接地网阴极保护散流电位分布计算

为了计算接地网在处于阴极保护时的散流电位分布,提出了一种场路结合的计算模型.该模型考虑了接地网导体自身电阻、土壤分层情况以及阴极保护电流注入点等因素对散流电位分布的影响.并以实例给出了矩形变电站接地网在均匀以及分层土壤中的阴极保护散流电位计算结果.     

变电站接地网不等电位模型数值计算

提出了一种接地网不等电位模型的数值计算方法,即考虑接地网导体内阻所引起的压降。该方法基于场路结合的思想形成以接地风钮体离散点上的电位为未知量的方程组,利用电路中的节点电压法和电流场导电媒质中导体间的互阻关系形成方程适用于以大地模型中接地网的计算,并适用于具有悬浮电极的接地网计算。给出了接地网等位和不等位模型计算结果的分析与比较。     

变电站接地网暂态建模方法

为提高接地网暂态模型计算效率及建模灵活性,保证其计算精度,基于场路结合思想推导了接地网暂态建模及数值计算方法。该方法有效计及了接地导体间电磁互耦作用,可准确计算接地网不同频率电流及冲击电流作用时的暂态响应。采用该方法对接地网不同频率电流作用下的接地阻抗进行了仿真计算,并对接地网雷电流作用下暂态电位分布进行了计算,绘制了三维电位分布图。经与电磁场模型计算结果及接地网现场暂态电位分布试验结果对比,验证了模型的正确性。     

基于粒子群和人工免疫融合算法的接地网优化设计

为了提高接地网的均压效果和降低接触电压与跨步电压,更好地保障人身和设备的安全,提出了基于粒子群和人工免疫融合算法的优化方法对接地网进行优化设计。在考虑接地网的自身电阻、电感和对地电容的基础上,基于场路结合法建立了接地网的不等电位分析模型,得到了接地网导体的散流分布和地面电位分布。同时,通过建立以地面电位分布最大电位差最小为目标的寻优函数,使用粒子群和人工免疫算法相结合的优化方法得到了接地网导体放置位置的最优解。计算结果表明,优化后的接地网的地面电位分布更加均匀,同时降低了接地网导体的散流密度。所提出的优化     

计及地电位升高的HVDC输电线路离子流场的计算

超高压直流(high voltage direct current,HVDC)输电线路离子流场的计算对于输电线路的设计具有重要意义。然而考虑地电位升高的地面离子流场的计算却很少,为此,在Deutsch假设的基础上,为了研究计及地电位升高时HVDC输电线路产生的离子流场,将地电位升高作为第1类边界条件,应用模拟电荷法,建立了考虑地电位升高影响的HVDC输电线路下方离子流场计算模型。计算结果表明,在不计及地电位下,与可查询的文献相比,计算结果与其基本一致。计及地电位下,地面离子流密度与电场的值分别有所增大,同时分析了不同地电位升高值、导线高度及极间距下,地电位的变化对超高压输电线路地面合成电场以及离子流场的影响。     

基于粒子群和人工免疫融合算法的接地网优化设计

为了提高接地网的均压效果和降低接触电压与跨步电压,更好地保障人身和设备的安全,提出了基于粒子群和人工免疫融合算法的优化方法对接地网进行优化设计,在考虑接地网的自身电阻,电感和对地电容的基础上,基于场路结合法建立了接地网的不等电位分析模型,得到了接地网导体的散流分布和地面电位分布.同时,通过建立以地面电位分布最大电位差最小为目标的寻优函数,使用粒子群和人工免疫算法相结合的优化方法得到了接地网导体放置位置的最优解.计算结果表明,优化后的接地网的地面电位分布更加均匀,同时降低了接地网导体的散流密度.所提出的优化方法具有较强的搜索能力,收敛速度快且不易陷入局部最优的特点,便于工程设计人员使用,提高接地系统的安全性.     

变电站接地网地面电位分布计算

介绍了一种采用格林函数计算接地网参数的方法,该方法用镜像法计算自电阻和互电阻,可对任意形状的不规则接地网在均匀土壤条件下注入恒定电流后的电位分布进行计算.用基于该方法开发的变电站接地网地面电位分布计算软件对一个10×10的均匀方格接地网进行了计算,结果表明地网电位分布大致为中间高,向四周逐渐降低,网格金属导体上的地面电位高于网格中心处地面电位.文中某变电站接地网的实际数据计算结果也验证了这一结论,并且还表明在规则网格向不规则网格过渡的边缘地区,跨步电压变化较大,若节点处存在垂直接地极则跨步电压更高.最后把该软件的应用拓展到了圆形接地网的计算,把圆形看成规则的16边形,所得结果接近圆形的接地网电位分布.     

接地网相关接地参数计算与仿真

常规的接地网参数计算方法只能得出接地参数的数值,不能直观反映跨步电压、接触电压和地面电位的分布,为此,提出了接地网参数数值计算方法。根据电流场理论,运用边界元法对接地网进行数学建模,通过Matlab软件计算了垂直二层介质下的接地电阻,同时借助其图像功能直观反映接地网的跨步电压、接触电压以及地面电位的分布。算例表明,该算法精确度高,能够适用于接地网接地参数的研究及工程应用。     

地下金属管道对变电站接地网接地电阻及其测量的影响

城市变电站附近存在大量的地下金属管道,会对变电站接地网的接地电阻及其地面电位分布、接地电阻的现场测试产生较大影响。用基于场路耦合的数值计算方法对变电站接地网和金属管道的散流分布、接地电阻和地面电位分布进行了计算,分析了不同土壤环境下和金属管道是否有防腐层对接地网的接地电阻和地面电位分布的影响,分析了地下金属管道对接地电阻现场测试的影响。结果表明,当金属管道距离接地网越近和金属管道越长时,对接地网的影响越大;金属管道的防腐层能有效降低对接地网的影响;地下金属管道对其沿线附近的地电位影响较大,在现场测试接地电阻时应给以重视。     

大型变电站接地网工频接地参数的数值计算

基于场路结合的思想，提出了一种新的大型地网接地参数计算方法。该方法考虑了接地导体的电阻、自感和导体间的互感。与国际著名的接地分析软件包CDEGS对比分析表明，该文的分析方法是正确的。采用该文的方法，对大型地网的工频接地阻抗和网内电位差进行了分析计算，计算结果与现场实测结果吻合。     

HVDC输电线路离子流场数值计算方法研究

为了解高压直流输电线路的电磁环境影响及电晕损耗,讨论了高压直流线路周围离子流场计算的数值方法。描述高压直流离子流场控制方程的三阶非线性偏微分方程分解为两个等效的泊松方程后可用有限元迭代方法求解即在每次求解后根据两场的计算结果更新空间电荷密度,反复迭代求解直至计算结果收敛。该算法舍弃了Kaptzov和Deutsch假设,并提出了一种有效的电荷密度更新公式,同时考虑两场电位差别、电场与边界条件的差别,使迭代较快收敛。通过与实验模型的测试结果对比,验证了算法的有效性。     

模拟电荷法计算特高压架空线路3维工频电场

为研究杆塔及导线弧垂对架空线路周围工频电场分布的影响,并检验2维计算模型的合理性与适用性,首先基于模拟电荷法建立考虑杆塔及导线弧垂的3维架空线路工频电场计算模型(它以线电荷单元为模拟电荷布置在各导线和杆塔铁棒轴线上,解析计算线电荷单元的电位系数,并叠加得到总体电位系数矩阵,从而可解得各节点的线电荷),然后据此计算了特高压线路相导线表面及地面上1m高平面内的3维工频电场。结果表明,地面上1m处平面内场强分布受弧垂影响很大,3维模型比2维模型更全面、准确地反映了这种不均匀分布状况;各相导线表面场强最大值在杆塔附近均有微弱变化,但并不显著;地面上1m处场强在杆塔附近增大,但在远离杆塔的区域基本不受杆塔影响。     

基于有限元法的含固定微粒的GIS静电场分析

针对GIS生产及维修过程中可能存在的固定或自由微粒会使GIS正常运行时局部场强过高而导致耐压水平降低的问题,借助高准确度的ANSYS有限元法软件分别研究了固定微粒在靠近252 KV GIS绝缘子的高压导体上和接地外壳内侧时GIS的电场分布情况,发现两种情况下的电势等值线分布情况变化不大,但电场强度分布情况明显不同,计算结果对研究GIS内部微粒污染所致击穿电压降低及局部放电有一定意义。     

直流输电线路下方建筑物附近离子流场的计算

直流输电线路下方建筑物附近电场分布复杂,基于Deutsch假设计算建筑物附近的离子流场在理论上会造成较大的误差,同时无法考虑风速的影响。基于上流有限元方法计算直流模拟试验线路下方房屋模型附近的离子流场,采用新型的迭代收敛控制技术,保证了迭代收敛过程的稳定性。计算结果与试验数据进行对比,得到了很好的验证。结果表明上流有限元方法适用于直流线路下方建筑物附近离子流场的计算。考虑风速的影响,计算建筑物附近离子流场,发现风速对建筑物附近合成场强以及离子流密度的影响很大,因此在计算直流输电线路下方建筑物附近电磁环境时,必须考虑风速对离子流场的影响。     

超/特高压交流输电线路电晕损失的数值仿真研究

电晕决定输电线路的电磁环境特性。采用模拟电荷法计算交流输电线路的电晕损失,交流导线用多根线电荷表示,导线表面场强超过起晕场强时令一定量电荷由导线表面发射到空间中。将交流周期分为若干时段,在每一时刻都考虑了导线表面电荷发射、空间电荷运动、空间电荷复合等效应,重复计算若干周期直至离子流场稳定。在已有方法的基础上改进了起晕条件和电荷发射的计算方法,考虑了导线表面电场不均匀性对电晕放电的影响,从而可以对多相多分裂导线离子流场进行仿真计算,进而计算得到线路电晕损失。对三相8分裂特高压交流线路电晕损失计算结果与试验结果有较好的一致性。     

有限元法分析特高压直流线路对人体的影响

为解决特高压直流输电线路对人体影响的问题,引入有限元的数值计算方法,计算了±800kV直流输电线路周围的合成电场和离子电流并建立了人体仿真模型以选取合适的人体介电常数。结果表明:站立时人体模型的最大电场强度为19.15kV/m,行走时的人体模型最大电场强度为18.193kV/m。最大电场强度均在头顶处,最大离子电流密度出现在脚部,下半身的离子电流密度大于上半身。综合考虑输电线路对人的影响、经济性和裕度的情况下,推荐了导线对地的平均高度,在居民区为22m,荒郊区为20m。     

悬浮导体感应电压的估算及对策

直流线路下方悬浮导体将产生一定的感应电压,人体接触时可能会受到暂态电击。为估算该电压,采用基于Deutsch假设的数值计算方法获得了直流线路下合成电场,并采用模拟电荷法获得线下标称场下悬浮细导体电位,然后从工程简化角度出发,利用标称场下的悬浮细导体电位与电位比例系数相乘,得到了估算合成场下的导体感应电位的方法。最后提出了降低悬浮导体感应电压的措施。     

Analysis of corona losses on monopolar dc transmission lines

This paper presents a charge-simulation-based method to solve the equations describing the ionized field around monopolar transmission lines. The method is applied for calculating the corona power-loss and ground-level current-density profile of the conductor bundles of two and three subconductors. Different orientations of the conductor bundle is sought to investigate how the ground-level current-density profile is influenced by the orientation of the bundle with respect to the ground plane. The change of the corona onset voltage from point-to-point on each subconductor is taken into account. The calculated corona power-loss and ground-level current-density of bundle conductors agreed fairly with those measured experimentally for a laboratory model.     

A finite-element analysis of bipolar ionized field

This paper describes a new iterative method for the analysis of the bipolar ionized field in HVDC transmission lines without resorting to Deutsch's assumption. The finite-element technique (FET) is used to solve Poisson's equation where the constancy of the conductors' surface field at the corona inception value is directly implemented in the finite-element formulation. The proposed method has been tested on laboratory and full-scale models. The calculated V-I characteristics agreed well with those calculated and measured previously. The dependence of the corona current as well as its monopolar and bipolar components on the conductor height is discussed. The simplicity in computer programming in addition to the low number of iterations required to achieve convergence characterize the proposed method of analysis     

复合绝缘子悬挂导线安装绝缘护套后的污闪特性

复合绝缘子高压端输电导线上安装绝缘护套能够改善高压端的电场强度,但对其污闪特性的影响国内外尚未有相关的研究报道。研究了复合绝缘子高压端输电导线安装绝缘护套结构在染污受潮情况下的物理模型,分析了护套参数对绝缘子污闪特性的影响,得出了安装优化参数的绝缘护套能够改善复合绝缘子污闪特性的结论。在理论研究的基础上,试验研究了复合绝缘子污闪电压与绝缘护套长度的关系,并给出了适合现场复合绝缘子的较优的绝缘护套参数以及安装该参数绝缘护套后复合绝缘子污闪电压与等值盐密的关系曲线。最后,该较优参数的绝缘护套由厂家生产并安装在现场复合绝缘子上,一年时间的运行结果证实了安装该参数绝缘护套能够改善现场复合绝缘子的外绝缘性能。