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基于DI-PointNet的变电站主设备点云高精度语义分割方法
1
作者 裴少通 孙海超 +2 位作者 孙志周 胡晨龙 祝雨馨 《电工技术学报》 北大核心 2025年第9期2917-2930,共14页
在变电站机器人巡检任务中,三维点云数据的高精度语义分割是关键技术之一,有助于机器人理解电力设备、障碍物和其他物体的空间布局。然而,现有的点云分割算法在变电站场景中的应用效果有限,准确度较低、计算复杂度高,难以实现对变电站... 在变电站机器人巡检任务中,三维点云数据的高精度语义分割是关键技术之一,有助于机器人理解电力设备、障碍物和其他物体的空间布局。然而,现有的点云分割算法在变电站场景中的应用效果有限,准确度较低、计算复杂度高,难以实现对变电站主设备点云的准确分割。为了解决这一问题,该文提出了一种基于PointNet++的DI-PointNet算法。首先,采用双层连续变换器模块增强点云之间的信息交互,有效地聚合长距离上下文,增大网络有效感受野;其次,通过分层键采样策略生成自注意力机制所需的键值,降低算法复杂度;最后,使用倒置残差模块,通过倒置瓶颈设计和残差连接缓解梯度消失,有效地增加模型的深度,同时降低计算复杂度。此外,该文构建了变电站点云数据集,对DI-PointNet算法进行详细的消融实验,并与主流深度学习算法和电力领域典型点云分割算法进行对比。实验验证结果表明,DI-PointNet算法对变电站主设备点云分割的平均交并比达到82.5%,相比PointNet++算法提高了2.1个百分点,且总体精度提高了3.4个百分点,达到90.1%。DI-PointNet算法为智能电力设备巡检和维护提供了有效的解决方案。 展开更多
关键词 点云语义分割 双层连续变换器 分层键采样 倒置残差 变电站
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极端环境条件下输变电设备空气间隙绝缘特性研究现状及展望 被引量：22
2
作者 黄道春 范建斌 +5 位作者 王平 程玉洲 刘勇 阮江军 孙勇 邓永清 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1892-1906,共15页
高压输变电设备空气间隙长期耐受工作电压、短时耐受过电压,受极端地理气象条件的单一或组合影响,可能发生绝缘失效故障,导致系统跳闸/闭锁,进而引发电网停运,在构建新型电力系统背景下对电网造成的冲击和影响将更加严重。文章分析了高... 高压输变电设备空气间隙长期耐受工作电压、短时耐受过电压,受极端地理气象条件的单一或组合影响,可能发生绝缘失效故障,导致系统跳闸/闭锁,进而引发电网停运,在构建新型电力系统背景下对电网造成的冲击和影响将更加严重。文章分析了高压输变电设备运行面临的极端自然环境条件,综述了低气压(高海拔)、山火、沙尘条件下高压输变电设备空气间隙绝缘特性的研究进展,分析了存在的问题,在我国能源清洁低碳转型背景下,面向输变电工程外绝缘设计、绝缘失效风险评估及广域电网停电主动防御等方面的需求,提出了极端环境条件下高压输变电设备空气间隙绝缘特性方面尚需开展的研究工作。 展开更多
关键词 极端环境 输变电设备 外绝缘 空气间隙 绝缘特性
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数字孪生技术在输变电设备中的应用前景与关键技术 被引量：55
3
作者 刘云鹏 刘一瑾 +3 位作者 律方成 谢庆 高树国 高飞 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1621-1633,共13页
数字孪生技术是实现输变电设备全生命周期数字化、智能化管理的关键技术。为加速其在输变电设备行业的落地应用,首先分析了输变电设备数字孪生的构建过程、内涵及特征;其次在能源互联网数字孪生模型的基础上,结合设备设计、制造及运维... 数字孪生技术是实现输变电设备全生命周期数字化、智能化管理的关键技术。为加速其在输变电设备行业的落地应用,首先分析了输变电设备数字孪生的构建过程、内涵及特征;其次在能源互联网数字孪生模型的基础上,结合设备设计、制造及运维等实际需求,提出了输变电设备数字孪生系统架构,并以变压器为例,给出了其数字孪生体的实现构想,为输变电设备数字孪生的实现提供了可行的思路;之后从数字孪生的构建过程出发,详细地阐述了输变电设备数字孪生实现过程中所涉及的关键技术;最后对数字孪生技术在输变电设备全生命周期各环节中的应用前景展开分析,阐述了包括标准制定、模型融合、数据挖掘等方面在内的未来重点研究内容,探究了其实现面临的来自平台、传感、共享等方面的挑战,展望了该技术给输变电设备设计制造、供需市场等行业带来的变革。 展开更多
关键词 输变电设备 数字孪生 系统架构 全生命周期 智能管理
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基于深度学习的输变电设备紫外放电光斑分割方法 被引量：9
4
作者 裴少通 杨家骏 +1 位作者 马子儒 刘云鹏 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第33期14759-14766,共8页
随着紫外成像技术的发展,高压电力设备对于紫外成像图谱的量化分析提出了更高的要求。紫外图谱的量化分析需要用到除紫外成像仪所输出“光子数”额外的紫外光斑图像信息,所以需要将紫外放电光斑从可见光的背景中分割出来。然而,传统紫... 随着紫外成像技术的发展,高压电力设备对于紫外成像图谱的量化分析提出了更高的要求。紫外图谱的量化分析需要用到除紫外成像仪所输出“光子数”额外的紫外光斑图像信息,所以需要将紫外放电光斑从可见光的背景中分割出来。然而,传统紫外图谱光斑分割方法仍存在复杂背景及小光斑分离困难、特征选取复杂、分割精准度低等问题。基于上述问题,提出了一种基于深度学习的紫外图谱光斑分割提取的方法。首先,采用紫外成像仪拍摄电力设备放电缺陷紫外图谱;其次,分别构建FCN-32s、FCN-16s、FCN-8s 3种全卷积网络(fully convolutional networks,FCN)子模型架构,并利用随机梯度下降法进行模型训练;最后,实现输变电设备放电缺陷紫外图谱主光斑的自主分割提取。经过对FCN 3种子模型架构的训练、测试和对比分析,结果表明:FCN-16s模型为紫外光斑分割提取的最佳模型,测试准确率可达99.34%。结果表明基于深度学习的紫外图谱光斑分割方法准确高效,为紫外光斑的量化提取及电力设备放电缺陷的紫外诊断提供了参考。 展开更多
关键词 紫外成像 深度学习 图像分割 全卷积神经网络
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特高压输变电系统绝缘子紫外放电数据管理及故障诊断系统设计 被引量：12
5
作者 律方成 戴日俊 +3 位作者 金虎 王胜辉 刘晓飞 郭文义 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期273-279,共7页
绝缘子的运行状态直接关系着特高压(UHV)电网的稳定性,绝缘子在运行过程中会出现绝缘性能下降同时伴随着表面放电,可以用紫外(UV)成像仪对其运行状态进行检测。根据直流特高压工程技术国家工程实验室(昆明)的设计要求开发了一套紫外数... 绝缘子的运行状态直接关系着特高压(UHV)电网的稳定性,绝缘子在运行过程中会出现绝缘性能下降同时伴随着表面放电,可以用紫外(UV)成像仪对其运行状态进行检测。根据直流特高压工程技术国家工程实验室(昆明)的设计要求开发了一套紫外数据管理系统,采用Delphi7作为管理系统开发软件,SQL Server2000作为后台数据库,运用模块化开发思想,建立了基本信息管理、图像处理、紫外视频播放和报表生产等功能模块,运用数学形态学提取紫外光斑中的放电参数。通过喷水分级法在现场选择了正常、良好、微孔、劣化和严重老化5种绝缘状态的同一种绝缘子,提取了"光斑直径"和"光斑面积",通过MATLAB数字仿真,得到了这2种参数随绝缘状态的变化趋势,结果表明:绝缘状态良好时,光斑面积<250(像素点),光斑直径<15(像素点);出现微弱放电时,光斑面积在12 000(像素点)左右,光斑直径在130(像素点)左右;当出现闪络,绝缘几乎丧失时,光斑面积>30 000(像素点),光斑直径>250。该软件为绝缘子运行状态的评估提供了量化依据和一定的指导。 展开更多
关键词 特高压(UHV) 绝缘子 紫外(UV)成像 光斑面积 光斑直径 数学形态学 状态评估
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基于动态模态分解-自适应变步长油浸式电力变压器绕组瞬态温升快速计算方法 被引量：10
6
作者 刘刚 郝世缘 +2 位作者 朱章宸 高成龙 刘云鹏 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期3895-3906,共12页
为了改善当前油浸式电力变压器绕组瞬态温升计算过慢的问题,该文结合动态模态分解法和自适应变步长法提出了一种动态模态分解(DMD)-自适应变步长(ATS)快速计算方法。首先,该方法引入了动态模态分解算法,利用动态系统中前若干时步提取得... 为了改善当前油浸式电力变压器绕组瞬态温升计算过慢的问题,该文结合动态模态分解法和自适应变步长法提出了一种动态模态分解(DMD)-自适应变步长(ATS)快速计算方法。首先,该方法引入了动态模态分解算法,利用动态系统中前若干时步提取得到的变化特征,近似拟合其后一段时间内的系统变化,并通过选取主模态降低计算时间。其次,为了提高DMD算法性能,进一步提出结合ATS方法,通过自适应调整计算步长,提高瞬态计算效率;为了验证算法的计算精度和效率,建立了八分区分匝绕组数值传热模型并在此基础上将该文所提算法与仿真软件Fluent的计算结果进行对比,结果表明,在计算精度方面,二者结果几乎一致,计算误差最大不超过0.3 K;对于计算效率,该文算法的总计算时间为5.99 s,仅为Fluent总计算时间的1/89,且算法时间步数仅为Fluent的4.7%。最后,为了验证DMD-ATS算法的工程实用性,基于产品级油浸式电力变压器绕组结构搭建温升实验平台,并将所提算法计算结果与实验结果进行对比,结果表明所提算法在各测量线饼的误差均处在可接受的范围内,最大误差仅为4.57 K,且包含预处理时间在内的计算时间仅为69.14 s,计算时步仅需17步,较当前主流的计算方法效率有明显提高。综合算法的精度和效率,充分说明所提算法具有一定工程价值。 展开更多
关键词 动态模态分解 自适应变步长 主模态选取 瞬态温升问题
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基于UDP协议的变电站设备状态监测智能终端 被引量：5
7
作者 魏洪 王亮 +2 位作者 赵涛 刘云鹏 律方成 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第23期5888-5892,5902,共6页
数字化变电站要求智能电子设备(IED)具有网络通信功能。采用传输层用户数据包协议(UDP)作为设备绝缘状态监测系统的通信协议,可实现过程层监测数据实时高速传输到间隔层。根据设备绝缘状态监测IED要求和UDP协议的特性,结合光纤数字化技... 数字化变电站要求智能电子设备(IED)具有网络通信功能。采用传输层用户数据包协议(UDP)作为设备绝缘状态监测系统的通信协议,可实现过程层监测数据实时高速传输到间隔层。根据设备绝缘状态监测IED要求和UDP协议的特性,结合光纤数字化技术,设计了变电站设备绝缘状态监测智能终端硬件及系统通信方案。采用以控制和测试为主的图形化编程语言LabVIEW开发了系统软件。应用开发的监测终端在实验室对一支现场替换下来的CT进行介损测量试验。试验结果表明监测终端满足数字化变电站绝缘状态监测IED性能要求。 展开更多
关键词 IEC61850 UDP 智能电子设备 状态监测
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基于简支绕组横梁算法的变压器绕组形变矢量化监测模型 被引量：1
8
作者 范晓舟 袁洁平 +3 位作者 薛峰 王湘女 律方成 耿江海 《电工技术学报》 北大核心 2025年第5期1639-1651,共13页
变压器绕组状态监测非常重要,为精确地监测变压器绕组变形方向与变形程度,该文结合简支横梁原理与布里渊光时域分析技术,提出了针对变压器绕组的形变矢量化监测算法。基于材料力学理论推导,建立了布里渊频移量与绕组形变轴向、径向分量... 变压器绕组状态监测非常重要,为精确地监测变压器绕组变形方向与变形程度,该文结合简支横梁原理与布里渊光时域分析技术,提出了针对变压器绕组的形变矢量化监测算法。基于材料力学理论推导,建立了布里渊频移量与绕组形变轴向、径向分量关系式,利用布里渊光时域分析技术建立了变压器绕组形变矢量化监测模型。通过对光纤复合导线和内置光纤的35 kV绕组施加轴向形变和径向形变,借助布里渊光时域反射技术完成了形变监测,验证了监测模型的准确性。结果表明,复合导线实验中轴向形变测量平均误差为6.60%,径向形变测量平均误差为5.88%;内置光纤的35 kV绕组实验中轴向形变平均误差为9.63%,径向形变平均误差为5.18%。实验结果验证了绕组形变矢量化监测模型可实现绕组形变方向和形变程度的监测,有效地提高绕组形变程度的监测精度。 展开更多
关键词 绕组形变 矢量化监测 光纤传感 简支绕组横梁
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纳米POSS/环氧树脂复合材料电树枝特性受热老化影响的机理
9
作者 王永强 邓雅琦 张凤啸 《高电压技术》 北大核心 2025年第7期3289-3298,共10页
为改善热老化引起的环氧树脂性能劣化问题,该文研究了热老化对纳米POSS/EP复合材料电树枝特性的影响,制备了不同掺杂比例的纳米POSS/EP复合材料试样,并进行了32 d热老化,对试样进行了质量损失率、陷阱能级、击穿场强和电树枝生长特性测... 为改善热老化引起的环氧树脂性能劣化问题,该文研究了热老化对纳米POSS/EP复合材料电树枝特性的影响,制备了不同掺杂比例的纳米POSS/EP复合材料试样,并进行了32 d热老化,对试样进行了质量损失率、陷阱能级、击穿场强和电树枝生长特性测试,同时基于分子动力学模拟了其自由体积和均方位移。试验结果表明:在微量掺杂下,复合材料的击穿场强和耐电树枝性能随填充比例的增加而提高,掺杂质量比3%下复合材料的交流击穿电场强度提升效果最明显,比未改性环氧树脂提高了18%,且热老化后击穿场强下降比仅为3.9%。电树枝生长速度与分形维数皆表明3%掺杂质量比对复合材料电树枝生长抑制效果最显著,有效提升耐电树枝性能;模拟结果表明POSS/EP复合体系自由体积、均方位移均减小。研究结果可为热老化条件下环氧树脂复合材料电树枝特性的研究提供参考。 展开更多
关键词 纳米POSS 环氧树脂 热老化 击穿场强 电树枝
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基于高频分布参数的光伏电站直流串联电弧定位方法研究
10
作者 王永强 张丹石 王鹏 《太阳能学报》 北大核心 2025年第5期331-337,共7页
针对光伏系统中串联电弧故障火灾风险大且难以定位的问题,基于对直流电弧传输过程中受高频分布参数影响的研究,提出一种借助谐振和能量衰减实现故障定位的方法。搭建实验平台,在频域上建立谐振频率与故障距离的关系,在时域上建立衰减时... 针对光伏系统中串联电弧故障火灾风险大且难以定位的问题,基于对直流电弧传输过程中受高频分布参数影响的研究,提出一种借助谐振和能量衰减实现故障定位的方法。搭建实验平台,在频域上建立谐振频率与故障距离的关系,在时域上建立衰减时间与距离关系,取时域、频域定位结果均值做最终结果。通过Simulink仿真和搭建实际实验平台进行实验,对该方法进行验证。研究结果表明,所提定位方法切实可行,对于组串内及直流母线上电弧故障定位误差不超过5%。 展开更多
关键词 光伏电站 电弧 频域分析 故障定位 谐振 能量衰减
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金属异物影响的高压放电粒子仿真及放电光谱特性 被引量：1
11
作者 吴佩遥 裴少通 +2 位作者 刘勇 刘云鹏 韩旭 《电工技术学报》 北大核心 2025年第13期4148-4163,共16页
金属异物在多种电力设备中均可能引起放电现象,为实现对金属异物引起放电现象的多光谱精确监测,必须深入理解其对放电光辐射的影响机制。该文通过试验分析了金属异物对高压放电全波段光辐射的影响特性,并结合仿真进一步分析了金属异物... 金属异物在多种电力设备中均可能引起放电现象,为实现对金属异物引起放电现象的多光谱精确监测,必须深入理解其对放电光辐射的影响机制。该文通过试验分析了金属异物对高压放电全波段光辐射的影响特性,并结合仿真进一步分析了金属异物对日盲紫外波段光辐射的影响机理。首先,搭建含金属异物的高压放电试验平台,利用紫外相机和高速相机捕获放电图像,并利用光谱仪测得放电发射光谱;其次,通过分析放电光谱,确定产生日盲紫外波段光辐射的粒子跃迁主要为N2(A^(3)Σ_(u)^(+)→X^(1)Σ_(g)^(+))和NO-γ(A^(2)Σ^(+)(v′)→X^(2)Π(v″));然后,构建二维等离子体仿真模型,计算在不同数量大金属颗粒和不同质量金属屑影响下放电过程中NO(A^(2)Σ^(+))与N_(2)(A^(3)Σ_(u)^(+))的粒子数密度,并将其与测得光谱进行对比。通过试验可知,金属异物对放电产生光辐射的促进作用具有波段的选择性,其中紫外和可见光波段的反应更为灵敏;结合仿真分析可知,金属异物通过引起放电区域内电场的畸变促进粒子的激发与电离,使NO(A^(2)Σ^(+))与N_(2)(A_(3)Σ_(u)^(+))粒子数密度增加,导致放电产生的日盲紫外波段光辐射增强。在该文试验条件下,放电产生的紫外、可见光、红外波段光辐射强度比值近似为一稳定值,约为1.1:1:0.25。 展开更多
关键词 金属异物 发射光谱 粒子仿真 等离子体 日盲紫外波段光辐射
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温度对纤维素绝缘中水分吸附和解吸的影响 被引量：1
12
作者 杨超杰 刘云鹏 +2 位作者 赵涛 杨家骏 刘一瑾 《电工技术学报》 北大核心 2025年第1期300-311,共12页
变压器内部温度的变化会促使水分改变其分布和聚集位置,而局部高含水量会严重影响油纸绝缘的电气强度。因此,有必要对不同温度下纤维素绝缘中水分的吸附和解吸进行研究。该文采用分子动力学的方法建立了三个不同含水量的105原子量级的油... 变压器内部温度的变化会促使水分改变其分布和聚集位置,而局部高含水量会严重影响油纸绝缘的电气强度。因此,有必要对不同温度下纤维素绝缘中水分的吸附和解吸进行研究。该文采用分子动力学的方法建立了三个不同含水量的105原子量级的油-纤维素混合体系(OCS),分别对其进行温升和温降模拟,得到了界面域和油域水分子数目(NW)的变化规律。通过分析纤维素绝缘的溶剂可及表面积(SASA)和微观扫描电镜(SEM)图,研究了温度变化和纤维素分子劣化对纤维素绝缘中水分吸附和解吸的影响。结果表明,高温体系反向冷却后,油域的水分子会快速迁移到纤维素域,而纤维素在高温后的不可逆劣化会导致其吸附能力减弱。因此,大量的水分被滞留在界面域。对于温升模拟,温度越高,油域和界面域积累的水分越多,纤维素对水分的解吸作用越强。值得注意的是,界面域的NW并不是一个单纯的增加趋势,而是先减后增的振荡增减趋势,温度越高,该趋势越明显。该文对油浸式电力设备水分的实时监测和绝缘性能评估具有重要的理论价值。 展开更多
关键词 纤维素绝缘 水分 吸附 解吸 温度 分子模拟
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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 被引量：1
13
作者 张志宇 寇家俊 +2 位作者 张重远 杜振斌 刘刚 《电工技术学报》 北大核心 2025年第7期2215-2225,共11页
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... 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。 展开更多
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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人工智能驱动的数据分析技术在电力变压器状态检修中的应用综述 被引量：187
14
作者 刘云鹏 许自强 +2 位作者 李刚 夏彦卫 高树国 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期337-348,共12页
状态检修为电力变压器的稳定运行与优质电力的正常供应提供了重要保障。随着智能电网建设的不断推进,包括状态监测、生产管理、运行调度、气象环境等在内的电力变压器运行状态相关信息已逐步呈现出体量大、种类多、增长快的典型大数据... 状态检修为电力变压器的稳定运行与优质电力的正常供应提供了重要保障。随着智能电网建设的不断推进,包括状态监测、生产管理、运行调度、气象环境等在内的电力变压器运行状态相关信息已逐步呈现出体量大、种类多、增长快的典型大数据特征。因此,在电力大数据的时代背景下,开展结合人工智能技术的电力变压器状态数据综合挖掘与分析研究,对于进一步提升设备状态检修的全面性、高效性与准确性具有十分重要的意义。鉴于此,首先概述了面向数据分析的人工智能技术,涵盖专家系统、不确定性推理、机器学习及智能优化计算等研究内容;然后,结合电力变压器状态检修各阶段任务的智能化需求,论述了人工智能驱动的数据分析技术在数据清洗、文本挖掘、图像识别、状态评估、故障诊断、状态预测及检修决策优化等典型场景中的应用研究现状;最后,探讨了现阶段影响基于人工智能的数据分析技术在状态检修领域应用效果的关键问题,并对未来的主要研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 人工智能 数据分析 电力变压器 状态检修 图像识别 专家系统
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基于光纤传输的气体绝缘开关设备局部放电超声波检测系统 被引量：41
15
作者 刘云鹏 李岩松 +1 位作者 黄世龙 赵涛 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期186-191,共6页
为了检测和分析气体绝缘开关(GIS)设备的绝缘状态,结合光纤传输技术、数字信号处理技术、超声波检测技术,设计了1套基于光纤传输和Lab VIEW虚拟仪器的GIS局部放电超声波检测系统。系统由超声波传感器、远端高速采集模块、本地模块和上... 为了检测和分析气体绝缘开关(GIS)设备的绝缘状态,结合光纤传输技术、数字信号处理技术、超声波检测技术,设计了1套基于光纤传输和Lab VIEW虚拟仪器的GIS局部放电超声波检测系统。系统由超声波传感器、远端高速采集模块、本地模块和上位机软件系统组成,应用光纤传输技术实现GIS局部放电信号的高速可靠采集。在准确提取局放信号的基础上,使用图形化编程语言Lab VIEW开发了上位机软件系统,上、下位机之间的通信通过用户数据报协议(UDP)实现。系统可实时采集和存储GIS局部放电超声波信号,并可对局部放电信号的时域、频域分布等信息进行分析,定位故障位置。采用该系统在多个变电站进行了实测,结果表明该系统可以有效地检测GIS局部放电。 展开更多
关键词 气体绝缘开关设备 局部放电 光纤传输 超声波检测法 虚拟仪器 数字信号
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基于SVM SMOTE的电力变压器故障样本均衡化方法 被引量：61
16
作者 刘云鹏 和家慧 +3 位作者 许自强 王权 李哲 高树国 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2522-2529,共8页
在变压器故障诊断领域,数据集不平衡性带来的极端值、噪声等问题严重影响了分类算法的故障识别能力。为此,提出了一种基于支持向量机(supportvectormachine,SVM)合成少数类过采样(syntheticminority over-samplingtechnique,SMOTE)算法... 在变压器故障诊断领域,数据集不平衡性带来的极端值、噪声等问题严重影响了分类算法的故障识别能力。为此,提出了一种基于支持向量机(supportvectormachine,SVM)合成少数类过采样(syntheticminority over-samplingtechnique,SMOTE)算法的电力变压器故障样本均衡化方法,并结合机器学习进行故障诊断,以解决不平衡数据集下变压器故障诊断整体精度低的问题。首先,从原理、特点、应用等方面对传统SMOTE算法和SVM SMOTE算法进行了大量研究和分析;然后,以变压器油中溶解气体为样本集,构建了基于故障样本均衡化的变压器故障诊断模型;最后,对所提方法进行了算例仿真。结果显示:相较于传统变压器故障诊断算法,采用SVMSMOTE算法对故障样本进行均衡化后,各评价指标均有大幅提升,其中整体分类准确度αmacro-F1提升了18.9%。研究结果证明所提方法可以有效解决不平衡数据集下变压器故障样本漏判率高的问题,并在其分类上具有更高的精度。 展开更多
关键词 变压器 SVM SMOTE 样本均衡化 油中气体分析 评价指标 故障诊断
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环境温度及施加电压对自愈式电力电容器温升和温度场分布的影响 被引量：12
17
作者 尹婷 王子建 +2 位作者 侯智剑 林敏 徐志钮 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第1期193-199,203,共8页
自愈式电容器具有无油、低噪声和体积小等优点,尤其适合于城市和清洁能源应用场合。在Fluent 15.0中建立并求解了自愈式电力电容器在400 V交流电压下,环境温度为35℃时的温度场仿真模型。着重分析了外壳和芯子的温度分布,在此基础上分... 自愈式电容器具有无油、低噪声和体积小等优点,尤其适合于城市和清洁能源应用场合。在Fluent 15.0中建立并求解了自愈式电力电容器在400 V交流电压下,环境温度为35℃时的温度场仿真模型。着重分析了外壳和芯子的温度分布,在此基础上分析了环境温度在-25~55℃和承受电压在0.9~1.3倍范围内二者对电容器温度场分布和温升的影响。计算结果表明：不同情况下外壳最高温度均在大侧面,大侧面温度均高于小侧面。随着环境温度的升高电容器最大温升显著减少,随着承受电压值的增加电容器最大温升成快于线性而慢于二次方的速度增大。2种变化范围内电容器最大温升分别在6.86~11.00℃和5.84~10.58℃范围内变化。研究为电容器的运行维护提供了参考。 展开更多
关键词 自愈式电力电容器 温度场 数值计算 FLUENT
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间谐波激励下变压器励磁-振动特性的实验研究与计算分析 被引量：13
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作者 李慧奇 李金博 杨光 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1781-1790,共10页
在含有间谐波激励的作用下,电力变压器的电磁特性及振动特性与工频工况下相比会发生极大的变化。论文通过测量取向电工钢的基础磁化与磁致伸缩特性,获得其磁致伸缩特性曲线,并基于磁致伸缩经验公式对其进行拟合。搭建了含任意间谐波激... 在含有间谐波激励的作用下,电力变压器的电磁特性及振动特性与工频工况下相比会发生极大的变化。论文通过测量取向电工钢的基础磁化与磁致伸缩特性,获得其磁致伸缩特性曲线,并基于磁致伸缩经验公式对其进行拟合。搭建了含任意间谐波激励时变压器励磁和铁芯振动特性的实验平台,建立了变压器铁芯电路-磁-机械多物理场耦合有限元三维模型,并对计算结果与测量结果进行了对比,分析了不同情况的间谐波激励对变压器励磁电流、磁通以及铁芯振动的影响规律。测量与计算结果表明,间谐波激励下变压器的励磁特性与振动特性具有周期性,且10 Hz以下的低频间谐波对变压器的影响较大,应对其重点防范。研究结果可为变压器铁芯振动的相关研究提供参考。 展开更多
关键词 间谐波 磁致伸缩 励磁特性 振动特性 多场耦合
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基于分子模拟的硅烷偶联剂改性氮化硼掺杂芳纶复合材料热力学性能研究
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作者 黄岩城 刘博闻 +2 位作者 董合 耿江海 律方成 《电工技术学报》 北大核心 2025年第11期3604-3617,共14页
为探究不同硅烷偶联剂改性的氮化硼填料对芳纶复合体系热力学性能的影响规律,该文选取KH550、KH560、KH580和QX1324共4种硅烷偶联剂对氮化硼(BN)进行接枝改性,在Materials Studio中构建了改性氮化硼掺杂对位芳纶(PPTA)的复合模型,并基... 为探究不同硅烷偶联剂改性的氮化硼填料对芳纶复合体系热力学性能的影响规律,该文选取KH550、KH560、KH580和QX1324共4种硅烷偶联剂对氮化硼(BN)进行接枝改性,在Materials Studio中构建了改性氮化硼掺杂对位芳纶(PPTA)的复合模型,并基于分子动力学方法探究了复合模型的热导率、玻璃化转变温度、力学性能以及分子间作用力等性质。结果表明,偶联剂改性能够进一步提高复合体系的热力学性能。其中,BN-QX1324/PPTA体系的改性效果最佳,其热导率为0.206 W/(m·K),较改性前提高74.58%,玻璃化转变温度达到597.746 K,杨氏模量相比改性前增强13.43%。BN-KH550/PPTA、BN-KH560/PPTA和BN-KH580/PPTA体系的玻璃化转变温度分别为562.192 K、568.581 K和547.264 K,杨氏模量依次提升8.09%、10.80%和7.21%。借助径向分布函数、内聚能密度、自由体积分数、氢键等参数计算从分子热运动和分子间相互作用力层面阐明了复合体系热力学性能提升的根本原因,最后通过实验验证了仿真结果的有效性。该文可为基于分子模拟手段进行偶联剂改性筛选和高性能对位芳纶复合体系的设计提供一定的理论指导。 展开更多
关键词 对位芳纶 氮化硼 硅烷偶联剂 分子模拟 热力学性能
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油浸式并联电抗器铁芯振动下的悬浮放电特性
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作者 郭佳熠 沙叶楠 +2 位作者 刘云鹏 陈宝龙 赵涛 《高电压技术》 北大核心 2025年第5期2485-2493,共9页
强振动条件下的悬浮放电是诱发油浸式并联电抗器内部油纸绝缘破坏的重要因素之一,为掌握电抗器内部悬浮放电故障机理,实现对电抗器运行状态的快速准确监测,搭建了振动条件下的油纸绝缘悬浮放电缺陷试验平台,试验研究了振动幅值和振动频... 强振动条件下的悬浮放电是诱发油浸式并联电抗器内部油纸绝缘破坏的重要因素之一,为掌握电抗器内部悬浮放电故障机理,实现对电抗器运行状态的快速准确监测,搭建了振动条件下的油纸绝缘悬浮放电缺陷试验平台,试验研究了振动幅值和振动频率对于悬浮放电的影响规律。试验结果表明:铁芯振动振幅越大,局部放电量越小;铁芯的不同振动频率对局部放电量大小的影响排序为:50 Hz>300 Hz>200 Hz>100 Hz。基于试验结果,借助有限元仿真技术,仿真计算了振动幅值与振动频率对表面最大电场强度及油流速度的影响规律。仿真结果表明:振幅越大,表面最大场强越小,悬浮电极下方油流速度越大;不同振动频率下的场强、油流速度由大到小排列均为:50 Hz>300 Hz>200 Hz>100 Hz;又基于油流速度对油流带电量和油中气泡运动的影响,综合分析比较了场强、油流带电量、气泡运动对局部放电量的影响规律,深入讨论了振动幅值和频率影响悬浮放电的机理。 展开更多
关键词 油浸式并联电抗器 油纸绝缘 悬浮放电 机械振动 局部放电
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