电气参数

介绍了电缆系统的常见腐蚀现象及导致的击穿故障案例；分析了电缆本体的电化学腐蚀机理及现象和腐蚀的影响因素以及腐蚀导致的电场变化和击穿等；并通过高压电缆附件腐蚀导致的击穿案例分析了电气参数变化。

超/特高压输电线路是能源输送的大动脉，获取准确的线路电气参数是开展电力系统继电保护、潮流控制和经济调度、故障诊断及定位的先决条件。研究团队在高幅值感应电抑制、同塔多回长线参数精确测量、接地点高精度定位等方面取得突破，研制了长线分布参数精确测试和线路接地点精确定位成套装置，构建了线路参数测试的理论模型-测试方法-试验装备全环节技术标准体系，解决了高压输电线路参数精确测量面临的感应电抑制难、交直流耦合复杂、接地点定位误差大的难题。 项目成果在“疆电外送”±1100kV昌吉-古泉线路、巴西±800kV美丽山直流等海内外超/特高压工程广泛应用，有利支撑了输电工程的建设和输电线路的运维。

1000kV交流特高压电流互感器是强制检定计量器具，须按照国家计量检定规程《JIG1021-2007电力互感器》要求进行入网试验及周期试验，以确保计量关口准确可靠。“淮上线”特高压输变电工程在江苏境内已建成盱眙、泰州、东吴3座特高压变电站，还建有3座特高压换流站，电流互感器现场试验日益增多。特高压电流互感器封装于GIS中，存在交比大、集成度高、全封闭等特点，误差试验点从额定电流的1%至120%，试验电流为15A到7200A范围。由于GIS接地开关及外壳通流能力的限制，无法形成7200A大电流升流回路，试验时附带较长管母和若干电气元件，试验回路感性无功分量很大，对现场试验电源容量和试验点精确快速定位要求极高。 原有单相试验电源输出电压精度低、波形畸变大，不能精确测量试验回路电气参数，无法实现电容器自动补偿和误差试验点快速定位，导致现场电源电压下降大、三相供电不平衡，难以满足特高压电流互感器7200A升流试验要求，不能适应快速发展的特高压工程建设需要。 本项目针对特高压电流互感器现场试验电源容量大、无功补偿复杂、全电流升流困难等难题，从功率电子电源与电工电源串联技术、自适应无功补偿技术、多功能智能工频电源技术等方面开展研究攻关，通过自主创新，取得突破性研究成果。

为了探究电气体发电基本过程的影响因素和规律，基于电气体发电的基本理论设计了一套简易外露电极结构的电气体高压发电试验装置。基于该装置，以高压空气为工作介质，通过音速喷嘴产生高速气流，利用外露的针尖电极电晕放电产生荷电粒子，研究了气体总压、转换段长度、负载阻值、电晕电压以及电路接法等结构和电气参数对电气体发电电压和功率的影响规律。通过合理配置发电装置参数，获得了相较于电晕电压4.41倍的收集电压或者相较于电晕功率3.53倍的收集功率。研究表明：电势沿着转换段呈抛物线分布；负载阻值越大，收集电压越高；随电晕电压增高，收集功率越大，收集功率和电晕功率之比越小。

在电力工程的实践中，同步发电机电气参数获取一般采用抛载法、频域响应法、时域辨识法。针对某一频率下的同步发电机电气参数测量比较成熟的试验方法为频域响应法，其他两种方法主要针对是同步发电机的同步运行状态下的电气参数辨识。频域响应法测量电气参数时，对一定状态下的电机施加不同频率的激励信号，由这些激励信号及其相应的响应，先求出电机的频率特性，再求出其基本电气参数。普遍的频域辨识法有静态频率响应法(SSFR)和在线频率响应法(OLFR)。SSFR 的重要不足在于其试验电源较难得到；另外，SSFR 方法的试验电压一般较低，发电机电流小，此时电机铁心处在不饱和区，这与所需要研究的运行状态是有区别的；对于大型多极同步发电机 d、q 轴的准确定位非常困难，微小的机械位移都会带来很大的电角度差，所以该方法在大型同步发电机电气参数测试中很少应用，目前还是停留在实验室的小型机组上。OLFR 方法是将不同频率的正弦信号加在励磁绕组上，通过分析试验时定子电压、定子电流、励磁电压、励磁电流及转子位置角的变化量来求取所需频率特性。但此方法可以测量需要频率的参数，但最大的问题是信号小，实施困难。为了克服现有技术的上述缺陷，本专利创造性的确定了一种新的基于异步电机模型的同步发电机异步运行参数的辨识原理，基于这种辨识原理构建了一个切实可行的试验方法和试验流程，发电机试验时的工况与实际工况一致，最终通过试验采集的同步发电机异步运行数据，即电机定子电压和定子电流，使用辨识算法准确计算出了同步发电机的异步运行参数。本专利的方法解决了现有同步发电机的异步运行电气参数准确测量辨识的问题，本专利的基于异步电机模型的同步发电机异步运行参数的辨识原理、试验方法、试验流程这三个创新点均是现有技术所不具备的，是本专利的重要创新点。

分析电力系统谐波背景下模态分析与谐波谐振关联的机理，根据回路阻抗矩阵，绘制矩阵特征值频谱和串联谐波谐振下的关键模态导纳。根据串联谐振及谐波激励的自身特点，提出使用虚拟支路对系统拓扑结构进行修正处理，对网络进行谐波谐振模态分析，将模态分析结果与系统导纳频谱扫描结果进行比较，验证谐波谐振频率计算方法的可行性和准确性。定义灵敏度矩阵，通过基本回路矩阵确定系统元件与回路阻抗矩阵元素间的关联性，推导关键模态下特征值对各网络元件电气参数的灵敏度，通过标准化处理，提高了各支路元件灵敏度的可比性。对IEEE30母线系统进行仿真分析，得出串联谐振对元件的灵敏度影响程度和串联谐振的定位及传播范围。

本装置已在淄博、舟山等地应用两年时间，拥有一定的市场用户（如图8所示）通过了实践考验，适合在全国电力行业推广使用，对开展10kV线损精益化管理提升线路经济运行水平，减少资源浪费具有重大意义。 装置集成度高、体积小、总重量小于6kg，可带电安装，灵活方便，可移动安装位置、多次重复利用，单次安装两人仅需20min，即装即用。可实时监测10kv线路的电流、有功、无功等电气参数，接入用电采集系统，为泛在电力物联网建设提供大数据支撑，契合行业发展要求。通过了山东电力科学情报所的查新，截至目前，国内外没有发现具有类似性能和结构的产品，提升了产品的市场竞争力。 国网公司10kv线路约26万条，按联络率30%估算，仅联络关口就有7.8万个，双电源关口超十万，分段关口更在几十万以上，如果一半采用本产品，市场超过百亿元，带来的人工节省、多供电量、降耗减损更有巨大经济价值，潜力十足。