理后的数据作为训练样本用于深度学习模式识别,选用卷积神经网络,最终识别准确率达到90%以上,提高了局部放电类型识别的准确性,为新一代电力系统的设备故障诊断提供了一种新方法。

关键词：局部放电超声波盲源分离相似矩阵深度学习卷积神经网络

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