分裂导线表面场强的一种较准确计算方法

对于特高压输电线路的设计而言,分裂导线表面电场强度的计算是一个主要问题。基于模拟电荷法,提出了一种计算分裂导线表面电场强度的较准确方法。它采用自适应方法确定模拟电荷的位置,并给出了求取各相导线最大场强的计算公式,可直接计算任意导线表面和空间任意点的最大场强。该方法所用的模拟电荷数较少,计算简单,计算准确度较高。实例计算结果验证了该方法的正确性和准确性。     

±800 kV直流输电线路分裂导线表面电场强度计算

比较了马克特一门格尔法、模拟电荷法和逐步镜像法等3种计算导线表面场强方法的计算误差,应用模拟电荷法计算了±800kV直流输电线路分裂导线表面电场强度。结果显示,特高压直流输电线路分裂导线表面电场强度受分裂数、导线截面、分裂间距、极间距的影响较明显,受导线高度的影响较小。     

±1100 kV特高压直流导线表面标称电场及其影响因素研究

我国±1100 kV特高压直流(UHVDC)输电工程已经进入设计和建设阶段.近年来,特高压输电导线表面的电晕放电所引起的电磁环境现象逐渐受到学者的重视.当高压导线表面场强超过临界值时,导线周围的空气分子将被电离,发生电晕放电,形成正负离子或空间电荷.由于导线表面电场强度与诸如无线电干扰(RI)、可听噪声(AN)、地面处的合成电场和离子流密度等电磁环境参数密切相关,因而有必要计算并控制特高压输电导线的表面电场强度.使用模拟电荷法(CSM)计算了±1100 kV特高压直流输电子导线表面的标称电场分布,将高压导线表面的面电荷等效为成对的线电荷,子导线表面的电场强度可以使用线电荷获得.此外,还研究了导线高度、极间距、分裂间距和子导线半径等因素对子导线表面标称电场强度的影响.计算结果表明,与导线高度、极间距、分裂间距相比,子导线直径是影响子导线表面场强最显著的几何参数.当其他因素不变时,子导线表面场强的变化与子导线直径的变化在同一数量级;子导线表面场强的变化比导线高度、极间距、分裂间距的变化小一个数量级.最后还对线路无线电干扰和可听噪声进行了计算.     

基于有限元方法500kV交流输电线路表面电场强度的研究

本文基于有限元方法详细讨论了500 kV交流输电线路导线表面电场的分布规律,并定量分析了线路参数及导线表面特性对导线表面最大电场强度的影响.结果表明,线路采用多分裂、大截面、倒三角布置方式,可以降低导线表面电场强度;不光滑导线将导致导线表面电场增大.     

特高压交流输电线路分裂导线表面电场计算分析

为研究特高压交流输电线路分裂导线表面电场强度,笔者基于偶极子法,计算了4种典型塔型特高压交流输电线路分裂导线表面电场强度,进而分析讨论了导线对地平均高度、导线布置方式、分裂间距、相间距、分裂数、子导线截面、相序、架设屏蔽线等因素对分裂导线表面电场强度影响的规律和特点。结果表明:分裂导线各子导线由于空间位置不同使得其表面最大电场也不同;分裂导线分裂数、截面对导线表面最大电场的影响最大,导线对地平均高度、分裂间距、相间距离及布置方式对其表面最大电场强度的影响相对较小;双回线路相序排列方式对上、下相分裂导线表面电场强度影响较大,对中相导线表面电场影响相对较小;架设屏蔽线会增大分裂导线表面电场强度。     

架空输电导线表面电场的计算方法和分布规律

研究特高压直流输电线路采用型线时导线表面电场的计算方法和分布规律,有助于提高该种线路经济效益并改善其电磁环境。根据型线的圆弧形表面特征,提出了一种计算其表面电场的方法,对该方法的有效性进行了验证。计算结果表明:型线的最大表面电场强度位于其外层铝线表面大圆弧和小圆弧的相交点附近且稍微偏向小圆弧一侧;型线的最大表面电场强度约为同外径圆绞线的0.88倍、光滑导线的1.23倍,且这2个数值基本不受导线半径、外层铝线数和导线分裂数的影响。根据计算和分析结果可认为:相对于圆绞线,同等条件下的型线最大表面电场强度较小,表面相对光滑,采用型线时特高压直流输电线路的电磁环境水平较优。     

特高压输电线分裂导线表面电场及起晕分析

输电导线起晕的重要判别条件是导线表面电场强度是否达到临界值。为研究分裂导线表面电晕分布情况,根据单相八分裂导线起晕电压试验值,先运用模拟电荷法计算了1 000 kV特高压八分裂子导线表面每个匹配点的电场强度值,然后与用经验公式计算出的临界场强对比,找出子导线表面的电晕分布区域,并计算出了该域内的起晕点个数、起晕角度、占导线表面比等数据以及子导线半径、导线高度对起晕分布的影响。分析计算表明:每根子导线在表面有限范围内起晕,且占整个导线表面积的30%～40%;对地高度越高子导线表面起晕范围越大,子导线半径对起晕范围也有一定影响。通过研究工作,期望对分析导线的电晕损耗等问题提供有力的帮助。     

UHVAC同塔双回输电线路表面场强分析

为了研究特高压同塔双回输电线路分裂导线表面电场分布,本文基于改进的模拟电荷法,通过多步寻优找到模拟电荷在对应子导线内的最佳位置并建模,然后编程计算出分裂导线表面场强。利用该方法计算了浙江-上海段特高压交流输电线路分裂导线的表面场强,并研究了分裂数、子导线半径等对其影响。计算结果表明,本文方法与传统模拟电荷法相比更为准确,可将电位误差控制在0.05%以内;计算得该线路表面最大场强为1 783.5 kV/m,小于晴天和云雾条件下的起晕场强,但大于雨天条件下的起晕场强;适当增加导线分裂数或增加分裂导线的子导线半径,可明显降低导线表面最大场强。     

超特高压同塔4回输电线路工频电场强度的计算

通过对输电线路适当等效建模,应用模拟电荷法在输电线内部设置模拟线电荷,计算了超特高压同塔4回线路的导线表面电场强度和距地面1.5m处的工频电场强度,并与目前的特高压双回鼓型塔、单回猫头塔、单回酒杯塔和单回紧凑塔进行比较。结果表明,同塔4回线路的导线表面电场强度不高于其他塔型,同时地面工频电场强度要明显小于其他塔型。其理论依据为同塔的500kV导线屏蔽了1 000kV导线在地面方向的大部分电场。     

基于有限元法的±800kV特高压直流输电线路离子流场计算

提出一种基于有限元法分析特高压直流输电线路双极分裂导线周围空间离子流场的方法。在计及分裂导线中各子导线相互影响的基础上,将每根子导线单独考虑,详细说明了子导线表面电荷密度初值的估计方法。在验证所提方法的有效性之后,将其应用于±800kV HVDC输电线路的离子流场分析。计算了起晕导线周围空间的离子流,导线下方地面离子流密度以及地面电场强度。分析了分裂导线的分裂数、分裂半径以及空间电场单极部分对离子流的影响。研究表明,随着导线分裂数的增加,离子流减小;分裂半径越小,离子流越小。如果不考虑导线周围电场的单极分量,计算所得的离子流将偏高。分析表明,线路的地面离子流密度和场强都满足我国特高压直流输电线路的电磁环境限值要求。     

Corona power loss determination on multi-phase power transmission lines

This paper presents a method to calculate the corona power loss and the ground-level electric field values for three- and six-phase power transmission lines. The charge simulation technique is applied in which the surface charge on the stressed conductors as well as the space charge around each conductor are represented by two discrete sets of unknown infinite line charges. Satisfying properly chosen boundary conditions at the transmission-line conductor surfaces results in a system of linear algebraic equations whose solution evaluates the unknown line charges. The emission of ions from a conductor surface is assumed to take place when the magnitude of the charge simulating its surface charge exceeds an onset value based on a pre-defined corona onset field value for both positive and negative half cycles. The simulation space line charges are displaced back and forth to the conductor by the action of the electric field whose magnitude and direction depend on the simulation charges in the conductor and in the surrounding space. Recombination process takes place whenever charges of opposite polarities meet together. The calculated corona power loss for three-phase power transmission lines agreed satisfactorily with those reported earlier, and for the first time, the six-phase corona power loss will be presented.     

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。     

优化模拟电荷法计算特高压直流导线表面电场(英文)

The choice of the UHV lines depends on surface electric field of the bundle conductors.Based on existing calculation methods,the optimized charge simulation method is used to calculate the conductors’ surface electrical field of±800 kV UHVDC transmission lines in this paper.During calculation,the offset distance is set as the variance of the objective function,the position and the quantity of the simulation charges are optimized with the gold section method,and the surface electrical field is calculated when the charge is in the optimal position.The result shows that the distribution of the surface electrical field and its maximal value can be calculated accurately with this method,although less number of simulation charges is used in this proposed method and the calculation is simple.     

绞线花纹导线表面电场强度计算与分析

为了准确计算输电绞线花纹多股绞线表面电场强度的大小,建立了二维电场模型,采用有限元法与镜像法相结合的方法计算带有花纹的输电线表面场强,并与光滑导线模型的场强进行比较,还分析了绞线花纹对导线表面最大场强的影响。考虑输电线表面花纹后计算出的表面最大场强与将导线视为光滑圆柱体的计算结果相差>20%。在导线选型时,应充分考虑绞线花纹对导线表面最大场强的影响。     

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。     

特高压六相输电线路工频电场强度计算

为研究特高压六相输电线路表面电场和空间电场的特性,参考特高压同塔双回输电线路杆塔结构,计算设计特高压六相输电系统杆塔典型尺寸并选取分裂导线型号。在此基础上,考虑分裂导线中各子导线间的相互影响,计算特高压六相输电导线表面最大场强和线路下距地面1 m处的空间电场分布,并将计算值与相应电压等级的同塔双回线路进行比较,结果表明特高压六相输电导线表面场强和线路下距地面1 m处的空间电场均优于同塔双回线路。故特高压六相输电线路具有更好的环保性能。     

直流电压下盆式绝缘子表面电荷积聚效应的仿真

为了研究直流电压下盆式绝缘子表面电荷的积聚效应,建立了GIL线路中所应用的盆式绝缘子的仿真模型,采用有限元分析法,应用Maxwell 2D软件进行仿真分析:分析了处于直流高压作用下的盆式绝缘子在表面不同位置产生不同性质、不同量的电荷时电场发生的改变。从仿真结果可知,盆式绝缘子内表面不同位置积聚电荷时,对原电场的影响不同;积聚电荷的极性不同时,对原电场的影响也不同,且电荷积聚到一定程度时,可能导致绝缘性能的下降。通过在仿真中逐渐减小所加电荷量的方法,可以找到不影响原电场分布的电荷极限值。     

建筑物对同塔双回路工频电场分布的影响

同塔双回输电线路占地走廊少,节省土地资源,且随着城市发展,电力需求增大,输电线路电磁环境问题越来越受到关注。为此采用模拟电荷法研究了同塔交流输电线路的工频电场强度分布及衰减规律。研究表明对工频场强,导线半径的影响较少且仅在中心线5m以内;相间距的影响稍大些,但也在5m内;导线高度的影响最大。比较理论计算和实测的工频电场强度证明了建筑物对工频电场的屏蔽效应。