基于VC++调用APDL的GIS断路器电场计算

介绍了一种基于VC调用APDL进行GIS高压绝缘断路器内部电场计算的方法及其工作过程。通过调用APDL语言编写的建立模型分析程序,实现了对电场计算一体化运行;通过分析六氟化硫高压断路器内部的电场强度和电势分布云图,研究了高压断路器绝缘气体耐压问题。结果表明,该方法在很大程度上降低了ANSYS的使用难度并提高了对断路器进行优化设计分析的效率,对提高断路器产品的质量和安全性有重要意义。     

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。     

高压SF6断路器灭弧室电场优化与分析

采用有限元软件ANSYS对SF6断路器灭弧室内触头形状进行了优化,进而得到最优的电场分布。主要分为两部分,第一部分得到了有限元法计算电势的弱解方程,并利用有限元软件ANSYS精确建立了断路器灭弧室的CAD模型,具体介绍了断路器灭弧室电场优化的方法;第二部分根据计算结果分析了断路器灭弧室内的电场分布,并详细分析了触头形状的改变对灭弧室内电场的影响。得到的电场优化计算结果为高压断路器灭弧室的优化设计提供了参考数据。     

GIS设备元件参数的有限元计算

为了准确计算气体绝缘变电站内部由于开关操作而产生的特快速暂态过电压,需要对GIS设备元件进行参数计算。通过对GIS一次系统元件的模型进行总结,根据GIS部件装配图及内部结构尺寸,利用有限元软件ANSYS建立了弯管、盆式绝缘子、电压互感器本体结构的实物模型并分析了其电场分布。采用电场能量法,利用软件仿真求出电场能量,通过电容的能量公式求出参数值。与现有资料比较,验证了计算方法的正确性,为分析计算GIS电站的内部过电压与电磁兼容问题提供了较好的支持。     

MPCG算法在GIS三相共罐式SF6高压断路器电场计算中的应用

针对实际的GIS三相共罐式SF6高压断路器模型结构复杂的特点，分析了适用于计算多节点、多单元的大型稀疏正定实对称矩阵求解的修正预优共轭梯度算法MPCG，给出MPCG算法的迭代流程。根据系数矩阵稀疏、对称的特点，对系数矩阵的寻址方法进行了研究，引入了新的数据结构，该方法可以快速、有效地解决系数矩阵的寻址问题，占用内存少，寻址速度快。建立计算三维电场有限元模型及数理方程，根据该模型方程对高压断路器在工频测试电压下的电位和电场进行了计算，采用MPCG算法来求解所得到的大型有限元方程组。根据计算的电位和电场分布剖面图以及俯视图，可以为GIS断路器内部各部件的优化配置提供很好的参考。     

基于APDL的高压SF_6断路器运动过程电场有限元分析方法

介绍了一种基于APDL进行高压SF6断路器运动过程电场计算的方法及其工作过程。通过APDL分析程序,实现了对电场计算的一体化运行,大大减少了电场计算建模次数。通过分析运动过程中电场强度变化曲线,研究了高压断路器分闸过程的绝缘性能问题。该方法在很大程度上提高了对断路器进行优化设计分析的效率,对缩短产品研发周期和提高产品可靠性具有重要意义。     

高压绝缘套管电场分析及结构优化

高压绝缘套管是气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)高电压与地电位绝缘的重要元件,其均匀的电场分布与合理的结构是GIS安全运行的保证。笔者针对252 k V GIS高压绝缘套管结构设计与电场分布问题,以电磁场理论为基础,通过建立高压绝缘套管电场分布计算的数学模型和基于ANSYS软件的套管电场分布的仿真分析,对套管接地内屏蔽附近电场分布对套管外表面局部区域电场强度的影响进行研究,并据此对套管内屏蔽进行结构设计。套管内屏蔽结构参数的优化结果表明,套管外表面的最大切向场强降低了约29%,使其绝缘性能有了明显的提高。     

基于虚拟介电常数法的特高压GIS中隔离开关电场参数计算

提出了用虚拟介电常数法和耦合电压自由度法相结合的方法处理1 100kV GIS隔离开关中的悬浮导体问题.利用有限元软件对隔离开关气室进行三维电场分析计算,获得其内部电场强度分布.通过电场强度结果分析,得出隔离开关气室内电场强度较大的位置及电场强度值.利用APDL对电容参数进行计算,通过与测试结果进行比较,验证了用虚拟介电常数法和耦合电压自由度法相结合处理隔离开关中的悬浮导体问题具有较强的可行性.从而为特高压GIS中VFTO的计算提供较为可靠的分布电容参数.     

特高压GIS中隔离开关的电场及参数计算

为获得1100kV气体绝缘变电站(GIS)中隔离开关的电场分布规律及相关参数,利用有限元软件对其气室进行了三维电场分析计算,得到了其内部电场强度分布和不同电极表面电场强度分布曲线。分析电场强度结果得出了隔离开关气室内电场强度较大的位置及电场强度值;分析接地开关静触头直径与边倒角尺寸对触头表面附近的电场分布影响从而降低了触头表面场强以提高耐压能力。利用参数化设计语言(APDL)和电场能量法计算电容参数得出的气室内不同位置电容与测试结果比较,两者相对误差<4%,证明利用电场能量法可以获得较为准确的分布电容值,进而为特高压GIS中快速暂态过电压(VFTO)的计算提供了比较准确的分布电容参数。     

模块化多断口真空断路器电位和电场分布研究

为分析基于光控模块的三断口真空断路器的静态电位分布和真窄灭弧室的电场分布,建立了模块化真空断路器的三维有限元分析模型.计算了竖直型和U型布置时的三断口真空断路器电位分布,采用子模型法分析了真空灭弧室内部的电场分布,同时进行了三断口真空断路器工频分压特性试验.计算与试验结果对比表明:两种布置方式下,高压端断口的试验与计算...     

基于ANSYS的OCT固定法兰绝缘电场分析及结构优化

采用ANSYS软件对某变电站的110 kV三相共箱式GIS设备上安装的光学电流互感器固定法兰通过母线部位电场进行仿真计算,得到了该部位电场和电位分布图,指出了其最大电场强度值及其所在位置。通过改变固定法兰圆角的曲率半径和接缝处的间隙,减小了金属法兰表面的最大场强值,以优化电场分布并确定该部位的结构尺寸,为固定法兰的设计和改进提供了参考依据。     

1000kV交流复合绝缘子串电场分布计算及均压环设计

1 000kV复合绝缘子的结构特点导致了其电位分布很不均匀,高压端金具附近的强场区会使绝缘介质和金具表面发生电晕放电,如何设计均压环使绝缘子沿面电场分布得到改善,对输电线路的安全运行具有重要的意义。本文基于ANSYS有限元软件建立1 000kV复合绝缘子的三维模型,计算无均压环时和有均压环时的复合绝缘子沿面电场强度分布和电压分布,具体分析了大小均压环的位置、环径、管径对复合绝缘子沿面电场强度的影响,并确定均压环的最佳位置和结构参数。计算结果表明,有均压环时均压环表面,高压端金具表面及绝缘护套表面的最大场强均可达到要求。     

应用伽辽金边界元法的直流换流站屏蔽罩表面场强计算

直流换流站阀塔的三维电场计算对阀塔屏蔽罩设计与表面场强控制具有重要的指导作用;但由于阀塔屏蔽罩体积庞大、结构复杂,其几何建模与数值仿真都存在相当的难度。为节省计算资源,首先应用ANSYS参数化设计语言(APDL)建立阀塔的整体剖分模型,然后采用伽辽金曲面间接边界元法对屏蔽罩表面场强进行分析,计算阀塔屏蔽罩表面的三维电场分布。计算结果表明:在当前设计方案下,屏蔽罩表面最大场强为20.2 kV/cm,以30 kV/cm作为起晕场强判据,屏蔽罩无起晕现象。该数据为换流站阀塔屏蔽罩的设计规划提供了参考依据。     

1100kV直流电阻标准分压器电场仿真分析和方案设计

目前,我国直流电压比例标准的最高电压等级为800 kV,若直接套用该标准进行1100 kV直流电压互感器现场校准实验,其周围电场的分布仍不均匀,将导致准确度降低,故文中针对这些问题研究设计了1100 kV直流电阻标准分压器。本文基于Ansys仿真软件搭建了1100 kV直流电阻标准分压器的有限元模型,计算并分析了分压器周围和沿测量电阻层方向上的电场分布,得出了均压环的尺寸和位置对分压器周围最大场强的影响特性,通过合理设置均压环的圆心到地面的距离、内环半径、圆心到对称轴的距离,可大幅改善分压器周围最大场强。本算例中,分压器周围最大场强的大小从6869.37 V/mm降低到1566 V/mm,提高了绝缘水平;施加屏蔽电阻层后,沿测量电阻层上的电场强度减小到142.17 V/mm,且分布均匀,提高了测量准确度。本设计对分压器设计、制造、运行等部门有较好的借鉴作用。     

基于ANSYS二次开发的开关磁阻电机电磁场分析软件

针对开关磁阻电机的设计对ANSYS进行了二次开发,利用ANSYS提供的APDL语言和UIDL语言,形成能对ANSYS建模分析过程进行控制的开关磁阻电机电磁场分析专用软件包;软件从输入电机参数到输出分析结果都具有良好的中文界面,对ANSYS不熟悉的用户也能方便地进行操作.同时由于该软件可进行重复建模分析,因而提高了效率.     

棒形悬式复合绝缘子电场计算和优化

使用ANSYS有限元分析软件对330kV棒形悬式复合绝缘子进行三维计算分析,讨论了导线、铁塔和均压环对绝缘子(I型)沿面场强分布的影响。运用随机搜索法的优化技术对均压环的环径、管径和环的抬高距进行了优化计算。得出高压导线的存在使棒形悬式绝缘子电场均匀化,铁塔对侧相的绝缘子电位分布影响最小,选择合适的均压环尺寸(抬高距、管径和环径)可以有效地降低棒形悬式绝缘子端部芯棒和护套所承受的场强的结论。