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铁心式双极纵磁触头纵向磁场测量及磁场饱和特性研究
1
作者 王军 刘绍勇 +3 位作者 赵启 王子寒 刘广义 殷晓刚 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期206-211,220,共7页
铁心式双极纵磁触头是高压真空灭弧室中常用的触头类型之一。为探究铁心式双极纵磁触头真空灭弧室燃弧过程中真空电弧不可控模式出现的成因,对铁心式双极纵磁触头的纵向磁场特性进行了实验与仿真研究。采用霍尔效应传感器阵列搭建了触... 铁心式双极纵磁触头是高压真空灭弧室中常用的触头类型之一。为探究铁心式双极纵磁触头真空灭弧室燃弧过程中真空电弧不可控模式出现的成因,对铁心式双极纵磁触头的纵向磁场特性进行了实验与仿真研究。采用霍尔效应传感器阵列搭建了触头磁场测量平台,对1~15 kA下铁心式双极纵磁触头的纵向磁场分布进行了测量,基于实测结果验证了铁心式双极纵磁触头磁场仿真模型的准确性,并利用该仿真模型进一步仿真分析了1~40 kA电流下的触头磁场饱和特性及40 kA电流等级下燃弧过程中触头间纵向磁场的动态变化规律。结果显示,铁心式双极纵磁触头的纵向磁场在电流大于10 kA后开始呈现出显著的饱和趋势,由于磁场饱和现象的存在,大电流燃弧过程中触头磁场随时间的变化曲线在电流峰值附近将出现数毫秒的畸变。铁心式双极纵磁触头的纵向磁场饱和现象及纵向磁场随触头开距增大的衰减共同导致了该触头大电流燃弧过程中电流峰值附近真空电弧不可控模式的出现。文中的研究加深了对铁心式双极纵磁触头控弧过程的理解,并对该触头的设计具有指导价值。 展开更多
关键词 真空灭弧室 纵磁触头 磁场测量 磁场特性 不可控电弧模式
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C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)混合气体近区故障开断性能研究
2
作者 赵启 刘绍勇 +3 位作者 罗金文 王子寒 王海斌 殷晓刚 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期85-91,共7页
六氟化硫(SF_(6))气体因其具有优良的绝缘与灭弧性能,现已广泛应用于电力设备中,但由于其具有强温室效应,随着全球变暖问题的日益严重,急需寻找能够替代SF_(6)的新型环保气体。其中,全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)具有优异的绝缘性能,有良好... 六氟化硫(SF_(6))气体因其具有优良的绝缘与灭弧性能,现已广泛应用于电力设备中,但由于其具有强温室效应,随着全球变暖问题的日益严重,急需寻找能够替代SF_(6)的新型环保气体。其中,全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)具有优异的绝缘性能,有良好的工程应用前景,然而目前尚无针对C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)混合气体断路器的近区故障开断特性研究。文中针对126 k V/3 150 A/40 k A柱式C_(4)F_(7)N混合气体断路器的近区故障开断性能进行研究,对比了断路器充入C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)混合气体、CO_(2)/O_(2)混合气体和SF_(6)气体在不同电流过零时电流下降率(di/dt)下的近区故障开断性能。L90近区故障开断实验结果显示,在相同条件下SF_(6)气体表现出最佳的开断性能,能够在较宽的燃弧时间窗口内稳定开断实验电流。0.7 MPa的C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)混合气体和CO_(2)/O_(2)混合气体在di/dt=12 A/μs条件下的开断表现与0.5 MPa的SF_(6)气体在di/dt=20 A/μs条件下的开断表现接近。基于实验结果提出了灭弧室结构的改进方案,并进行了实验验证文中的研究为C_(4)F_(7)N混合气体断路器的开发与设计提供了参考。 展开更多
关键词 SF_(6)替代气体 C_(4)F_(7)N 混合气体 近区故障 开断性能
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光学测试平台在气体电弧测试中的应用研究
3
作者 刘绍勇 王纪儒 +3 位作者 孙昊 阎对丰 刘广义 张宝强 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期163-170,共8页
断路器是保障电力网络安全和可靠的重要设备,气体断路器开断电流时产生开关电弧,燃弧过程是一个时间尺度毫秒级且伴有复杂物理、化学反应的高温暂态过程。受其高温、瞬态特性的制约,在对开断过程气体电弧的研究中,可成熟应用于关键参数... 断路器是保障电力网络安全和可靠的重要设备,气体断路器开断电流时产生开关电弧,燃弧过程是一个时间尺度毫秒级且伴有复杂物理、化学反应的高温暂态过程。受其高温、瞬态特性的制约,在对开断过程气体电弧的研究中,可成熟应用于关键参数测量的方法相对有限。为构建更为精准可靠的电弧模型并开展相关计算,需要获得电弧等离子体在不同条件下的行为机理和关键微观参数,因此需对气体电弧微观参数的测试技术进行进一步的研究。该研究基于XIHARI气体电弧关键参数测试平台,介绍了纹影法和发射光谱法在电弧测试装置上的应用,对比了不同测试方法的原理和适用范围并搭建了相应的光学测试平台,为光学诊断方法在气体断路器开断过程燃弧机理和行为模式研究的应用提供了参考与支撑。 展开更多
关键词 气体电弧 光学诊断 纹影法 发射光谱法
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水轮机尾水进人门螺栓在线监测技术研究
4
作者 罗金文 唐晓丹 +3 位作者 李初辉 刘绍勇 黄天雄 胡庆雄 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第S01期315-323,共9页
水轮机尾水进人门是水电机组重要的过流承压部件,其可靠性关系到整个水电站的安全运行,是现场运维重点关注对象。以某巨型混流式水轮机尾水进人门为研究对象,对进人门螺栓状态监测技术进行了系统研究和现场实施,为水电机组智能运维与故... 水轮机尾水进人门是水电机组重要的过流承压部件,其可靠性关系到整个水电站的安全运行,是现场运维重点关注对象。以某巨型混流式水轮机尾水进人门为研究对象,对进人门螺栓状态监测技术进行了系统研究和现场实施,为水电机组智能运维与故障诊断提供技术支撑。 展开更多
关键词 尾水进人门 螺栓在线监测 故障诊断
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蜗壳门模型物理场实时监测
5
作者 罗金文 唐晓丹 +3 位作者 李初辉 刘绍勇 黄天雄 胡庆雄 《科技和产业》 2024年第6期243-250,共8页
蜗壳门的运行状态显著影响着水轮机的进水情况。因此,监测其运行状态可保障机组安全稳定运行至关重要。为提升蜗壳门运行状态监测的效果,需要构建一套兼具高精度、高实时性的蜗壳门物理场实时监测系统。运用有限元分析技术,以现场的监... 蜗壳门的运行状态显著影响着水轮机的进水情况。因此,监测其运行状态可保障机组安全稳定运行至关重要。为提升蜗壳门运行状态监测的效果,需要构建一套兼具高精度、高实时性的蜗壳门物理场实时监测系统。运用有限元分析技术,以现场的监测数据为基础,再利用代理模型技术,构建高精度的蜗壳门物理场实时监测系统,从而实现蜗壳门真实物理模型与数字模型的毫秒级别、高精度的实时仿真。结果表明,通过运用蜗本监测体系用,实现了蜗壳门的高精度、高实时性的运行状态物理场监测。 展开更多
关键词 水轮机 蜗壳门 有限元 代理模型 数字孪生 实时 高精度
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某水轮发电机关键设备物理场在线监测系统开发及应用 被引量：1
6
作者 罗金文 唐晓丹 +3 位作者 李初辉 刘绍勇 黄天雄 胡庆雄 《水电站机电技术》 2023年第9期1-4,151,共5页
针对传统水轮发电机运行状态监测过程中仅能通过分散的、单一的局部测点数据来评估设备的运行状态,无法对设备进行实时的、全面立体感知的现状,结合数字孪生及物理场分析技术,开发了水轮发电机关键设备物理场在线监测系统。通过物理实... 针对传统水轮发电机运行状态监测过程中仅能通过分散的、单一的局部测点数据来评估设备的运行状态,无法对设备进行实时的、全面立体感知的现状,结合数字孪生及物理场分析技术,开发了水轮发电机关键设备物理场在线监测系统。通过物理实体与数字孪生体物理场状态的实时、高精度映射,实现水轮发电机关键设备实时状态监测、故障诊断与健康管理服务,快速捕捉故障现象,准确定位故障原因,为运行操作人员提供智能优化指导。 展开更多
关键词 水轮发电机 数字孪生 物理场 状态监测 故障诊断
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光纤应变技术在水轮机尾水门物理场模型构建中的应用
7
作者 罗金文 唐晓丹 +3 位作者 李初辉 刘绍勇 黄天雄 胡庆雄 《水电站机电技术》 2023年第10期56-58,123,共4页
水轮机尾水进人门是水电机组重要的过流承压部件,其可靠性关系到整个水电站的安全运行,是现场运维重点关注对象,也是未来数字孪生机组的重要核心部件之一。本文基于光纤光栅应变传感技术,以某巨型混流式水轮机尾水进人门为研究对象,在... 水轮机尾水进人门是水电机组重要的过流承压部件,其可靠性关系到整个水电站的安全运行,是现场运维重点关注对象,也是未来数字孪生机组的重要核心部件之一。本文基于光纤光栅应变传感技术,以某巨型混流式水轮机尾水进人门为研究对象,在其结构上布置了光纤应变测点,构建了应变在线监测系统,为行业内首次实施。本研究应变在线监测数据与有限元仿真计算进行了比对分析,为尾水进人门物理场模型构建提供了技术验证。 展开更多
关键词 尾水进人门 光纤光栅 应变监测 物理场
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水轮机顶盖模型物理场实时监测研究
8
作者 罗金文 唐晓丹 +3 位作者 李初辉 刘绍勇 黄天雄 胡庆雄 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2023年第S02期281-288,共8页
水轮机顶盖是发电机组的关键部件,其运行状态的监测是机组安全稳定运行的重要保障。如何实现水轮机顶盖快速、直观、无盲区的运行状态监测,始终是水电站运维环节的难点。为提升水轮机顶盖运行状态监测的效果,构建一套具备高精度、高实... 水轮机顶盖是发电机组的关键部件,其运行状态的监测是机组安全稳定运行的重要保障。如何实现水轮机顶盖快速、直观、无盲区的运行状态监测,始终是水电站运维环节的难点。为提升水轮机顶盖运行状态监测的效果,构建一套具备高精度、高实时性的水轮机顶盖物理场实时监测体系。通过综合运用有限元分析计算与代理模型技术,首先构建水轮机顶盖有限元模型,再以现场监测数据为基础和驱动因素,基于模型有限元仿真的样本点数据,构建出高精度的水轮机顶盖物理场代理模型,实现水轮机顶盖真实物理模型与数字模型的高效、高精度的实时映射。基于水轮机顶盖物理场实时监测体系,实现了顶盖物理场代理模型的计算效率毫秒级别,各物理场量计算最大误差、均方根误差均小于1%,判定系数均大于99%。结果表明:水轮机顶盖物理场实时监测体系的运用,实现了高精度、高实时性的运行状态监测的,使得监测结果更加直观、监测数据更加丰富、监测无盲区。 展开更多
关键词 水轮发电机 顶盖 有限元 代理模型 数字孪生 实时 高精度
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