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期刊信息/Journal information
高电压技术
中国电力科学研究院　中国电机工程学会
高电压技术

中国电力科学研究院　中国电机工程学会

杨迎建

月刊

1003-6520

hve@sgepri.sgcc.com.cn

027-59835528

430074

湖北省武汉市珞瑜路143号武汉高压研究所

高电压技术/Journal High Voltage EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊为国内外唯一集中、全面地反映当前高电压技术领域科技信息的专业技术刊物，国内外公开发行，是国务院学位办审定的中文重要期刊、中文核心期刊，EI page one和《科技文献通报》收录期刊。本刊根据电力生产、建设、科研、教学需要提供导向性、实用性信息及技术措施，推广实用技术的成果，为我国科技发展、领导决策、促进生产发挥接口、载体和桥梁作用。本刊报道内容包括高压设备、输电线路、系统暂态、测试工程、电磁、城网供电、电力电子等及生态环保生物医疗等边缘、交叉学科。既有基础理论研究也有工程实践应用。本刊读者对象为电力系统生产、建设、运行、管理部门及相关产业科研、设计、制造单位的领导、科技人员、大专院校师生及其他相关工程技术人员。
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    基于调频连续波的长距离电缆高阻故障定位精度提升研究

    李淑蓉王彬江朱晓光赵学风...
    4152-4162页
    查看更多>>摘要：传统频域反射法对于长距离电缆高阻故障检测而言,存在检测效率低、遮蔽区域大、抗干扰能力弱等问题.基于此,提出一种基于调频连续波的定位方法以提升高阻故障定位精度.首先,建立了故障电缆分布参数等效模型,阐述了基于调频连续波积分的故障定位方法.通过向电缆首端注入调频连续波,得到携带高阻故障位置和特征信息的差拍信号,利用广义正交积分算法构建故障诊断函数,进而实现高阻故障定位.其次,仿真分析了长距离电缆在不同位置发生不同严重程度的单点及多点高阻故障的定位结果.最后,在实验室同轴电缆和现场330 kV电缆上进行定位测试,验证了所提方法的有效性.仿真和试验结果表明:基于调频连续波积分的定位方法能够有效定位长距离电缆高阻故障,最大可识别过渡电阻为3 kΩ,定位相对误差<1%;相比于反射系数谱法,该文所提方法具有更高的定位精度、更强的抗噪性能和更长的检测距离.

    调频连续波长距离电缆高阻故障故障定位精度提升

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    基于共轭梯度法的金属化薄膜电容器热点温度反演

    李浩波李化张国豪兰靖...
    4163-4170页
    查看更多>>摘要：热点温度是影响金属化薄膜电容器(metallized film capacitors,MFC)绝缘寿命的重要因素之一,但由于其无法直接测量,因此通常采用热仿真分析或温度反演的方法获得.该文提出了基于共轭梯度法(conjugate gradient method,CG)的热点温度反演模型,建立了内部传热过程的温度分布目标函数,采用有限差分法求解电容器温度场,再通过CG对内部温度分布进行迭代求解.同时,通过交流温升试验校核了仿真模型以及反演模型.研究结果表明:热点温升与表面温升存在线性关系,热点温度出现在 MFC 中央靠近芯轴处,反演模型与仿真模型最大误差为4.35%,说明该模型可实现现场工况下的温度分布、热点分布等的有效预测.

    金属化薄膜电容器反演模型热点温升表面温升共轭梯度法

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    基于电容电压全前馈的并网逆变器高鲁棒性稳定控制策略

    杨明李玉龙杨倬朱军...
    4171-4183,中插24页
    查看更多>>摘要：虽然并网逆变器采用电容电压全前馈控制策略,能够有效抑制电网电压背景谐波对并网电流的影响.但是在弱电网工况环境下,由于锁相环、数字控制延时等因素与电网阻抗相互耦合,导致逆变器稳定较差、在阻抗交截频域中呈现弱无源性,易引发系统谐波振荡甚至失稳问题.鉴于此,该文借助无源性理论和阻抗分析方法,深度揭示了影响系统各频带阻抗特性的主导因素,进而提出了一种基于电容电压全前馈的并网逆变器高鲁棒性稳定控制策略.理论分析表明:所提控制策略不仅能有效地拓宽系统输出阻抗稳定范围,还可以保证改进后的系统输出阻抗具有较高的幅值增益.最后,通过仿真和实验验证了所提控制策略的有效性.

    弱电网电容电压全前馈数字控制延时锁相环并网逆变器无源性理论

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    基于自适应线性扩张状态观测器的双有源桥变换器无模型预测电压控制

    于新红操建生许立斌胡存刚...
    4184-4194页
    查看更多>>摘要：针对模型预测控制算法参数依赖性问题以及传统扰动观测器应用于双有源桥变换器中存在估计补偿滞后于外部扰动、固定增益无法适应外部宽范围干扰变化等缺点,提出一种基于自适应线性扩张状态观测器的无模型预测电压控制策略.首先,结合预测控制与无模型控制方法构建双有源桥变换器的电压预测超局部模型,代替传统物理模型,降低参数依赖;其次,设计线性扩张状态观测器对超局部模型中动态部分进行反馈补偿,提高控制精度.同时在线拟合电压误差趋势,自适应调整观测器带宽,实现超前补偿;最后,设计成本函数,求解最优移相比,实现无模型预测电压控制.实验结果验证了该方法在提升系统鲁棒性和动态性方面的有效性.

    双有源桥自适应线性扩张状态观测器超局部无模型预测电压控制鲁棒性动态性

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    基于多物理场耦合的压接型IGBT功率循环应力特性仿真分析

    鲁宇加焦超群陈蕊袁文迁...
    4195-4206页
    查看更多>>摘要：压接型IGBT器件广泛应用于高压柔性直流系统中.由于在功率循环实验以及实际运行中,器件不同材料之间存在的热膨胀效应会显著影响机械应力,其难以通过实验仪器获取,进而造成疲劳寿命预测困难以及不准确,因此需要研究与实际相符的高精度仿真模型计算器件内部的应力参数.首先,分析了影响IGBT器件有限元模型准确性的物理特性,并提出考虑IGBT芯片动态电导率的高精度IGBT电-热-力多物理场耦合模型.其次,通过器件饱和压降、结温以及Von Mises应力对所搭建模型进行实验对比分析,验证了模型的准确性.最后,利用所提出的多物理场耦合模型仿真分析了压接型IGBT器件在工况以及功率循环过程中的应力变化特性,提出"额外应力差"这一概念以表征IGBT在功率循环中应力存在的特殊变化规律并分析了额外应力差的产生机理,明确应力特性对在研究寿命预测等问题时具有的意义.

    压接型IGBT动态应力特性额外应力差应力寿命预测有限元仿真电-热-力多物理场耦合

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    脉冲电压下油中流注演变规律及放电脉冲特性仿真研究

    李斯盟崔树群杨宇翔邸振国...
    4207-4221页
    查看更多>>摘要：随着新型电力系统快速发展,油纸绝缘承受的电应力环境更加复杂,其中暂态脉冲下的油纸绝缘放电行为备受关注.为弥补实验研究洞察微观机理能力的不足,基于全电流理论构建油中流注场路耦合模型,研究了脉冲电压下流注演变规律及其影响因素,揭示了放电脉冲波形特性及其与流注演变过程的内在联系.研究表明:暂态脉冲作用下的油中流注可分为球状发展、定向发展、流注消散 3 个阶段;流注头部场强在球状发展阶段减弱,定向发展阶段维持不变,流注头部净电荷密度始终减弱;起始放电电压的增加、直流分量占比的减小、脉冲陡度的增加均会使流注传播速度与最大半径增加;忽略回路电感作用时,流注将诱发单极性双峰放电脉冲,其中球状发展阶段对应脉冲首峰前沿,定向发展阶段对应首峰下降沿,纸板充电过程对应次峰前沿,电荷消散过程对应次峰下降沿;回路电感将引起放电脉冲的首峰振荡,振荡频率、脉冲幅值均与回路电感近似线性负相关.该研究结果为揭示暂态电应力下油纸绝缘放电机理奠定了理论基础,对统一放电脉冲波形特性具有重要意义.

    油纸绝缘场路耦合局部放电空间电荷纳秒脉冲全电流

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    覆冰绝缘子直流电弧运动特性及燃弧时间的影响因素

    刘勇李超辛岳芃尹芳辉...
    4222-4231页
    查看更多>>摘要：为提高覆冰绝缘子闪络风险预测技术,分析了高压悬式覆冰绝缘子直流电弧运动特性及影响燃弧时间的因素.对直流覆冰闪络试验各阶段的泄漏电流和电弧动态特性进行了协同分析,深入研究了正、负直流电压下电弧动态行为差异.分析了燃弧时间与电弧特征量、泄漏电流的相关性,并建立了针对燃弧时间的多元拟合模型.结果表明:泄漏电流和电弧长度的变化可有效区分电弧发展阶段,其中负直流电压下的电弧产生频繁,初始局部电弧分布密集,持续时间短.直流电弧延伸时产生的新放电路径导致接触型和非接触型 2 种电弧衰减方式,且不同极性电压下新放电路径的发展方向相反.此外,直流电弧持续期间的累积电荷量、长度平均值与燃弧时间显著正相关,且负直流电弧长度平均值的数据离散度与电荷累积量分布范围更低,建立的多变量拟合方程对电弧持续时间的预测精度更高.

    覆冰绝缘子直流电弧运动机理泄漏电流燃弧时间

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    基于DFT+U理论的SF6分子与TiO2(001)表面吸附研究

    张英王明伟高朋李亚龙...
    4232-4239页
    查看更多>>摘要：SF6气体具有极强的温室效应,针对SF6废气降解和转化的研究对环境保护具有重要意义.为此基于DFT+U理论,研究了SF6分子在TiO2(001)缺陷表面的吸附分解过程.结果表明,SF6分子与TiO2表面之间存在着很强的相互作用,吸附能达到-5.280 eV,推测这是一个化学吸附过程.根据Mulliken电荷分析,电子从TiO2表面转移到SF6气体分子,在此过程中,SF6表现为电子受体,TiO2表现为电子供体.根据态密度结果分析,SF6分子的S原子和F原子与TiO2表面的Ti原子和O原子之间存在明显的电子轨道重叠.除此之外,差分电荷密度结果也证实了这一电荷转移过程.吸附前后,SF6的分子结构发生了显著变化,S—F键的拉长使得SF6分子更易发生分解.研究表明,TiO2具有催化降解SF6绝缘气体的潜力,该研究为高效无害化处理SF6气体的实验研究提供了理论支撑.

    SF6TiO2降解表面吸附DFT研究

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    气相中火花放电辅助的微纳材料静电分散和定向

    田宇李树然朱伟东闫克平...
    4240-4251页
    查看更多>>摘要：目前各种新型微纳材料不断涌现,性能超群,但其应用却远未达到预期.其关键原因是大表面积、高表面能和高活性造成的团聚,使其失去了原有的特性.研究人员对开发微纳材料的热情远远超过研究分散技术,而后者却是其工业应用的关键.为此提出一种在气相中实现快速且完全分散的通用方法,发现尽管微纳材料具有紧密的聚合结构,但在火花放电和静电场的协同作用下可以逐步剥落和分离.通过实验确定了适合于分散的火花放电形式及诱导方法,通过设计实验明晰了放电电流感生磁场对分散的影响;建立了具有长宽比的微纳材料在电场中的运动方程,并阐明了火花耦合电场诱导分散的原理;还演示了输送、转移等多种附加功能,以简单的过程、可靠的结果、广泛的适用性和可设计性,为连续在线生产和材料制造提供了巨大的应用潜力.

    微纳材料聚集体火花放电静电操纵分散和定向连续在线生产

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    H2O体积分数对纳秒脉冲氮气DBD均匀性的影响

    张东璇杨欣欣刘峰梅丹华...
    4252-4260页
    查看更多>>摘要：为产生均匀且高活性的大气压低温等离子体,提高介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)的应用效果,利用纳秒脉冲电源激励氮气DBD,并添加H2O提高等离子体活性.通过电学和光学方法诊断研究了H2O体积分数对氮气 DBD 特性的影响.利用灰度分析方法和等效电路模型定量分析放电图像和电压电流波形,得到放电均匀性和电学微观参数,计算N2和N2+激发态粒子谱线强度比值来表征约化场强E/n的变化趋势.结果表明:由于H2O的电离反应与H2O吸附电子之间的竞争机制,在氮气DBD中添加H2O体积分数在 0 到 0.6%时,放电均匀性较好,进一步添加 H2O 后,气隙出现微弱细丝,放电无法充满整个空间,放电均匀性变差.随 H2O 体积分数增加,传输电荷、平均功率、能量效率、羟基自由基·OH谱线强度以及E/n均先增大后减小,并在H2O体积分数为0.1%时到达最大值.此研究结果有利于制备均匀、稳定且高活性的大气压等离子体源.

    纳秒脉冲介质阻挡放电水蒸气放电特性均匀性

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