近年来,部分特高压换流变压器在运行中相继发生电弧短路故障并引发爆炸、起火事故,严重威胁直流系统安全稳定运行。充油设备故障冲击下的结构失效机制尚不明确,且缺乏成熟的数值计算方法,制约故障防爆技术的发展。基于此,该文提出一套...近年来,部分特高压换流变压器在运行中相继发生电弧短路故障并引发爆炸、起火事故,严重威胁直流系统安全稳定运行。充油设备故障冲击下的结构失效机制尚不明确,且缺乏成熟的数值计算方法,制约故障防爆技术的发展。基于此,该文提出一套适用于高能电弧故障冲击的结构失效仿真计算方法。首先,建立有限腔体内油中电弧能量持续注入的气泡动力学模型,准确描述故障气泡的脉动膨胀行为;其次,提出自适应有限元-光滑粒子流体动力学(finite element method-smoothed particle hydrodynamics,FEM-SPH)耦合方法,利用SPH粒子继承失效前的物理信息参与FEM计算;进行不同能量、不同位置的电弧故障仿真计算,获得换流变压器结构的薄弱区域及其破裂行为,复现了油箱结构失效行为。研究发现,油箱顶盖两侧及侧壁转角接缝位置容易发生应力集中现象。一旦结构出现裂缝,将在极短时间内沿着应力集中方向快速发展,最终导致壁面整体撕裂。可知,该方法揭示的结构失效行为可为改进变压器设计和提高设备安全性提供依据。展开更多
针对航空电缆电弧故障引起的微小电流变化难以识别的问题,提出了一种基于Inception模块和双向长短期记忆网络(bidirectional long short-term memory, BiLSTM)的交流串联电弧故障诊断方法。首先通过计算自相关系数的离散平方和(discrete...针对航空电缆电弧故障引起的微小电流变化难以识别的问题,提出了一种基于Inception模块和双向长短期记忆网络(bidirectional long short-term memory, BiLSTM)的交流串联电弧故障诊断方法。首先通过计算自相关系数的离散平方和(discrete sum of squares of the atocorrelation coefficient)、信息熵(Shannon entropy)以及小波能量熵(wavelet energy entropy)提取原始电流数据的特征,将特征合并形成新的特征矩阵,对原始数据实现特征增强。之后Inception-BiLSTM网络利用特征矩阵进行学习,最后完成对电弧故障的诊断。为了验证模型在实际环境中的诊断性能,在充分考虑实际情况下,基于航空电缆电弧模拟实验平台进行了振动试验、应力实验以及潮湿电缆实验,并将实验数据整合作为检测样本。实验结果表明,本文方法对于识别电弧故障有着较高的准确度,可以达到99.69%。展开更多
为了实现利用电磁辐射信号进行配网电弧故障定位,提出了一种基于到达时差(time difference of arrival,TDOA)方法的Chan-LM协同定位算法。该算法采用Chan算法快速获得的初始点,再经过LM(Levenberg-Marquart)算法迭代修正定位结果。仿真...为了实现利用电磁辐射信号进行配网电弧故障定位,提出了一种基于到达时差(time difference of arrival,TDOA)方法的Chan-LM协同定位算法。该算法采用Chan算法快速获得的初始点,再经过LM(Levenberg-Marquart)算法迭代修正定位结果。仿真分析了TDOA定位算法、电磁辐射传感器配置对定位精度的影响,结果表明Chan-LM协同算法比Chan算法的定位误差减小40%,参考主站位于中心位置的Y形布站方式,传感器所在海拔高度相同时的监测区域整体定位准确度较高。利用实测电弧电磁辐射波形验证了Chan-LM协同算法能够有效改善定位精度,为基于电磁辐射TDOA的电弧定位策略应用提供参考依据。展开更多
文摘近年来,部分特高压换流变压器在运行中相继发生电弧短路故障并引发爆炸、起火事故,严重威胁直流系统安全稳定运行。充油设备故障冲击下的结构失效机制尚不明确,且缺乏成熟的数值计算方法,制约故障防爆技术的发展。基于此,该文提出一套适用于高能电弧故障冲击的结构失效仿真计算方法。首先,建立有限腔体内油中电弧能量持续注入的气泡动力学模型,准确描述故障气泡的脉动膨胀行为;其次,提出自适应有限元-光滑粒子流体动力学(finite element method-smoothed particle hydrodynamics,FEM-SPH)耦合方法,利用SPH粒子继承失效前的物理信息参与FEM计算;进行不同能量、不同位置的电弧故障仿真计算,获得换流变压器结构的薄弱区域及其破裂行为,复现了油箱结构失效行为。研究发现,油箱顶盖两侧及侧壁转角接缝位置容易发生应力集中现象。一旦结构出现裂缝,将在极短时间内沿着应力集中方向快速发展,最终导致壁面整体撕裂。可知,该方法揭示的结构失效行为可为改进变压器设计和提高设备安全性提供依据。
文摘针对航空电缆电弧故障引起的微小电流变化难以识别的问题,提出了一种基于Inception模块和双向长短期记忆网络(bidirectional long short-term memory, BiLSTM)的交流串联电弧故障诊断方法。首先通过计算自相关系数的离散平方和(discrete sum of squares of the atocorrelation coefficient)、信息熵(Shannon entropy)以及小波能量熵(wavelet energy entropy)提取原始电流数据的特征,将特征合并形成新的特征矩阵,对原始数据实现特征增强。之后Inception-BiLSTM网络利用特征矩阵进行学习,最后完成对电弧故障的诊断。为了验证模型在实际环境中的诊断性能,在充分考虑实际情况下,基于航空电缆电弧模拟实验平台进行了振动试验、应力实验以及潮湿电缆实验,并将实验数据整合作为检测样本。实验结果表明,本文方法对于识别电弧故障有着较高的准确度,可以达到99.69%。
文摘为了实现利用电磁辐射信号进行配网电弧故障定位,提出了一种基于到达时差(time difference of arrival,TDOA)方法的Chan-LM协同定位算法。该算法采用Chan算法快速获得的初始点,再经过LM(Levenberg-Marquart)算法迭代修正定位结果。仿真分析了TDOA定位算法、电磁辐射传感器配置对定位精度的影响,结果表明Chan-LM协同算法比Chan算法的定位误差减小40%,参考主站位于中心位置的Y形布站方式,传感器所在海拔高度相同时的监测区域整体定位准确度较高。利用实测电弧电磁辐射波形验证了Chan-LM协同算法能够有效改善定位精度,为基于电磁辐射TDOA的电弧定位策略应用提供参考依据。
