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高电压技术论文精选(九篇)

高电压技术论文

第1篇:高电压技术论文范文

【关键词】高压电气设备 检测技术 在线检测 绝缘

中图分类号:F407.6 文献标识码:A 文章编号:

一.前言

改革开放以来我国经济实现了腾飞,科技不断的进步,高压电气设备应用越来越多且作用越来越大,比如最具代表性的就是电气化铁路的普及。因此高压电气设备的运行状态已经深刻的影响到了人们的生活。本文所说的在线检测是一种比较新型的检测方法,其原理是利用高压作为检测的电压,但是高压必须是运行中的高压,采用这种方法对高压电气设备进行在线检测,了解其性能。这种在线检测是在不停电的状态下进行的,这样可以有效的减少对对设备运行的干扰。不仅效率高而且还可以准确的掌握设备的性能状态,提高设备的安全性和稳定性。当前的在线检测技术大量的采用了高科技技术,利用高科技技术能够有效的提高检测速率和准确性,使我国的高压电气设备在线检测技术更上了一个台阶。

二.电气设备高压测试

高压电气设备主要包括高压熔断器、高压隔离开关、高压负荷开关、高压断路器、高压开关柜和电力变压器等。电气设备高压故障的产生原因有很多,通常包括控制回路电器老化损坏、性能下降、保护失准、误动作;控制电源电压严重下降、元器件误动;控制纷路受潮、破损、老化击穿短路;负载及电缆绝缘下降、击穿短路;严重超载热击穿短路等。

三.高压电气设备检测技术

1.绝缘检测与诊断

电力系统中的高压熔断器、高压隔离开关、高压负荷开关、高压断路器、高压开关柜和电力变压器等高压电气设备,其首要任务是安全可靠的运行,任何故障的发生,都会影响到企业生产的正常进行,甚至给国民经济造成巨大的损失。目前,绝缘故障的发生是高压电气设备的多发故障,因此,绝缘检测与诊断是电力设备检测中最重要的方面。对设备进行绝缘检测与诊断则是其中必不可少的试验项目,以下几种情况均必须进行试验:

①对于高压电气设备的制造厂,必须对其生产的所有原材料、产品定型和出厂进行试验。其目的是检验新的高压电气设备是否符合有关的技术标准规定。

②对于正在运行中的电气设备,则需要定期进行全面的预防性试验,电力设备以及电缆的现场试验最重要的是耐压试验。

③对于大修后的设备进行绝缘试验,其目的是判定设备在维修、运输过程中性能是否发生变化,是否出现绝缘损伤,以及修理部位的质量是否符合原来的标准。

2.在线检测技术。

随着技术的进步,我国高压电器逐渐普及,其高压电气设备正在向着高电压以及高容量的趋势发展,为了保证设备的正常运行,所以为了适应技术的需要在线检测技术才应用而生。这项技术是科研人员长期研究的结果,学者在研究时发现:在高压电气运行的状态下,对其绝缘状态进行实验检测,是一种有效反映电气设备绝缘状态的科学方法,这就是本文所探讨的在线检测法。需要强调的是这种检测是在不断电的状态下进行的,实施证明试验是在运行的电压下实施,是行之有效的方法,也是以后绝缘检测技术发展的趋势,有良好的发展前景。

高压电气设备在线检测技术具有的优点

①这种检测方法在不停电的状态下进行,检测时设备可以正常的运行,这样可以减少停电对客户的影响,节省了人力物力,大量的减少了工作量,提高了安全度,具有很强的优越性。

②在检测时可控性强,可以针对需要随时做出调整,有效提高检测的灵敏度,缩短了检测周期,提高了检测的有效性。

③通过在线检测,可以得到大量的检测数据,并且及时的对数据进行分析,为检测提供了客观依据。不仅仅提高了可靠性还为企业节约了成本。

斯二十一世纪是信息时代,计算机网络技术有了飞速的发展,且使用范围十分广泛。当前的高压电气设备在线检测工作与计算机网络相结合,大大提高了检测速率和准确性。

3.在线监测技术

我们知道在当前对于高压电气设备维修多半还是采用的定期检修方法,这种方法是带电检测方法,是对离线检测的升级方法,将监测技术升级为在线的检测,也就是带电的检测,这样的话在监测的工程中,电器设备是正常运行的,不会影响到设备的正常工作,其相对于在线监测技术离线监测技术还是有很多不足的地方需要我们改正,其不足主要表现在两个方面:

①离线检测检测时设备不能工作,影响了设备的效率,造成停工,必须承担停工素损失。

②离线监测具有盲目性,目标不明确,导致设备可能存在隐患,有太多的不稳定因素。

四.高压测试要求

1.对测试平台的要求

①测试平台应选择一个员工常规工作行动的地方,测试区用清晰的图案标识,上面标明“危险—高压勿近!”等警示信息。建立测试平台,除了警示标志外,还应装置一个可以关掉所有电源的开关。

②只能用不导电的工作桌或专用工作台做测试。把测试者与被测产品之间的任何金属物体移开。没有与DUT 接触的其他金属物体全部接地。在测试区用绝缘的安全垫垫在地面上,使操作者与地面隔离,如果仪器可以通过遥控开关操作,可考虑两个开关同时控制。耐压测试仪必须良好接地。

2.测试操作要求

面放好绝缘垫,并在测试前认真设备检查。检查仪器的各个连线是否有破损等,如果有则不能进行测试,必须先进行维修;如果仪器完好,则将0.7 MΩ标准电阻的一端连接耐压仪的地线;接通电源,将仪器、报警漏电流设定在5 mA;开启仪器,用测试棒击标准电阻另一端,调整电压在3 410~3 590 V 内仪器发出报警,则判定该仪器处于正常工作状态,若不在3 410~3 590 V范围内仪器自动报警,则仪器工作不正常。

七.结束语

当代的高压电气设备的在线检测技术,是电气设备检测技术的一大突破,它克服和完善了传统检测方法的不足,加之当今是信息时代,计算机网络技术高度发达,计算机网络技术与在线检测技术的有效结合,更加强有力地促进了我国在线检测技术的发展。在线检测技术能够非常及时的检测出高压电气设备运行过程中出现的各种故,是我国电网系统正常运行的得力保证,但是其检测技术也存在一些瓶颈,相信通过不断的努力探索,高压电气设备的在线检测技术会越来越完善。

参考文献:

[1]刘平甘 陈洪波 刘凡紫外检测技术在电力系统中的应用及其展望 [会议论文],2009 - 中国电机工程学会高电压专业委员会2009年学术年会

[2]吴栩 冯鹏英 高压电气设备的在线检测技术 [期刊论文] 《中国房地产业》 -2011年8期

[3]张川 刘乃涛 贺福敏 李林 李成龙 高压电力设备的在线绝缘检测技术 [会议论文],2011 - 中国石油和化工自动化第十届年会

[4]曾晓晖 聂端 基于绝缘在线检测技术的状态维修 [期刊论文] 《中国农村水电及电气化》 -2005年9期

[5]陈伟球 在线检测技术可行性分析 [期刊论文] 《中小企业管理与科技》 -2009年31期

[6]文江林基于光纤荧光的电力设备温度检测系统的研究 [学位论文], 2005 - 沈阳工业大学:检测技术及自动化装置

第2篇:高电压技术论文范文

关键词:高电压技术 工程实践能力 创新能力 课程体系

中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)05(b)-0180-01

课程体系是高等学校人才培养的主要载体,是教育思想和教育观念付诸于实践的桥梁[1]。高等院校人才培养质量在很大程度上取决于高等学校的课程,尤其是取决于课程体系的改革与发展水平[2]。

为了更好地开展《高电压技术》课程建设,打造学院品牌课程,从2006年开始,《高电压技术》课程建设团队利用中央与地方共建实验室项目的机遇,争取到了几百万的资金和学院的大力支持。按照行业标准,最新发展要求,先后进行了高电压绝缘实验室和环保绝缘材料实验室的建设。在建设过程中,团队成员进行了大量的调研、论证、开发、建设等工作。付出了大量的艰辛劳动。而这些实验室的建设成功,为《高电压技术》课程的建设提供了良好的平台。同时,也大大提高了团队成员中老师的专业素质水平。

1 教学大纲的修订

随着2011级培养方案的修订,《高电压技术》课程作为专业核心课程,必须对原有教学内容和教学大纲进行重新修订,编写课程标准,使之适应教学要求,及时与智能电网的发展相结合。

为满足“3+1”的人才培养模式及电网发展的需求,把《高电压技术》课程教学安排在第七学期,对一些内容进行合理删减,由原来的52学时缩减为48学时,可以为该院电气工程及其自动化、农业电气化以及电气工程与智能控制专业公用。

2 课程教学体系建设

2.1 以学生为主体,创新精神和实践能力培养为核心、工作任务为依据,构建课程体系

在我国电网的飞速发展和巨大变迁的大背景下,为了适应新形势下电力行业企业人才需求,电气专业以能源电力行业和输变电装备制造业需求为导向,以学生为主体,创新精神和实践能力培养为核心、工作任务为依据,构建课程体系。强调“教、学、做”密切结合,引进了专业技能训练和职业综合能力考核,实现了知识传授与技能训练相结合、学位培养与职业资格认证相结合,突出了“工学结合”的人才培养特点。

2.2 以提高本科生的实践能力、创新能力和综合素质为目标,建立了强基础、重实践的教学体系

为满足“3+1”的人才培养模式及电网发展的需求,该院对2011级本科培养方案进行了修订,《高电压技术》课程作为专业核心课程,原有的教学内容和教学大纲也进行重新修订,编写课程标准,使之适应教学要求,及时与智能电网的发展相结合。新执行的《高电压技术》课程大纲有48学时教学内容,理论教学40学时,实践教学8学时,实践学时占总学时的16.7%。实践教学中综合性、设计性实验实践的比例达到75%,与理论课程的并行推进、有机结合。

2.3 以课程资源库、职业技能鉴定资源库为依据,丰富教学资源

为了提高学生学习的积极性和自主性,在课程资源库和职业技能鉴定资源库建设中,课程组教师在教学过程中收集了大量课程所需要的文本类资源、视频类资源和其他教学资源。文本类资源包括电子课件、PPT讲稿、章节性的习题、试卷、案例、工程设计标准等。视频类资源包括名师讲座、专家报告和电子微课等。丰富的教学资源将网络信息技术下得数字化教学与传统面授教学两者优势进行了有效组合,实现优势互补,教学效果得到有效的提升。

2.4 以完善的高压实验综合平台,实现“教学做”一体化

整合高电压绝缘实验室、环保绝缘材料实验室以及高电压绝缘虚拟实验平台等资源建立了高压实验综合平台,该平台集课程教学与实验、专业实践、科学研究、企业培训、文化传承功能于一体,师生共用,教与学互促,校企共享,共同培养电力应用型人才。

高电压绝缘虚拟实验平台上学生可以点击flas,逐一完成实验接线,实现实验预习与预先演习。

针对高电压技术课程开设相关的实验项目,高压实验综合平台可以为学生提供验证性实验、演示性实验、创新性实验、综合设计性实验,学生可以实际动手进行试验设备的选择、试验过程的操作、试验数据的采集、试验结果的分析和判断。

特别是综合设计性试验,学生可以针对某一高压电气设备自行设计试验方案、确定实验项目、选择试验设备,通过试验结果分析被试电气设备的现状,对电气设备的电气性能做出综合性的诊断。

利用完善的实训平台将理论教学、毕业设计和创新性实验相结合,培养理论基础扎实、创新和实践能力突出的优秀学生。

3 结语

在我国电网的飞速发展和巨大变迁的大背景下,为了适应新形势下电力行业企业人才需求,该文以能源电力行业和输变电装备制造业需求为导向,以学生为主体,创新精神和实践能力培养为核心,构建了以提高本科生的实践能力、创新能力和综合素质为目标,建立了强基础、重实践的《高电压技术》课程教学体系。通过对原有课程大纲进行修订,整合实验室资源构建高压实验综合平台,多种教学手段相结合,着力提高学生核心专业能力、工程实践能力和创新能力,为快速发展的电力工业提供高质量应用型人才。

参考文献

[1] 崔颖.高校课程体系的构建[J].高教探索,2009(3):88-90.

[2] 牛敏,多科性特色大学课程体系优化问题探讨[J].煤炭高等教育,2012,30(1):104-107.

[3] 严璋,恒.高电压绝缘技术(第2版)[J].北京:中国电力出版社,2007.

第3篇:高电压技术论文范文

关键词: 高电压技术 教学改革 教学方法

一、“高电压技术”课程的特点及教学中存在的问题

高电压技术的发展始于20世纪初,至今已成为电工学科的一个重要分支。随着电力工业的发展,高电压、大功率、远距离输电极大地促进了高电压技术的发展。当今世界已进入了超高压乃至特高压输电的新时代。高电压技术在电力系统的发展壮大进程中发挥着重要作用。对于高职电气工程类专业的学生来说,在电力系统中工作必然会面对高电压工程方面的诸多生产实际问题,比如对电气设备绝缘的测试、诊断、维护及维修工作。对过电压设备的安装、维护、测试及管理工作,简单的高电压工程的设计与计算,等等。除此之外,高电压技术在其他领域中也得到广泛应用,如生态与环境保护,生物医学、静电工业、大功率脉冲技术,等等,显示出强大的发展活力。因此,掌握高电压技术的基础知识和基本技能,在众多领域中都是大有作为的。

高电压技术课程以大学物理、电路分析、电力系统分析及电磁场等课程为基础背景,研究在高电压、高磁场下绝缘问题、高电压实验问题及过电压防护问题。学生通过该课程的学习,能系统地掌握电气设备绝缘的基本特征,并能比较系统地掌握波过程的基础理论,电力系统中雷电过电压和主要内部过电压产生机理及防护措施,正确理解电力系统绝缘配合的基本概念,掌握电力设备绝缘试验的原理和方法,能解决实际中的各种高电压技术问题。

随着高压技术发展,传统的“高电压技术”课程已不适应当前形势发展的需求,主要表现出以下问题:一是课程教学内容注重知识传授,强调理论的严谨性,却忽视了工程问题和相关的社会背景。二是教学方法上重分析、轻综合,忽视了各部分知识之间的联系、各课程之间的联系及在工程中的作用。三是教学组织上重课堂教学、轻实践教学,忽视了对学生学习兴趣的培养。为适应高电压技术发展对人才培养的新要求,提高“高电压技术”课程教学质量,课程组对该课程在课程体系、教学内容与教学方法等多方面进行了建设与改革。四是传统的考试方法,学生只注重死记硬背,不注重对知识系统的理解、灵活的应用,考试完后大脑中还是一片空白,这种机械的学习方式并不能给学生留下深刻印象。

二、改进教学方法和手段

为促进学生积极思考,培养学生的自主学习能力,激发学生的学习兴趣,就要灵活运用先进的教学方法和手段,有效调动学生的学习积极性。主要采取以下教学方法和手段。

1.启发式教学,培养学生的主动性。

在传授给学生知识的同时,注意提高学生的学习兴趣,发挥学习的主动性,注意引导学生思路,培养学生的独立思考能力及创新思维能力。

从第一节课开始,通过大量图片,演示了高电压技术的发展及应用,包括电力工业领域、核能技术领域、环保领域等。通过这些生动的实例,学生明白高电压技术其实就在身边。这门课的内容不仅有很强的理论性,而且是与实际紧密结合的一门工程技术课程。在讲解电晕放电的限制措施时,为了说明电晕放电的几种限制措施,先给出高压导线表面场强和电压的经验公式,然后引导学生按照对公式的理解,自己说出相关的限制措施,并分析哪些限制措施起主要作用。这样学生不仅学到了有关知识,也学到了高电压领域分析和解决问题的方法,对提高学生独立思考和解决问题的能力非常有帮助。这些措施改变了以往学生被动接受的状态,学生对这门课的兴趣大大提高,学习主动性强。

2.应用现代化的手段,强化教学效果。

本课程教学中采用多媒体教学和板书教学结合的方法。对于一些重要的公式推导及原理性内容等采用板书教学,加深学生的记忆。对于高电压技术课程中有大量的电路图或接线图,设备实物及内部结构照片,以及电压波形,等等,如果在黑板上画图要花费较多的时间且效果不好,则采用多媒体教学,不但可增加教学信息量,而且对插图和课程中的重点和难点可以反复地指点和回顾,便于理解和掌握课程内容,增强教学直观性,取得良好效果。

在教学过程中,将Matlab仿真软件和高电压技术有机结合,既降低了课程中一些内容的抽象性,增强了直观性,又让学生在课堂教学中轻松学会了使用编程工具。采用了相对易用的软件Matlab/Simttlink中Sim Power System工具包,其中有各种器件,电源,变压器,电抗。电容及示波器等测量和波形显示元件等,可以搭建教材中的一些电路,输出仿真结果,在课堂上演示给学生看,还可以方便地修改电路的参数,对一些问题进行分析。

3.课程考试改革。

(1)半开卷模式。“半开卷”就是允许学生在考试时携带一张A4纸并允许手工记录自己认为重要的知识点或公式。考试结束后,这张纸连同考卷一起上交,并且这张纸上所记录的内容也将作为评分的一项参考。通过调查,该考试模式普遍受到学生欢迎,他们认为至少可以减轻许多心理压力,不用花时间死记硬背复杂的公式或论述(如波过程计算、雷击杆塔顶部过电压计算、雷击避雷线中央挡距过电压计算、避雷针保护范围计算、流注放电理论,等等),从而可以专心理解并体会知识点的来龙去脉。实际上,“半开卷”模式就是学生对知识进行自我总结和自我提炼的一个过程。

(2)学生自己拟定试卷。针对高职教育的特点,考试方式上可以做出一些改变,在临近期末时教师宣布学生出题的考试模式、考试范围、各知识点内容比重(这一过程保证了课程的重点与难点)。每个学生必须出一份试卷,并做好相应的试卷答案交给老师(这一过程保证了学生对知识点的复习功效,为了能出好卷,并提供正确答案,不得不把知识吃透)。为防止学生出的试卷相互抄袭,应要求学生定时定点集中起卷。为防止学生随意出卷应付考试的现象,应进行抽样考核,即自己考自己,如果不及格则一票否决。考试试卷的题目将在全班学生试卷中抽取,但教师要对学生试卷库作必要的修正。最后考核评分依据:50%以学生试卷的质量计,50%以统一卷考试成绩计。这种考试模式凸显了学生的学习自主性,调动了学习积极性,并增加了学生互相交流学习的机会。

三、加强实验和实践环节

1.强化实验教学。

高电压实验能力的培养,是学习和掌握高电压技术的重要环节,必须加以强化。为在有限的学时数下,开出高质量的实验课,要做好以下两个方面。

(1)明确教学实验两个最主要的任务,一是巩固和加深理解课程中所学到的理论知识,二是学习掌握实际试验技能,包括学习了解工程实际中常用的试验方法,常用的仪器设备及仪器设备的基本操作使用方法,并借实验、训练培养良好的试验能力和试验习惯,为将来从事各种实际试验工作打下一定基础。二者不可偏废。

(2)明确实验报告的重要性。实验报告不是实验过程的“流水账”,不应简单地把实验数据罗列起来了事,努力锻炼自己依据所学的专业知识,从实验数据中综合分析实验结果、寻求结论的能力。实验报告应该如实地反映本次实验的真实情况,包括实验内容、实验电路、实验数据和实验现象等。实验报告中的数据(包括图表中的数据)应说明清楚。

(3)组织学生开展实验技能竞赛,通过开展一些试验性的综合实验,组织学生参加比赛,提高学生的学习积极性,并对优胜者给予一定奖励,给出评分细则,通过比赛,可以考查学生的综合能力,学生可以借此机会得到很好的锻炼。

2.加强实践和创新能力的培养。

为了进一步培养学生的实践和创新能力,开设若干综合性和设计性的选做实验,实验室平时对学生开放,由专任的教师指导。如高电压领域的最新技术之一的介质阻挡放电实验,这一内容并未在课堂上出现,让学生自行查找相关文献,了解其原理和产生方式,由学生自己经历设计实验方案、编写实验程序、实验室实践等一系列过程。通过这种方式,学生多方面的能力得到了培养。

为适应新世纪对电气工程复合型人才培养的需要,结合校外实践教学基地,加强实践教学环节。学习本课程前,学生利用生产实习机会到发电厂、变电所和电力运行部门参观学习三周,全面了解发电、输电、变电和配电的过程,尤其是高压电力设备的运行方式、实验原则及实物对照等。让学生带着问题走进课堂,调动学习主动性。课程结束后,学生再利用毕业实习的机会到发电厂和变电站进行两周的毕业实习,让学生把理论带进现场实践。

五、结语

通过高压电技术这门课的教学改革,教学效果显著。高电压技术的教学改革是一个不断探索、不断完善的过程,需要大家共同努力,最终实现培养高素质、复合型专业人才的目标。

参考文献:

[1]杨泽斌,孙玉坤,谭伦农.电气工程及其自动化专业实践教学的探索与思考[J].南京:电气电子教学学报,2007(1):69-71.

[2]刘会家,胡汉梅,李宁.高电压技术课程的教学改革探讨[C].第二届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集.南京:2004:459-462.

[3]郭小清,李日隆,毛晓明.浅谈高电压技术课程教学改革[J].广东工业大学学报,2003(6):113-114.

[4]吴茜琼,常晓颖.专升本后的高电压技术课程改革初探[J].中国电力教育,2009(8):101-102.

第4篇:高电压技术论文范文

1高压直流输电和FACTS技术的发展

1.1±800kV及以上电压等级特高压直流输电技术

中国专家介绍了向家坝—上海±800kV特高压直流输电工程的最新进展,本工程于2009年12月通过了单线运行试验。专家阐述了已通过长期运行试验验证的向家坝—上海工程中对于±800kV特高压直流输电系统所获得的运行经验,并重点介绍了换流变压器、穿墙套管及外绝缘。印度专家介绍了NER/ER-NR/WR互联工程,该工程用于将水电机组发出的电能输送至印度东北部的主要负荷中心。通过位于Assam州和WestBengal州的2个整流站,使用1条1728km的直流线路将电能送至新德里附近的Agra逆变站,从而构成一个多端直流输电系统。专家重点介绍了多端直流输电结构的运行和控制策略,例如:并联运行、正常和保护解列运行、直流线路故障清除、不同换流站之间的协调配合,以及系统的故障处理措施等。与会专家还介绍了±1000kV及以上电压等级直流输电系统的技术可行性和研究开发需求,其主要观点包括:1000kV特高压直流输电系统在传输容量超过7000MW、输电距离超过1500km时才能体现出经济优势;南桥—广东和向家坝—上海2条±800kV输电线路的运行记录应该作为开发±1000kV设备和新的工程是否选用±1000kV电压等级的重要参考资料;研发±1000kV换流站设备存在的主要挑战包括绝缘问题、直流套管设计、开关设备和支撑绝缘子等;为减小工程投资,在设计直流架空线和杆塔时应认真考虑现有±800kV系统在电磁场、可听噪声、无线电干扰、闪络特性等方面的设计与运行经验。

1.2基于新型拓扑结构的VSC-HVDC系统

世界上首个基于模块化多电平换流器(MMC)的直流输电工程———TransBay工程,用于从匹兹堡向旧金山市提供电力,其额定参数为400MW/±200kV。由于具有电压支撑能力,工程的投运将使得旧金山市电网的运行稳定性得以提高。专家介绍了MMC拓扑的基本原理、不平衡工况及故障下的交流系统运行特性,以及基于MMC的直流输电系统的接地和换流站布局设计方案。有专家介绍了适用于FACTS的MMC的特性和优点,并讨论了适用于VSC-HVDC的多种MMC拓扑。其中包括级联两电平换流器,其基本结构与普通MMC相同,但桥臂上的每个子模块均由串联的压装式绝缘栅双极晶体管(IGBT)构成,开关频率为150Hz。专家认为使用此拓扑可以将每个换流器的损耗通过协调控制降低1%左右。有学者提出了一种用于电压源换相系统的新型换流器拓扑,由串联半导体器件构成的阀与MMC共同组成。混合拓扑的基本思路是充分利用两电平换流器和MMC结构各自的优点,其中,两电平换流器承担主要的能量传输功能,MMC提供必要的交流输出波形。这种混合结构的一个主要优势在于只需要较少的MMC子模块,因此每个换流器的体积和重量都可以大大减小,有利于实际工程的应用。

1.3多端高压直流输电网络

魁北克水电局的专家作了一个关于从魁北克到新英格兰之间的多端直流输电系统运行经验的介绍。此系统目前大约有40%~50%的时间运行在多端模式下。工程为包含多个换流器的直流电网的运行和保护提供了丰富的经验,也是直流输电系统应用的一个良好拓展。专家认为,有迫切需要时,直流断路器会得到非常快的发展。同时,需要确定一个直流电压的标准以避免直流电网中含有过多等级的电压。因此,对于如何建立较大的直流电网还需要完成大量的工作。根据电压源换相直流输电网络的潮流控制需求,阿根廷学者提出了一种可行的控制方案。该方案采用有差调节控制策略,这种控制策略与交流频率控制比较类似。专家提出了有功平衡控制和稳态潮流计算的基本原则,同时还指出直流电压是多端直流输电系统功率平衡的一个重要指标。通过案例分析,得出高压直流输电网络中采用直流电压控制的换流站对与其相连的交流系统影响较大,因此,在大规模直流输电系统(如高压直流网络)中,新型潮流控制策略的设计对系统的稳定运行十分重要。

1.4利用FACTS技术提高系统输送能力

利用FACTS技术提高系统运行效率的典型实例为挪威ViklandetTunnsjφdal静止无功补偿器(SVC)工程。该工程于2008年安装完成,用于增加送往挪威中部地区的功率,使用了2台±250MvarSVC装置和9台100Mvar并联电容器组。挪威学者介绍了该工程的设计、建设和第1年的运行经验,以及主要设计参数、SVC阀、控制和保护系统。同时对工程中应用的特殊技术也进行了介绍,包括功率振荡阻尼和环境污染保护系统等。静止同步串联补偿器(SSSC)在西班牙已得到实际应用。相关专家介绍了电网对功率控制系统的需求,特别是用来缓解过载对电网带来的危害,同时说明了在SSSC的规格和相关设计中都必须考虑到系统参数。该工程的额定容量为47MVA,可以满足其所连接的340MVA线路的控制要求,并且在前期研究论证阶段已通过潮流和短路电流的仿真分析验证了设计的正确性。

2高压直流输电和FACTS工程的运行经验及新工程

2.1通过陆地或海底电缆实现电网互联

罗慕洛项目是一条连接着西班牙半岛和马略卡岛的长达243km的海底高压直流输电线路,是西班牙单个项目投资最高、世界上海底深度最大(1485m)的第2大电缆系统,也是西班牙计划建设的第1条高压直流输电线路,计划于2011年投入运行。工程采用金属回线,其传输容量为2×200MW,直流电压为250kV。另一个互联工程位于巴西西部,在里约马代拉河的水电站与圣保罗附近的负荷中心之间计划建立2条3150MW/±600kV的直流连接线路。该工程的一个突出特点是采用了2个不同供货方提供的大容量换流器,而且彼此在同一个接入点连接到500kV的交流母线上,因此,在前期系统分析中需要从无功交换、谐波、控制特性等方面验证2个换流站彼此之间不会产生不利影响,且需保证2个换流站在同时运行时其控制不能相互影响和干扰,在任何工况下都能够稳定运行。

2.2在交流网络中增加FACTS

有专家介绍了在配电系统中使用的有源滤波器的拓扑结构比较,以及这种装置的一种应用。因为直流输电和FACTS设备产生的大量谐波,以及系统中现有电容带来的谐振,都会导致滤波器需求的增加。专家对于滤波装置的拓扑结构和特性进行了描述,并给出了相应的解释。2009年初,在芬兰的400kV输电系统中安装了+200Mvar/-240Mvar的SVC。该SVC的主要目的是在从芬兰南部向北部甚至更远的瑞典传输较大功率的情况下,有效衰减区域间的机电振荡。因此,该SVC在输出情况下的功率振荡阻尼控制仅采用了有功控制模式,以确保系统严重故障引起大幅度区域间振荡时可用的无功容量。Joetsu热电厂属于日本关中电力公司,主要为日本中部地区提供电力。距离该厂最近的500kV主环网约300km,在重负荷条件下单相故障可能会导致电厂从系统中失步,且线路故障还会引起过电压,故有必要安装静止同步补偿器(STATCOM)以解决稳定性问题和过压问题,为此,关中电力公司计划在2013年配备450MVA的STATCOM。

2.3可再生能源应用

对于水电是否是一种可再生能源,一直有人存在着疑问。对于工程人员来说其作为可再生能源是显而易见的,但是对于部分政府人员和公众来说这个答案则不是那么容易接受的。巴西、印度和中国的电力能源发展严重依赖于水电(正在规划的有22GW)。为了充分利用这些能源,采用直流输电是一个重要的技术手段。在过去10年间风电技术的发展使得大量的风电场接入电网,并且其容量还在持续增加。在保证电力系统的安全可靠以及供电质量的前提下,将风电接入电网存在诸多的挑战,而电力电子技术的发展已经成为解决这些问题的关键。目前的电力电子技术已经使得风电的安全性、可靠性和灵活性不低于任何现有其他类型的发电方式。有学者介绍了澳大利亚和新西兰风力发电的发展情况,澳大利亚和新西兰可能是世界上风电接入电网比例最高的地区,其使用FACTS装置将风电场接入电网,其中涉及到在电网连接点的SVC和STATCOM、少量小型静止无功补偿涡轮发电机、双馈感应电机和连接发电机的交—直—交转换等相关技术。关于非可计划性能源(如风力发电和光伏发电)对于系统稳定性和电压控制的影响也进行了讨论。丹麦的经验表明了风电场可以为交流系统提供惯性控制,以及有功和无功功率控制。但是,在2006年的欧洲大停电事故中,相对较小的功率(大约7GW)却导致了大规模(17GW)的甩负荷问题。因此,对于将可再生能源作为常规能源来使用,还需要一个很长的过程。

3高压直流输电和FACTS工程技术问题

3.1工程的视觉污染、接地电流、可听噪声、电磁干扰等环境问题

随着环境保护要求的日益提高,电力工程设施对于其周围环境的影响也越来越受到关注。接地电流和电磁干扰等问题已经得到了较多的重视并有了良好的解决方案。而各种电力设备所产生的噪声对周边群众日常生活的影响,以及工程设备和建筑与周围环境协调的问题,目前也逐渐受到重视。通过在建筑内使用各种吸音材料和在设备周围布置隔音屏蔽等措施来对噪声进行抑制,已经取得了良好的成效。而在工程设计时充分考虑工程建筑与周围环境的视觉协调设计,并对工程设备进行必要的遮挡,是解决视觉污染问题的有效措施。卡普里维高压直流输电联网工程提供了从纳米比亚到赞比亚电网之间的输电走廊。该工程使得纳米比亚电网能从水电资源丰富的国家得到充足的电力供应。目前,该工程已经在单极模式下使用金属物回路和大地回路进行了试验,针对未来的双极扩展也已开展了可行性研究。对于使用大地回路的方案在不同运行模式下进行论证,需要综合考虑地表特征、地下金属结构物、输电走廊内地下构造等多方面因素。有学者对SCB4文章中相关但不经常涉及的方面进行了深入的探讨,如考虑土壤电气和热应力特性及土壤深度而进行的接地极选址研究、用来评估选址结论的不同调查结论,以及接地极对环境的影响等。从而指导直流输电换流站址选择、地理位置调查、接口的影响和接地极的设计,同时还给出了工程特征和应用情况概述。

3.2含高压直流输电的交流系统特性

有关专家对于使用电压源换相直流输电进行电网互联和可再生能源发电接入问题进行了研究,并主张在控制中引入直流电压斜率控制。这种控制方式是对交流系统中发电机间功率分配技术的延伸,同时在处理不同干扰和功能边界时进行了改进。提出采用闭环直流电压控制与直流弯曲特性联合的方式进行直流电网管理,以确保系统操作的平滑控制并在不同换流站间合理分配,同时采用多端直流输电系统进行近海输电网络支撑来提供动态频率控制和功率振荡阻尼。在多馈入直流输电系统的相互影响强度指数方面,专家解决了中国南部电网多馈入的相互影响问题。目前该区域内已有4条完全投入运行的高压直流输电线路,第5条高压直流输电线路也已经在试运行。目前,已经对相互影响指数进行了评估,并正在提出一个新的指数。

3.3工程方案选择、监管、许可、资金和技术风险问题

有学者针对日本北海道—本州岛的直流输电线路,介绍了满足电力系统运行需要的控制方法及运行特性,提出了增加直流输电系统灵活性的方法,以便使系统在功率降至0.1(标幺值)以下时仍能正常运行。这种方法在零功率附近避免了多次极性翻转并减小了电缆的绝缘应力。该学者认为这些技术同样可以应用于任何一个直流输电工程。巴西学者介绍了马德拉群岛直流输电系统的设计及其实现的过程,其连接了圣•安东尼奥和吉拉乌水电站。在考虑稳态运行、动态性能和经济评估的基础之上,设计人员对多种不同的输电方案进行了可行性研究,最终提出了直流输电方式、混合型输电方式和交流输电方式3种方案。直流输电方式由2个双极直流输电和2个局部负载连接背靠背系统组成;混合型输电方式由1条直流线路和2条500kV交流线路组成;交流输电方式则选择了3条相并联的750kV交流线路。在经过深入分析之后,最终交、直流混合型输电方案因报价低在投标过程中胜出。从这个过程中可以看到,马德拉工程的确定方式是由经济、技术和在其他事项上具有影响力的因素综合决定的。

第5篇:高电压技术论文范文

关键词:500 kV 电容式电压互感器 试验方法

中图分类号:TM5 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)12(b)-0118-01

500kV电容式电压互感器试验的目的在于检验设备是否有着良好的性能,这关系到整个电网的安全性和稳定性,因此积极在此方面强化理论研究,倡导试验方法的创新,是很有必要的。研究者结合多年的电容式电压互感器试验经验,以不拆线测试方法去进行试验工作。

1 采用不拆线测试方法的必然性

所谓预防性试验,就是依据预试规程,对于相应电压等级的设备进行试验,以保证其性能的正常化运行。对于500kV电容式电压互感器来讲,其预试周期为三年,处于停电状态下其第一节上端通过地刀接地,如果在这样的过程中进行上端接线的拆除,势必会给实际的操作带来很大安全隐患,因此现阶段为了尽可能的规避安全风险,会采用不拆线测试方式来进行各项工作。

2 采用不拆线测试方法进行试验

首先,将第二节下端接地,将第一节下端接入到HV9001高压线,以反接法测出并联后的电容量;其二,将HV9001高压线接入到第一节下端,信号线接入到第二节下端,以正接法的方式将第二节电容器的介损和电容量测量出来;其三,第二节上端接地状态后,将高压线接入到第二节下端,以反接法的方式去实现第二节和第三节并联,从而测量出相应的介损和电容量。最后,在获得各个环节的测试数据之后,进行计算得出试验结果。

3 不拆线试验方法的改进

3.1 采用不拆线试验方法的弊端

通过上述的不拆线试验过程来看,其一,对三节的电容量以及介损值都得出来了,但是第一节和第三节的数据是计算出来的,其理论性较强,给予实际的操作带来的负面影响;其二,第二节采用的是正接法去进行测量工作,与反接法之间存在误差,是必然存在的。由此可见,这样的不拆线试验方法还存在很多的缺陷和不足,需要积极集合实际情况进行改善和调整。

3.2 不拆线试验方法的改进

针对于现阶段不拆线试验方法存在的弊端,研究者集合多年的经验,提出以下改进的意见和建议:第一,第一节下端接入高压线,第二节下端接屏蔽线,以反接法的方式去进行测量,以保证第一节电容量和介损值的单独测量。在此过程中反接法时屏蔽法以等电位屏蔽的方式进行,两者的电压保持相同,第二节处于被屏蔽的状态,第三节电流通过黑夹子,不会对于测量回路产生影响,因此可以保证第一节测量出的数据是独立的,没有被影响的;第二,第一节下端接入高压线,信号线接入第二节下端,以正接法的方式去测量第二节的数据;其三,第二节下端接入高压线,上端接入屏蔽线,以反接法的方式去进行测量,保证第三节电容量和介损值的界定结果是有效的。

3.3 比较不拆线试验改进方案的有效性

将传统的不拆线试验法和改进后的不拆线试验法进行比较,总结和归纳两者之间存在的区别,展现出改进后不拆线试验方案是否有效。同样以500kV预防性试验为案例,通过对比发现以下结论:其一,改进方案测量的电容值与出厂的试验值之间的差距更小;其二,改进方案测量的介损值更加接近于出厂测量数值;其三,改进后的测量数据不需要进行计算,可以更加直观的获取,不存在理论性的缺陷。

4 500kV电容式电压互感器试验方法改进策略

上述仅仅从技术的角度上阐释了如何去促进500kV电容式电压互感器试验方法的改进。实际上技术改进过程的发展还需要处理好其他各个方面的问题:其一,注重试验方法的总结和归纳,以开展技术交流的方式,集合众多技术人员,专门针对于500kV电容式电压互感器的试验方法操作进行研究和讨论,找到试验方法存在的缺陷和不足,并且提出相应的解决策略,将其制作成为技术改进标准,在实践的试验过程中进行推广;其二,注重试验人才的培养,从职业道德和综合技能方面去提升,使得其对于试验有着更加深刻的认识,以更加高的责任感去参与实际的试验工作,保证各项试验工作的改进都能够切实的执行下去;其三,注重技术理论的学习,深入了解试验的基本原理,学习先进国家在于此方面的经验和教训,采用先进的试验设备和技术,使得自身的试验工作质量得以不断提升;其四,建立健全科学的电容式电压互感器试验规范体系,保证各个环节都依照相应的流程去操作,使得各项工作朝着流程化和规范化的方向发展和进步;其五,对于在技术岗位上积极创新,努力进取的人员,应该给予其适当的奖励,以激发技术人员参与技术创新的活动实践的积极性,营造相对健康的技术创氛围。

5 结语

综上所述,500kV电容式电压互感器传统试验方法的确存在缺陷和不足,难以满足实际电网安全运行的需求。因此,需要树立技术创新意识,不断夯实自身技术理论,总结和归纳自身技术方案的不合理性,以此为突破口去进行技术改进,以保证500kV电容式电压互感器试验方案朝着更加有效,更加科学的方向发展,是当前电力运行管理工作者需要不断思考的问题。相信,随着在此方面实践经验的积累,改进技术的不断推广,这样的目标一定可以得以实现。

参考文献

[1] 胡伟涛.500kVHGIS雷电冲击试验击穿的原因分析[J].高压电器,2013(12):145-149.

[2] 田晓倩,李宝树,申路.直流偏磁下电流互感器误差特性分析[J].高压电器, 2013,49(11):104-109.

[3] 韩金华,夏中原,王伟,等.特高压变压器现场局放试验的变频电源方法应用[J].高压电器,2013,49(10):51-57.

第6篇:高电压技术论文范文

Abstract: In this paper, high voltage direct current transmission system is briefly introduced, and then the principle of high voltage direct current transmission system is analyzed, and the principle of converter is introduced and discussed in detail, finally, the research method is proposed around the problem of HVDC control techniques.

关键词: HVDC;拓扑结构;控制策略

Key words: HVDC;topological structure;control strategy

中图分类号:TP29 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)13-0045-02

————————————

基金项目:黑龙江省教育厅科学技术研究项目(12531524)。

作者简介:王中鲜(1982-),男,黑龙江哈尔滨人,工程师,博士研究生,研究方向为电力电子技术、电机设计及驱动技术。

0 引言

由于HVDC系统在远距离输电过程中具有调节性能好、过电压水平低、线路损耗小等优点,特别适用于远距离大功率输电、海缆输电等场合,而且符合我国国情,因此,采用直流输电已成为必然趋势。

随着HVDC相关控制技术及其理论的研究逐步深入,国内已经掌握大部分关键技术。然而,国内对于电压源换流器直流输电技术仍处于研究阶段。HVDC系统应该是高度可控的,其有效的运行依赖于这种可控性的正确应用。然而,高压直流输电系统具有强非线性、高维性和不确定性,其运行参数随时间而动态变化,而且HVDC系统的控制参数较多,若设置不当,会影响系统的动态性能,甚至导致系统的不稳定。传统的研究多数是建立在线性化模型的基础上,用频域分析、特征值分析及最优控制理论进行设计。这些方法的缺点在于,得到的控制器只能保证其在某一工作点附近系统的性能最优,当系统的运行点改变或大扰动发生时,便不能保证整个系统仍能具有最优的性能,有时甚至会使系统的性能恶化。借此,对HVDC系统的相关控制技术及其理论进行研究具有重要意义。

1 HVDC系统拓扑结构

HVDC系统拓扑结构大致可分三种:单极拓扑结构、双极拓扑结构和同极拓扑结构。不论哪种拓扑结构,其构成基本相似,下面给出HVDC系统的简单拓扑结构,如图1所示。HVDC系统主要由输电站、变电站、交流滤波器、换流器、配电站、输电线路、控制器等构成。具体运行流程为:输电站输电至变电站经交流升压后,再经交流滤波器滤波后输至整流器,再通过脉冲控制器控制IGBT导通,将交流转换为所需的高压直流电,再经直流输电线路至逆变器转换为交流电,再经交流滤波器滤波后输送至配电站,最后供用户使用。

2 控制方式

直流输电的运行方式取决于整流侧和逆变侧换流器的控制方式。整流侧常用恒定电流Id或者恒定功率Pd控制,逆变侧常用恒定熄弧角γ或者恒定整流侧电压Vdi控制。但是,在某些条件下,整流侧以最小触发角的方式运行,逆变侧以恒定电流方式运行。以整流侧的恒电流Id运行、逆变侧的恒弧角γ运行为例,介绍HVDC系统稳态运行特性,以便于采取合适的控制策略。

图2所示为换流器运行特性,其中直线段AB、BF为整流侧的运行特性曲线,包含最小触发角控制(直线AB段)和定电流控制(直线BF段);直线段CD、CE为逆变侧的运行特性曲线,包含恒电流控制(直线CE段)和最小熄弧角控制(直线CD段)。

直线AB段的方程式为:

V■=V■cosα-■I■ (1)

当Voi和α为定值时,Vdi与Id之间为线性关系。

直线CD段的方程式为:

V■=V■cosγ-■I■ (2)

当Voj和γ为定值时,Vdj与Id之间为线性关系。

由图2、公式1和公式2可知,交点P为此运行方式的运行点,即直线AB段和直线BF段的交点。在此方式运行下,整流侧应该采取恒电流控制方式,逆变侧应该采取恒息弧角控制方式。

3 研究方法

在查阅相关文献并掌握高压直流传输技术现状和发展趋势的基础上,展开对HVDC相关控制技术及理论的研究时亦应具有科学合理的研究方法,本文抛砖引玉,采取软硬件相结合的方法,简单给出了主要研究方法和技术路线,如图3所示,具体体现如下:

①在MATLAB语言环境下采用Nodal方法对高压直流传输系统进行建模,然后通过使用传统的PID控制方式进行调试,并结合实际高压直流传输系统中实际参数和实际运行情况,进行相关的仿真模拟;

②引入智能控制理论,在换流器运行原理的基础上,针对传统控制方式存在的问题,提出并设计一种新型控制方式,以解决相关技术难点;

③引入遗传算法,对控制器的关键参数进行优化。通过比较已优化参数的传统控制方式和智能控制方式,进而验证所提方案的有效性和优越性;

④选择不同的参数进行海量数据的仿真,并对每次仿真得出来的性能指标进行保存;然后引进粗糙集理论,对大量仿真数据进行海选,建立规则库,进而得出粗糙规则表;

⑤使用所获取的粗糙规则设计出粗糙调整器在线优化智能控制器;

⑥最后在理论研究的基础上,对所提方案进行模型仿真实验。

4 总结

本文简要地介绍了高压直流传输系统的组成和工作原理,并给了系统运行控制方式,最后为了提高系统的整体性能,在结合所查阅的文献的基础上,给出了系统的研究方法和技术路线,起到抛砖引玉的作用,还望为后续研究工作起到指引作用。

参考文献:

[1]周孝信.研究开发面向21世纪的电力系统技术[J].北京: 电力科学研究院研究生部,1997.

[2]王明新.高压直流输电控制保护装置冗余与可靠性[J].北京:中国电力科学研究院系统所,2002.

[3]赵畹君.高压直流输电工程技术[M].北京:中国电力出版社,2003.

第7篇:高电压技术论文范文

英文名称:High Voltage Engineering

主管单位:国家电网公司

主办单位:国网电力科学研究院;中国电机工程学会

出版周期:月刊

出版地址:湖北省武汉市

种:中文

本:大16开

国际刊号:1003-6520

国内刊号:42-1239/TM

邮发代号:38-24

发行范围:国内外统一发行

创刊时间:1975

期刊收录:

CA 化学文摘(美)(2009)

CBST 科学技术文献速报(日)(2009)

Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)

EI 工程索引(美)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

核心期刊:

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊荣誉:

中科双效期刊

联系方式

期刊简介

第8篇:高电压技术论文范文

“我们应采用一些先进的测试手段,如空间电荷、树枝老化等,研究材料在使用过程中的老化破坏机理,针对电力传输中存在的问题,有目的,有方向地对材料进行改性和提高,开发新材料,提高作为发展电气设备的基础和关键的电介质材料和绝缘技术,从而实现高稳定、高性能乃至小型化的超特高压输电系统及设备。”谈起自己情有独钟的专业,清华大学周远翔教授思维敏捷而乐观,他带领自己的团队以”推动我国超特高压大容量输变电技术的发展,满足国家战略需求“为己任,不仅在空间电荷、树枝老化等电介质材料和绝缘技术的基础理论研究方面做出了出色的成绩,也致力于成果的转化应用,为我国电力传输奉献着自己的力量。

周远翔,清华大学教授,博导,曾任高电压实验室主任,现任高电压课组组长,中国电工技术学会副秘书长。1988年获清华大学工学学士学位,1991年获中国电力科学研究院工学硕士学位,后留该院高压所参加工作,1995年任电力系统电气设备在线检测组组长。1996年获得日本文部省奖学金,赴日本攻读博士课程并于1999年获得电气电子工学博士学位。1999年被聘为日本新能源工业技术发展委员会(NEDO)研究员,在日本工业技术院国立资源环境综合技术研究所进行科研合作研究。2000年4月作为清华大学引进人才回国并被破格聘为副教授,2004年被破格聘为教授、2005年被聘为博士生导师,2008年作为教育部高级访问学者在美国麻省理工学院从事科研工作。

跨学科领域的丰富科研经历和国际学术交流经验,使得他具有扎实的学识积累。长期以来,周教授一直从事着高电压与绝缘技术、试验技术,电介质和电工新技术的研究工作,如局部放电机理与应用、电力系统电气设备在线监测与诊断、电力变压器,钛酸钡陶瓷电容器,聚乙烯电缆材料,高压放电处理有害化学物质和环保材料等环保应用,在电介质空间电荷、材料绝缘老化特性研究方面具有独到的见解和较高的理论水平。

他参加编写专著《绝缘自及输变电设备外绝缘》和“十五”部级规划教材《高电压工程》,在国内外发表学术论文150余篇,入选“教育部新世纪优秀人才支持计划”,曾获省部级科技进步奖1项,中国电力科学研究院科技进步奖3项,优秀论文奖4项,申请发明专利3项已获批2项……

2000年回国至今,在9年时间里,他取得了这些卓有成效的业绩。是什么理念成就了他在清华的事业?他说“国外多年的留学生涯使我认识到只有国家强大了,才有个人的尊严而祖国的发展离不开大家的共同努力。作为科研人员,重视基础研究,强化应用研究是为国增光的重要途径!”

立足基础研究,推动技术进步

周远翔教授非常重视基础研究对于应用的深远意义。也许,这正是他长年从事科学研究的真实感悟。

“基础研究导致新知识的储备,是技术进步和经济发展的先锋。新技术、新工艺、新流程、新产品都是建立在新知识基础上的,都必须从新知识的储备中提取资本。随着科学技术的飞速发展,由基础研究向应用研究或直接生产力的转化的周期大大缩短了,基础研究是技术进步和经济发展的先锋,这一点比任何时候都更加确定。在这种意义上也许可以说,基础研究是现代社会发展的基础。”

他认为,基础研究即使在短期内可能很难见到明显的效果或影响,但从长远考虑是必要的,而且是一个产业的基础所在。所以,他的时间多数是在实验室里度过,在他的时间观念里,似乎并没有假期。看看他在9年里所做的工作,便能清楚地证实这一点。

周远翔教授负责“985工程”和“211工程”的高电压与强电磁环境学科平台规划与建设,负责自然科学重点基金子课题1项和面上项目3项,博士点基金1项,作为主要承担者曾参加“973”项目1项,曾承担“十一五”国家科技支撑计划及多项国家自然科学基金项目的研究工作,承担各类横向课题二十余项,参与和负责的科研工作具有较高的研究水平。在变压器绝缘分析和故障诊断方面具有丰富的研究工作和现场成功经验,曾在现场多次成功检测并定位了大型变压器故障点并查明故障原因,尤其是在局部放电、色谱检测与分析以及空间电荷、绝缘老化破坏等方面具有深入的研究经验和成熟的工程技术基础,因此获得相关专利和中国电力科学研究院科技进步一等奖。

在新世纪优秀人才支持计划“场强下微观形态对固体电介质材料内部空间电荷特性的影响研究”中,他完成的“高场强下材料微观形态对空间电荷特性的影响研究”,既有创造性的理论背景,又有工程上的实际价值。在研究过程中,对微观形态和电介质材料空间电荷特性进行了深入探讨,对于高场强下聚乙烯中的空间电荷包问题,空间电荷与介质老化破坏机理之间联系的问题等进行了创新性的研究,还对聚丙烯、硅橡胶、油纸绝缘复合材料等电介质材料的空间电荷现象和机理进行了较深入的研究,有体系,有深度,对于电介质材料研究有较大推动作用,也为解决工程实际问题提供了一定的理论依据。

在被评为“优秀”的自然科学基金项目“基于等离子体技术和结构形态的过滤膜驻极体特性研究”中,他提出利用等离子体技术,结合材料改性技术,利用添加剂和热处理的方法,改善聚烯烃的晶相分布,以改善材料中空间电荷和表面电荷的注入、驻留和积聚特性,获取高电荷驻留量,高稳定性的高驻极特性过滤膜驻极体。该项研究是对等离子体应用技术的发展,为驻极体过滤膜高效率过滤口罩、空气超净化装置的工业化生产提供依据,为空气净化与环境改善做出了积极贡献。

目前,周教授还在从事“线路绝缘子饱和等值盐密污耐受电压及复合绝缘子老化性能研究”,这是清华大学从上世纪50年代就开始的一项研究,历经清华几代人的努力,有着比较深厚的积淀,在周教授团队的努力下,几年中更有了突破性的成果。

一个个课题是他青春的见证,一项项成果是他心血的凝结。能够为国家电力事业的发展贡献力量,他感到快乐。

对绝缘材料与技术发展的思考

2007年,基于国家的战略需求,国家自然科学基金委员会制定了电气科学与工程“十一五”发展战略规划,由周远翔教授主要执笔的《高电压与绝缘》和《工程电介质》两部分内容中明确了绝缘材料与绝缘技术的五年规划任务,从学科规划和国家战略需求的角度来阐述绝缘材料与技术今后发展的问题,着重强调了空间电荷、老化、聚乙烯、硅橡胶、油纸绝缘等关键材料的应用,研究与发展的前景。

对于这位以事业为生命的教授来说,从来都没有停止过对电气绝缘研究的思考。他在自己的论文中介绍了现阶段绝缘材料的现状,提出了自己对其发展的新观点,以及对于绝

缘材料未来发展前景的思考。

内绝缘研究方向

在我国超特高压输变电设备的发展当中,电缆工业相对比较落后。过分依赖进口的局面不仅增加了输电线路的成本,也导致了我国电缆工业落后,阻碍了超特高压输电技术在我国的发展。因此,从国家战略高度出发,由于缺乏材料基础的支撑,我们面临着能源调配的巨大压力,迫切需要我们自行研究电介质材料,研究破坏机理,研究提高性能的方法,解决电气设备生产的关键和基础问题。

硅橡胶由于具有弹性高、耐温范围广等优异性能,在电缆附件中得到了大量的使用,随着新型液体硅橡胶材料的进步,各国开发了硅橡胶应力锥预制式电缆附件。但进口的硅橡胶电缆附件不仅价格十分昂贵,而且质量也并不稳定,许多产品在仅运行1~2年后就发生了事故,对电力系统造成了极大的损失,究其原因主要是以往硅橡胶大多是作为外绝缘材料在合成绝缘子上大量使用,因此对其研究也多集中于硅橡胶的憎水性、耐大气老化性能,耐漏电起痕性能等外绝缘特性方面,而未对其作为内绝缘材料的相关性能进行足够研究就在电缆附件中大使用,所以在运行后容易出现一些新的问题。

对此,周教授提出有必要采用一些先进的测试手段,如空间电荷、树枝老化等,研究硅橡胶材料在使用过程中的破坏机理,针对硅橡胶预制式电缆附件在运行中出现的问题,有目的、有方向地对材料进行改性和提高,从而提高设备运行的可靠性和稳定性,满足国家的战略需求。

外绝缘研究方向

在外绝缘领域研究及设计中,对电场及结构设计进行优化以及采用硅橡胶等新材料是解决污湿,覆冰等环境下外绝缘闪络难题的发展方向,在尚无国外经验可借鉴的情况下,高海拔、覆冰、污秽环境中的外绝缘问题是我国交直流超特高压建设中必须认真解决的问题。

周教授认为,电介质特性的表征和认知程度取决于其测试技术。在探索电介质测试技术新原理和新方法的同时,科学合理的电介质特性的表征方法和体系的建立是评估电介质特性、提高电介质性能和开发新型电介质的重要依据。

空间电荷研究方向

空间电荷研究在工程电介质学科战略中被定位于六大发展方向之一,是影响甚至制约核能、航天。航空、国防、超特高压输电,脉冲功率、电力电子,信息和生物技术等近代科学技术发展的重大科学前沿问题。针对国家超特高压直流输电系统的需求,清华大学高电压实验室受国家自然科学重点基金支持开展了以超、高压直流复合绝缘子为背景的硅橡胶和玻璃钢材料的空间电荷特性研究,同时受国家电网公司重点项目支持,正在开展以超特高压换流变为背景的油纸绝缘空间电荷特性研究。

树枝老化研究方向

根据学科研究体系和学科发展战略需要,放电及绝缘击穿、绝缘老化与诊断均被列入了高电压与绝缘学科未来十年六大主要研究任务之一。电介质的电击穿与老化也被定为工程电介质学科六大发展方向之一。树枝老化作为电介质放电、老化的一种主要形式,对绝缘材料的性能具有很大的危害,因此开展树枝老化破坏机理与寿命预测研究是当前急需解决的理论问题。周教授的研究团队受国家电网公司重大项目的支持正努力开展硅橡胶材料的树枝老化特性研究,目前已取得初步进展。

第9篇:高电压技术论文范文

教师自身的专业水平理论联系实际,在实践工作中检验理论、提升理论,是企业对毕业生的要求。理论指导实践,在实践工作中运用科学的理论指导实践,是企业对工程技术人员的要求。作者曾在电力系统就职,体会比较深刻。对于变电站而言变压器检修经常要做空载和短路试验,工程上变压器空载试验方法采用调压器在低压侧加压,空载容量应小于调压器容量的50%,试验电流为额定电流的1‰~1%,以测量变压器的铁损。一般电力变压器在额定电压时,空载损耗约为额定容量的0.1%~1%。变压器短路试验用自耦变压器调节原边电压,原边电流达到额定值时,测量变压器铜损。通常电力变压器在额定电流下的短路损耗约为额定容量的0.4%~4%。通过亲自动手做压器空载、短路试验及观察实验现象,联系《电路》、《电机学》中关于变压器的相关知识,加深了对变压器的学习与理解。发电厂自动化控制是电力系统的发展趋势与要求,已投产和在建的大型发电厂的自动化控制水平非常高,已达到“无人值守,少人值班”管理模式。发电机组的自动开停机、自动同期并网技术验证了《自动控制理论》、《继电保护》等相关理论知识。在电力系统工作的4年中,笔者的理论知识在工作实践中不断得到深化和提升。

二电力系统工作经历对电气工程本科教学起到的积极作用

1教材选用目的更加明确教材是高校实施培养计划的重要介质

直接影响着教学质量和人才。高质量、合理化的教材是提高教学质量与水平、完成人才培养计划与目标的保证。作者在施教时参照自身的工作经验,选用更具有方向性与实践性的教材,提高毕业生与企业之间的契合度。智能电网、数字化电站是电力系统的发展趋势,其要求电网信息化、自动化程度更高。因为这一目的,可编程控制器(ProgrammableLogicController,PLC)被广泛应用到电力系统中,目前国内应用的PLC有西门子(SIEMENS)公司生产的S7系列、施耐德公司生产的Quantum等系列、三菱公司生产的FX3G系列等。随着日系PLC退出中国市场,西门子PLC被普遍应用于电力系统自动化控制。例如三峡电厂、葛洲坝电厂、溪洛渡电厂等大型水电站使用PLC对发电机组、辅助设备系统等设备进行控制。因此在向电气工程与自动化专业教授《电器与可编程控制器》这门课程时,应该选用以西门子PLC为基础讲述电厂及电网自动化控制的教材,教学内容更接近电力系统工作实践,使电气工程及自动化专业毕业生在走上工作岗位时具有更强的适应能力。

2培养学生更具有方向性现代电力企业对高校毕业生有着严格的职业要求

扎实的专业能力、较强的实践动手能力以及必要的公文写作能力是毕业生就职于电力企业所必须具有的素质。电力系统设备分为一次设备、二次设备两大类。就发电厂而言,从事电气一次设备的检修、维护及管理工作需要毕业生熟练掌握《发电厂电气主系统》、《电力系统继电保护》、《电机学》等专业课程的内容,熟悉电机、开关电器、载流导体、电抗器、补偿设备、避雷器、继电保护系统相关知识,这些是为适应发电厂工作而储备的理论知识。从事电气二次系统工作的毕业生则必须重点掌握《自动控制理论》、《电力系统继电保护》、《电子技术》、《电器与可编程控制器》的相应内容。因此拥有扎实、丰富的专业知识来服务电力企业,是电气工程及自动化专业的培养目标。实践动手能力在促使毕业生快速融入到企业生产工作中扮演着积极、重要的作用。发电厂电气设备维修工作需要毕业生有较强的电气二次配线、布线及PLC编程能力。发电厂中大量布置电气二次控制盘柜,实际的检修与维护工作需要高强度的控制回路布线与配线工作,电力系统高度自动化则需要毕业生具备基于PLC的自动化程序读写能力。公文写作能力是现代化大型企业对职工的基本要求。我国各级电力系统的运营、管理、维护已经实现了规范化、制度化、标准化。实际的工作中需要职工撰写大量的公文,例如对发电厂而言,每个月要写电厂运营报告、机组检修报告、技术改造方案等,特别是实行工作票制度后,每天都要写设备缺陷处理报告及巡检报告。这些工作要求职工具有一定的公文写作能力。对于毕业生而言,必要的公文写作能力在求职及就职中有着不可替代的优越性。

3将工作经验融入教学将宝贵的工作经历融于课堂教学

可极大地丰富教学内容,提高学生的学习兴趣。作者讲述《电路》第十一章时,结合自己的工作经历深入浅出地讲述了变压器的原理、空载和短路实验,使学生更好地理解和掌握课堂内容。在讲述《电器与可编程控制器》时,以发电厂开停机控制流程、辅助设备自动化控制流程为例,将专业课程学习与电厂实际工作紧密结合起来,以培养更适合企业要求的应用型人才。

4将企业中应用的前沿技术带进课堂随着数字化电站、智能电网的建设

大型发电机组实现并网发电,状态检测技术投入使用,开始对1000KV特高压技术进行实验研究。电力系统的发展日新月异,设备更新速度非常快。电气工程自动化专业的教学应当将当前电力系统的先进技术、发展趋势带进课堂,在丰富教学内容的同时,增加学生对前沿技术的求知兴趣。笔者从事过175MW、770MW水电机组的自动化控制系统改造及维修工作,巨型水电厂厂用电系统运行及维护工作,水电机组状态检测与故障诊断系统的组建与维护工作。其中770MW发电机组自动化控制技术、巨型水电组状态检测与故障诊断技术都是当前电力系统的前沿技术。将这些知识带进课堂,有利于学生充分认识本专业的发展动向与趋势,积极地规划自己的职业发展方向。

三结语

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