考虑变电站内开关设备影响时站内工频电场的计算方法

高压变电站内工作走廊的工频电磁场评估已经日益重要。因此,笔者基于边界元法(BEM)与模拟电荷法(CSM),研究了考虑变电站内关键设备影响时,变电站工作走廊内的工频电场计算模型与方法。针对变电站内设备的结构特性,推导了悬浮电极、介质分界面的间接边界积分方程,以及相应的代数方程与矩阵元素的计算公式,实现了在考虑站内主要设备影响的前提下,变电站内工频电场的计算方法。最后以一个500 kV变电站为例,进行了站内单个设备与单相设备的工频电场计算,并采用了IES-Coulomb软件进行了仿真,验证了计算结果的正确性。文中模型与方法可用于计算特高压变电站内的工频电场,因此在进行特高压变电站设计时,可采用该方法对变电站工频电场进行估算,改善工作走廊的工频电场分布。     

基于模拟电荷和边界元法的变电站工频电场分布仿真研究

本文提出了一种模拟电荷法和边界元法相结合的方法,将变电站内设备的影响考虑进去,可更加准确地确定变电站内工频电场分布,并且本文采用了合理简化剖分的方法,减少了冗长的叠加过程,在保证了计算精度的同时,大大缩短了计算时间,为变电站内工频电场计算提供了一种快速有效的方法。本文仿真结果与变电站实测结果基本一致,证明该方法能够用于变电站工频电场分布的预测。     

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。     

应用快速多极子曲面边界元法的换流阀塔电场计算

直流换流阀塔电场的精确快速计算对于阀塔设计具有重要指导意义,但是阀塔结构复杂,规模巨大,多种介质混合存在,数值求解存在较大困难。针对该问题,提出多介质多极子曲面边界元法。以静电场多介质边界积分方程为基础,解决多介质共存问题。提出多介质情况下多极子的展开形式,利用改进的多极子方法加速基于坐标变换的曲面边界元,提高计算精度,降低计算代价。通过带有均压环的绝缘子模型,与不同方法比较验证算法的计算准确度和效率。使用实际换流阀塔模型研究绝缘子对金具表面电场的影响以及绝缘子内部电位和电场的分布情况。最后应用该算法分析±160kV换流阀单桥臂的电场。本文方法适合于分析多介质共存的大规模电场问题,是直流换流阀塔优化设计的有效工具。     

基于3D模拟电荷法的变电站工频电场计算

高压变电站内工频电场的计算与评测日益重要。为此,采用3D模拟电荷法（charge simulation method,CSM）对某变电站户外区域离地1．5m高度处工频电场进行了计算和分析。模拟电荷采用置于导体轴线上的线电荷模拟,电荷密度在线单元上呈线性分布。采用ANSYS前、后处理模块实现实体建模和计算云图的3D渲染;通过对一条1000kV特高压输电线路走廊内工频电场的计算,验证了3DCSM方法的正确性。对一个实际的110kV变电站的工频电场进行建模仿真,电场强度的数值分布规律同理论分析基本符合;在工作走廊上计算值同实测结果变化趋势一致,在电气设备不太密集的区域,计算值与实测值之间误差〈10％。该方法可以用来求解大模型开域场问题。     

考虑接地导体时500kV开关场内的工频电场

为了深入研究变电站内工频电场在有无考虑站内电气设备接地体影响时的分布情况,推导了计算开关场内工频电场的三维模拟电荷法,以500 k V变电站为例,对变电站500 k V开关场及各类电气设备的接地体进行模型建立与工频电场分布的计算分析。首先,通过仿真结果与实测结果的对比,验证所建模型的正确性;然后分析了变电站站内有无电气设备接地体影响时的工频电场分布情况。文章方法为考虑接地体影响时站内工频电场的计算与分析提供了一种有效、快捷的途径。     

基于模拟电荷法的变电站工频电场仿真分析

随着供电需求的增大,超高压变电站越来越接近公众活动区域,变电站站内的电场分布情况也显得越来越重要。本文提出改进的模拟电荷法,推导了带电体周围的工频电场计算公式。通过对500k V变电站进行模型建立及简化,编程计算出站内离地1.5m处的工频电场强度;采用CDEGS软件对重庆某500k V变电站进行仿真计算,将仿真结果和实测值与本文算法的计算结果进行对比,验证了本文算法的正确性与有效性。最后选取该变电站内三条路径,计算分析该处工频电场强度的分布情况,为深入研究变电站的工频电场分布提供参考。     

粒子群优化模拟电荷法在HGIS工频电场计算中的应用

近年来,复合型气体绝缘组合开关设备（HGIS）以其造价适中、占地面积小、运行安全可靠等优点,在我国超高压变电站建设中得到越来越多的应用。研究分析HGIS工频电场分布规律,对智能变电站设计与建设、电磁环境评估、消除民众对输变电工程电磁辐射不必要的担忧等有着重要的指导和现实意义。鉴于传统模拟电荷法（CSM）在布点和校验上过于繁琐,难以应对复杂计算场景的问题,本文提出将粒子群优化算法（PSO）和传统模拟电荷法结合,形成优化模拟电荷法（PSO-CSM）,并将其应用到500kV HGIS配电装置区工频电场的计算与分析中,计算分析配电装置区各主要设备对工频电场的影响以及整个配电装置区工频电场分布状况,并提出了电场优化的相关建议和改进措施。     

500kV超高压变电站整体工频电场仿真计算与测量分析

首先介绍了改进的模拟电荷法,通过对重庆市陈家桥500k V变电站模型的建立,计算分析了整个变电站内离地1.5m处的工频电场,同时对站内500k V开关场区域、220k V开关场区域和其他站内重要区域的路径、设备等进行了仿真计算分析。结果表明,本文算法与变电站实际测量值吻合良好,校验了算法的正确性。变电站内绝大部分工频电场都位于工频电磁场安全防护等级Ⅰ。本文算法为快速分析超高压变电站站内工频电场分布情况提供了有效方法,同时能够预测其他变电站内的工频电场强度及避免站内职员暴露在电场强度超标区域。     

220kV变电站工频电场的仿真分析

近年来随着我国电网的飞速发展,电磁环境问题引起了社会的广泛关注,特别是变电站的工频电场问题越来越受到人们的重视。文章基于模拟电荷法提出了一种简化的算法,通过对变电站进行整体建模,仿真计算离地1.5m处的电场分布。通过与CDEGS软件仿真结果及现场实测数据的比较,验证了该算法的正确性。最后对某220k V变电站进行计算分析,讨论了设备高度、进出线相间距和相序排列对变电站工频电场分布影响,结果表明提高导线对地高度、减小相间距、合理的线路相序排列都能降低变电站内的电场强度,为变电站工频电场强度的分析与设计提供了参考。