关键词： 油浸式变压器   热点温度   混合剖分   耦合模型  

摘要： 变压器绕组热点温度是制约其带负载能力和运行寿命的决定性因素。本文以一台S20-M-630kVA/10kV油浸式配电变压器为研究对象，建立了包含外壳散热片在内的三维电磁-温度-流体耦合模型。针对其绕组内部结构复杂、流固边界层网格质量差、计算效率低下等问题，提出了绕组参数等效方法与结合映射剖分和自由剖分的混合网格剖分技术。该方法不仅显著提升了绕组热点温度的计算精度，还优化了流固边界层的网格质量，大幅提高了计算效率。结果表明：绕组参数等效方法能有效反映变压器实际工作中绕组的温度分布，混合剖分相比与全自由剖分达到相同结果下的整体三维网格数量和仿真时间分别减少了73.60%、82.50%，绕组热点温度仿真值与试验值相对误差不超过1%。

关键词： 换流变压器   表带触指   腐蚀   激光诱导击穿光谱  

摘要： 特高压换流变压器阀侧油中表带触指作为实现绕组引出线与阀侧套管电气连接的关键部件,长期服役在高电压、大电流、高环温等严苛条件下,难以避免出现腐蚀、劣化等情况。以在役表带触指劣化故障实例为基础,通过扫描电子显微镜、能量色散光谱仪、X射线衍射仪等检测手段探究了表带触指表面腐蚀产物的微观形貌演变,分析了腐蚀层主要成分及含量,后经由显微切片与表面磨抛观测探究了其腐蚀产物的分布特征。研究结果表明:腐蚀产物大多数仅附着于表带触指表面,未向内侵蚀,推断腐蚀产物Cu2S主要由油中Cu离子与腐蚀性硫化物结合沉积而来。最后,提出了一种基于机器学习结合激光诱导光谱信号的快速检测分析方法,实现了对触指4类不同腐蚀程度的有效识别,准确度可达到99.25%。

关键词： 变压器监测   振动能量采集   压电传感器   弹性螺旋梁  

摘要： 无线传感网络监测方案，可提高智能电网各个环节的信息感知深度和广度。然而传统的电池供电型无线传感监控方式存在安装困难、寿命有限等问题。为此，本文设计了一款基于弹性螺旋梁振动取能的变压器自供电状态监测系统。系统地研究了振动加速度、振动频率以及振动幅度对器件输出性能的影响，结果表明器件对这三个参数变量均具有较高的响应灵敏度，其中频率的线性度高达100%，加速度的线性度可达99.1%，幅度的线性度可达99.7%。最后搭建了一个变压器状态自供电监测系统，实时监测变压器的振动频率、幅度信息，一旦其超出预定值，则触发报警装置。本文为振动能量收集器在电力设备中的应用奠定了理论与实验基础，对加速其产业化应用具有重要价值。

关键词： 电动汽车   变压器寿命   智能融合终端   分布式模型预测控制   快速对偶近端梯度法  

摘要： 随着大规模电动汽车接入配电网，无序充电在台区层面易导致变压器过载问题。对此，提出一种考虑变压器寿命的电动汽车分布式控制策略。首先通过温升模型对变压器进行精细化建模，量化电动汽车充放电对变压器寿命的损耗，进一步结合分时电价制定各辆电动汽车充电策略。其次，考虑变压器安全运行需求，构建了基于分布式模型预测控制的电动汽车实时调度模型，当台区智能融合终端感知到过载风险时，基于快速对偶近端梯度法进行求解，对电动汽车充放电功率进行实时调整，实现台区-终端用户的分布式优化调控。最后，算例证明了所提分布式算法具有良好的收敛性，所提策略能够降低电动汽车充放电和变压器寿命损耗成本，有效保护电动汽车用户的信息隐私。

关键词： 平面变压器   绕组内外径等比   电流密度分布   数学归纳法  

摘要： 本文针对平面变压器PCB（Printed Circuit Board）绕组每层绕线温度分布不均与损耗大的问题，提出了一种电流密度均匀分布的平面变压器绕线宽度优化方法。文中详细讨论了PCB绕组电流密度有效值的时不变性与计算方法，分析了交直流电阻的数学关系。在此基础上，推导了环形绕组直流电阻的表达式，利用数学归纳法详细证明了电流密度分布均匀时环形绕组内外径之比的约束条件，并给出了考虑绕组间隙的绕组宽度修正公式，揭示了电流密度有效值与绕组损耗同时最优的内在联系。最后基于六路绕组输出反激变换器的标准型号磁芯，采用两种绕组宽度排布方法对变压器的电流密度、绕组损耗和发热情况进行了对比分析，通过有限元仿真与实验验证了所提出的绕组电流密度分布均匀时PCB绕组宽度设计方法的正确性与普适性。

关键词： 特征提取   层次聚类   支持向量机   参数寻优  

摘要： 为提高变压器故障诊断准确率，本文提出基于层次聚类和改进支持向量机的变压器故障诊断方法，首先，将轻载、轻载螺钉松动和轻载垫片作为故障诊断的输入参数，利用快速傅立叶变换（fast fourier transform， FFT）从变压器运行的振动信号中提取特征参数，并通过不同聚类方法比较分析聚类划分的性能，得到与电气量相对应的振动簇类别作为输出。其次，利用四种常见核函数的支持向量机(support vector machines， SVM)对样本数据进行训练，建立子分类器用于故障诊断，并利用网格搜索（grid search， GS）寻找最优核函数。最后，将神经网络方法、K-临近算法、本文提出的方法和优化后的方法对比分析，实验结果表明，本文提出的诊断方法在精度和效率方面对比传统诊断方法均有提升，验证了本文所提方法的优越性。

关键词： 换流变压器阀侧套管   电场   有限元仿真   缺陷分析  

摘要： 换流变压器阀侧套管内部混入金属颗粒、电容芯体产生裂纹是目前常见的故障,研究套管在不同电压下的电场分布规律以及缺陷对电场分布的影响对于套管的优化设计及故障分析具有重要意义。文中以±800 kV特高压换流变压器套管为原型,建立了±72.5 kV环氧浸纸电容式套管仿真模型,计算套管在交直流电压下的电位分布和电场分布,并研究了两种缺陷对于套管电场的影响。结果表明套管含金属颗粒或裂纹缺陷时,对于电场的畸变影响较大。研究结果为后续缩比套管模型不同缺陷局部放电试验的分析提供了基础,并为环氧浸纸电容式套管的优化设计提供参考。

关键词： 天然酯变压器   匝间绝缘   雷电冲击   击穿特性   油中溶解气体  

摘要： 天然酯绝缘油具有闪点高、燃点高、可生物降解等优点,逐步在高电压等级的电力变压器中推广应用。为了对高电压、大容量天然酯变压器的绝缘结构设计提供基础数据支撑,本文以矿物油为参比,选取天然酯绝缘油作为试验对象,分析其在雷电冲击电压作用下的击穿特性和产气规律。结果表明:天然酯匝间绝缘雷电冲击击穿电压均在200 kV以上,随着匝间绝缘厚度和绝缘间隙距离的增大呈现上升趋势,且略小于相同条件下矿物油的击穿电压;油中溶解的H_(2)和C_(2)H_(2)是雷电冲击电压作用下的主要特征气体,其相对百分含量随绝缘间隙的增大而增大;采用Duval五边形法对油中溶解气体进行故障诊断,故障点的放电基本被诊断为高能放电,与雷电冲击所释放的能量一致。

关键词： 谱图理论   点云   轻量化   视觉失真   变压器区域  

摘要： 点云在电网数字化转型中有重要应用价值。现有方法在处理变压器区域大规模点云时难以兼顾点云轻量化后的视觉效果,导致轻量化点云存在较大视觉失真。该文在点云轻量化时引入视觉失真度,以其最小作为约束,实现点云轻量化后视觉效果最优。首先基于谱图理论将原始点云转换为图信号,建立轻量化点云视觉信息损失与重采样矩阵间的函数关系;然后以视觉信息损失最小为目标函数,获得一组满足视觉信息损失最小但特征信息和均匀信息比例不同的轻量化点云;进一步,将原始点云和轻量化点云投影到几何和颜色特征域,用一个低维向量表征点云视觉效果,从而选择出视觉失真度最小的轻量化点云;最后,使用基准数据集和包含8000余万个点的变压器区域大规模点云进行了验证。结果表明:所提方法与主流的随机降采样法、体素平均法、非均匀网格法、曲率采样法相比,在轻量化点云的视觉效果方面,分别提升了57.4%、69.2%、62.2%、75.6%。

关键词： 磁芯缺陷检测   GhostNet   DyHead   小目标   YOLOv8  

摘要： 针对变压器磁芯缺陷对电网系统的安全稳定运行构成潜在风险却缺少检测手段的问题,提出了基于改进你只看一次版本8(you only look once version 8,YOLOv8)的变压器磁芯缺陷检测算法。该算法首先通过引入幽灵网络(ghost network,GhostNet)实现了模型参数量的降低,同时保持了较高的检测精确率;然后,引入了具有较大尺寸特征图的小目标检测层,适用于小目标检测;最后,引入了融合注意力机制的动态检测头(dynamic head,DyHead),增强了检测头的表征能力。在磁芯数据集上进行训练和测试,结果表明,该算法的平均精确率均值较原版YOLOv8算法提升了4.3%,模型参数量减少了51.8%,既达到了较高的精确率,又能满足边缘计算设备的部署要求。该算法能比较准确地检测变压器磁芯缺陷,从而为电网安全性能提升提供重要技术支持。