特高压氧化锌避雷器电场分布计算

特高压氧化锌避雷器是绝缘配合的基础,避雷器性能的好坏直接影响整个变电站运行的安全稳定。以1 000 kV变电站用氧化锌避雷器为例,采用Ansoft Maxwell有限元软件仿真计算其周围电场分布情况,尤其是距离地面2 m高度处,避雷器一侧水平方向上沿线场强大小;并分析避雷器发生损坏时,电场强度变化情况,以及考虑有无高压线、高压引线的长度、求解域大小及底座的高度对电场分布的影响。结果表明:各避雷器损坏情况下,最大场强均有所减小;去除高压线和缩小求解域避雷器周围最大场强增大;缩短高压引线的长度,距地面2 m高度处沿线场强有所增大;提高底座高度,沿线场强减小。研究结果为避雷器电场分析提供了一定的依据。     

特高压工频无局放试验变压器外电场模拟计算分析及试验布置优化

多级串级式无局放工频试验变压器是特高压设备研制和试验必不可少的试验设备。为此,对典型的串级工频无局放试验变压器成套设备的外电场分布开展了研究,进行了有限元法数值计算。分别讨论了变压器布置于理想户外、室内距墙10m和距墙7m这3种工况下场强分布特点以及最大场强随净距增加的变化规律,分析了工频无局放成套设备自身结构对最大场强的影响。在特有的计算条件下,比较分析3种不同分压器屏蔽顶罩型式下的场强分布。在顶罩圆环半径和球半径相近时,双环屏蔽优于孤立球屏蔽,且屏蔽圆环截面半径越大,最大电场强度越小。通过分析空间电场分布的特点,得出其它试验辅助设备和空间杂散物项发生悬浮放电的规律。当接地杆与该变压器相对距离>10m时,一般不会发生空间悬浮电位放电;在计算模型中,灯具尺寸越小,对空间电场的影响越小,当灯罩半径>10cm时会发生局部起晕。最后对试验空间的优化布置给出合理化建议,其可作为试验大厅设计和试验设备布置的参考依据。     

特高压变电站人体工频电场暴露水平评估

人体在特高压变电站内的工频电场暴露水平一直受到研究人员的关注,但相关研究却并不多见.以特高压长治站为研究对象,采用ANSYS谐响应分析方法,通过子模型技术实现了特高压变电站内含人体空间域的工频电场分布计算.研究了人体的电位、电场强度和电流密度分布及鞋子的影响;对比了站内不同路径上电场分布的数值计算结果与实地测量结果以及人体内部电流的数值计算结果与理论公式计算结果;验证了所用计算方法的正确性与所得计算结果的准确性.研究结果表明:人体内部以传导电流为主,最大感应电流密度为9.15 mA/m2,满足职业标准.该研究成果可以判定特高压变电站内工频电场对人体是否安全并为后续工程提供参考.     

特高压交流变电站设备附近工频电场计算

为了系统研究特高压交流变电站电磁环境建模方法和预测计算,针对特高压交流变电站设备附近电场的复杂性,提出了基于边界元原理的线模型和面模型相结合的3维工频电场计算方法,建立了基于边界元法的导线仿真模型,并推导了线模型的计算公式。将线模型引入边界元法与面模型结合共同模拟结构复杂的电气设备,通过计算设备的表面电荷和导线的等效电荷得出设备周围的空间电场分布;分析计算了国内晋东南1000 kV特高压交流变电站高压并联电抗器附近离地1.5 m平面上的工频电场分布。计算结果表明,线模型大大提高了计算的效率。通过与现场测量数据的比较,证实了该算法的有效性。     

特高压交流变电站用磁控式动态无功补偿技术方案

1 000 kV交流特高压变电站110 kV侧并联无功补偿电容器组具有电压等级高、容量大等特点。通过对1 000 kV晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程110 kV无功补偿装置的电容器和电抗器投切控制进行仿真分析,特高压输电系统因无功补偿装置频繁投切时产生的合闸涌流和系统电压波动不容忽视。讨论了110 kV磁控式动态补偿的设计方案,通过对设计方案进行仿真分析,结果表明采用磁控式动态无功补偿技术可以避免并联电容器组频繁投切,有效地稳定系统的电压波动。     

特高压输电线路交叉跨越区域工频电场分布计算

由于公众对电磁环境问题的关注已成为电网发展的主要制约因素之一。因此本文重点对存在交叉跨越的特高压输电线路下方工频电场的影响因素进行分析研究。随着特高压输电工程的建设,交流超特高压输电线路不可避免地出现交叉跨越,交叉跨越区域内工频电场用二维的方法已无法满足计算要求。本文提出了采用ansoft有限元软件的三维电场模块来计算交叉跨越区域的工频电场,并分析其影响因素。计算结果表明,不同相位差对交叉跨越区域工频电场会造成一定的影响,而不同相序、对地高度则会产生明显的影响。在不增加建设成本的前提下,采取逆序排列能够明显地降低线下电场大小。     

特高压输电线路的工频过电压研究

特高压输电线路中的过电压水平直接影响着设备的安全运行,本文以特高压试验工程为背景,结合国内外对特高压工频过电压的研究,利用电磁暂态计算程序ATP．EMTP分别仿真计算了特高压空载线路电容效应引起的工频过电压、单相接地故障过电压。分析了高压并联电抗器装设不同位置时对工频过电压的影响以及在高压并联电抗器补偿的基础上线路两端...     

220kV户内变电站工频电场计算及分析

研究城市户内气体绝缘变电站（GIS）的工频电磁场分布,对电磁环境评估、防止对设备的电磁干扰有重要的意义。模拟电荷法以其方法简单、实用性强的优点,在输变电系统的工频电场计算中得到广泛的应用。变电站内电力设备分布集中、形状复杂,导致变电站中的工频电场计算变得复杂。其中变压器对变电站的工频电场整体分布影响较大。计算结果表明整个变压器室在距离地面1.5 m高的平面上工频电场分布在1.2～12.5 V/m之间,限流电抗器室的1.5 m高的电场整体分布在4.86～651.88 V/m之间,变电站整个户外环境的工频电场分布在0.9～20.8 V/m之间,计算结果可为在设计阶段优化变电站工频电场分布提供参考。     

特高压变电站高压电抗器地屏铜条断裂原因分析

某特高压变电站1台高压电抗器地屏中的铜条异常断裂,导致设备停运。运用SEM和EDS等技术对铜条断裂原因进行了分析。结果表明:铜条断口表面不存在撕裂棱、韧窝等塑性断裂的典型特征;断口附近组织的平均晶粒尺寸明显大于远离断口的区域;粘附在铜条表面的黑色固态粘性物质为绝缘纸的高温碳化物。基于上述3点,可以判定铜条并非是机械振动拉断,而是由于局部过热熔断的。     

特高压GIS变电站母线不装避雷器可行性研究

随着特高压输电技术的广泛应用,如何降低特高压工程的建设投资成本以提高特高压工程的经济性,已成为特高压技术发展面临的重要问题之一。通过对"皖电东送"同塔多回特高压工程4个变电站的雷电侵入波过电压进行计算和分析,对母线是否可以不装避雷器(MOA)的问题进行了研究。计算仿真结果表明,如果母线不安装避雷器,变电站在正常运行方式下,站内设备上最大雷电侵入波幅值为1 995kV,过电压值均在允许值范围之内;而在特殊运行方式下,站内设备上最大雷电侵入波幅值为2 480kV,超过了绝缘裕度允许的范围。然而,特殊的运行方式可以通过预先确立调度规程予以规避,因此可认为,"皖电东送"工程沿线的4个特高压气体绝缘变电站(GIS)母线可以不装避雷器。此措施可以使4个变电站站节省约1.2亿元(约1 500万元每组)的建设投资,具有明显的经济效益。     

特高压紧凑型输电线路工频电场强度计算

为研究特高压交流输电线路的工频电场强度,通过建立二维静电场有限元模型,计算了LGJ-400/65、LGJ-500/45、LGJ-630/45 3种型号导线,子导线根数分别为6、8、10、12的导线表面场强、相导线平均场强最大值、线路下方距地面1 m处最大场强和线路走廊宽度,分析了导线截面、子导线根数、线路最低对地高度和走廊宽度的选取。结果表明特高压交流线路选取大截面导线、紧凑型倒三角布置方式在导线表面场强、杆塔高度和线路走廊方面可满足要求。     

基于线-面模型的边界元法计算特高压交流变电站设备附近工频电场

针对特高压变电站设备附近工频电场的复杂性,提出了模拟导线、均压环等线状结构的计算模型,推导了形成系数矩阵时线单元奇异积分公式.将线计算模型引入边界元法,与传统的面模型相结合共同模拟变电站各种复杂设备,并采用线、面单元对模型进行剖分,提高了计算效率.计算了荆门1000kV特高压变电站高压并联电抗器附近的工频电场分布,通过...     

特高压大跨越架空线路三维工频电场计算

1000kV特高压输电线路跨越江河时,线路的档距和弧垂均较大,为了解线路周围的电场确定线路最小对地高度,引入线性单元模拟电荷法,同时考虑铁塔的影响,根据悬链线方程建立了特高压大跨越线路的模型,采用三维电场的计算方法计算了线路周围的工频电场分布。三维电场方法与二维电场方法的计算和对比分析结果表明:对于特高压普通架空线路,采用二维电场方法与采用三维电场方法所得的计算结果基本相等,均可满足工程要求;对于特高压大跨越线路,采用三维电场方法计算可以更准确地反映大跨越线路的电场分布,提高工程的设计精度。     

特高压架空输电线子导线不同排列下场强仿真研究

降低分裂导线表面和周围场强,可以减小特高输电线下方电场对生态环境的危害。首先选取有限元法建立模型,计算架空输电线表面和周围场强;其次通过有限元法,计算子导线异型排列下的最大相导线表面平均场强、线下距地1 m处的最大场强和走廊宽度;最后对比分析数据,得出子导线椭圆长轴水平排列优于子导线圆形排列的结论。此仿真结果表明：倒三角架空线路八分裂子导线按水平椭圆排列可降低最大相导线表面平均场强、线下距地1 m处的最大场强和走廊宽度。研究结果若应用于架空输电线路中,可减小电晕损耗、无线电干扰水平和可听噪声,同时杆塔高度也可适当降低。     

特高压输电线路工频电场的数值仿真研究

1 000 kV特高压交流输电是中国目前电压等级最高的交流输电方式,其周围的电磁环境及其对人体的影响也成为人们日益关注的对象。笔者基于模拟电荷法,并考虑高等级电压会产生电晕放电这一情况,建立计算模型。仿真结果表明,电晕放电现象对地面工频电场有一定加强作用。结合实地测量,验证了该算法的正确性和有效性。最后仿真计算了特高压单回、双回输电线路的地面工频电场分布,研究了子导线半径、分裂间距、相间距、线路高度、输电线相序等参数改变时,地面电场强度的变化情况,提出了几种降低工频电场的方法。     

特高压双极直流电压发生器的电场分布计算与优化

国家电网公司特高压直流试验基地的重任之一是开展特高压直流输电的电磁环境研究,为我国特高压直流示范工程的建设和运行提供技术支撑。为保障试验线段上开展的电磁环境研究不受影响,作为试验线段主电源的1200kV特高压双极直流发生器本身的电晕控制十分重要。笔者结合该发生器的设计,采用有限元法建立其表面电场计算模型,分析其电场分布特征、规律和影响因素,并提出优化电场分布措施,为该发生器的设计和建设提供了依据。     

基于IES电磁仿真软件的1000kV特高压变压器出线电场计算研究

应用先进的IES电磁仿真软件,对特高压变电站变压器出线附近的空间电场以及管状导线、分裂导线、屏蔽环和均压环的表面电场进行设计与分析,从而验证了设计方案的可行性.