气动力和电磁力耦合作用下的双分裂导线粘连振荡特性分析

为分析粘连导线的振荡特性,本文提出气动力和电磁力耦合作用下的粘连导线振荡体系.首先,利用COMSOL软件模拟了随分裂间距变化的电磁力;然后,基于Runge-Kutta数值计算法,针对振荡体系求出粘连导线在不同风速、档距、初始间距下的位移时程曲线和振幅值;最后,基于方差分析法和响应面分析法,针对不同组合工况下的粘连导线振幅进行数值分析.分析结果表明,初始间距和风速的交互作用对粘连振荡的影响非常显著,气动力和电磁力的耦合作用是引起粘连导线振荡的主要原因;气动力和电磁力越大时,振荡体系获得的初始能量越大,粘连导线振幅越大.     

特高压直流输电线路短路工况下间隔棒向心力动态仿真研究

该文以某±800 kV输电线路为例,考虑子导线间距变化对电磁力的影响及碰撞过程,建立了6分裂导线间隔棒向心力动态有限元计算模型,并提出了4阶Runge-Kutta算法对模型进行求解,分析了短路工况下子导线各节点位移及间隔棒向心力变化情况。依据不同短路工况下的计算结果,分析了短路电流大小对子导线运动过程及间隔棒向心力动态变化的影响,并将计算结果与传统马努佐公式计算结果进行了对比。     

220kV欧-铝线分裂导线粘连问题研究

分析输电线路导线分裂子导线粘连机理,研究线路档距、导线电流、子导线分裂间距等因素对导线粘连的影响规律,提出解决子导线粘连的具体方案.基于子导线受力模型和导线悬链线状态方程,采用数值仿真的手段精确描述子导线的动态运动轨迹,并根据2根子导线的最终平衡状态来判断是否发生粘连.研究发现,在档距和分裂间距已定时,导线电流不能超过...     

垂直排列双分裂导线粘连特性仿真分析

为分析引起导线粘连的因素及各种粘连因素的交互作用对导线粘连产生的影响,提出了基于响应面法的导线粘连因素交互作用分析.首先提出覆冰厚度、风速、档距、初始间距4种粘连因素并建立导线粘连数学模型;然后基于MATLAB迭代法,解出各因素在不同组合工况下对应的临界粘连电流值,最后基于方差分析法和响应面分析法,针对不同组合工况下的临界粘连电流值进行数值分析.分析结果表明,初始间距过小、档距过大是引起分裂导线发生粘连的最主要因素;初始间距越小、档距越大,导线越易发生粘连;两者的交互作用对导线粘连的影响极显著.     

220kV双分裂导线粘连影响及检测分析

针对一起220 kV斜排列双分裂导线在运行中出现的导线粘连现象,为评估导线粘连后对周围环境的影响,研究导线粘连的反事故技术措施,提出一种检测方法,分别从电磁场强度、导线温度、噪声分贝值等方面进行了实地测量与分析。通过介绍导线粘连的危害和影响,结合理论计算分析双分裂导线粘连的原因,并通过MATLAB仿真计算,验证负荷电流骤增是导线粘连的主因;结合线路电流幅值日曲线对所测数据进行分析,提出加装间隔棒、降低电流负荷、增大导线间距等防治措施。     

220 kV垂直排列双分裂导线粘连现象分析

为研究近年来广东省无间隔棒220kV垂直排列双分裂线路导线在负荷电流足够大时发生粘连的现象,对导线建立了精确的悬链线数学模型,比较了有限元法和解析法的优劣后用解析法在MATLAB环境下编制程序算出不同参数时子导线因电磁引力作用而粘连的临界电流值,得出了子导线粘连的临界电流随分裂间距、环境温度的增大而增大,随档距、风速的增大而减小的规律,并提出了通过控制分裂间距,档距改变临界电流大小的方法。     

电流丝法在电磁成形线圈电流和工件电磁力计算中的应用

电磁成形系统中线圈放电电流和工件电磁力的精确求解对于探究工件的动态变形行为及优化电磁参数至关重要。目前有限元法被广泛用于计算上述两个参数,但在电磁场-结构场耦合计算的过程中,当工件存在大/复杂变形时易引起空气网格畸变,进而导致电磁计算精度低、收敛性差及计算耗时长等问题。为此,基于电流丝法研究电磁成形线圈电流和工件电磁力的求解方法,并以COMSOL有限元数值分析结果为基准对比分析传统型和改进型电流丝法的求解性能。研究表明,所提出的改进型电流丝法因对线圈各匝导线进行了细分而显著提升了等效电路模型中丝单元互感及互感梯度的计算精度,进而能更准确地反映趋肤效应下的线圈电流和工件电磁力分布特征。在此基础上,探究改进型电流丝法在不同放电频率、导线尺寸及工件形状等条件下的参数求解性能,进一步验证了所提方法在电磁成形系统中的有效性和适用性。     

直流融冰试验中四分裂导线收缩现象有限元分析

为预防导线粘连带来的危害,研究典型500 kV输电线路四分裂导线在直流融冰试验时的子导线收缩现象,根据3维有限元法对分裂导线LGJ-4×400/35与450 mm×450 mm方型阻尼间隔棒进行实形建模。在温度为-5℃、风速为5 m/s、覆冰厚度为10 mm的环境气候下,直流融冰电流分别为1 000、2 000、3 000、4 000 A的条件下,研究分裂导线和间隔棒的磁场分布,计算单位长度输电导线的电磁力;利用找形分析法建立悬链线模型,在500 m档距内,计算分析了输电导线在覆冰作用下的垂直位移,张力;在60 m最大次档距下,计算分析了覆冰和电磁力共同作用下分裂导线收缩位移;仿真证明了融冰电流在3 000～4 000 A范围内,500kV输电线路四分裂导线出现明显收缩现象。     

特高压线路短路故障时对平行油气管道的电磁影响

电力线路发生短路故障时会对邻近的油气管道产生感性耦合和阻性耦合影响。基于实际的特高压交流输电线路工程参数,建立了特高压线路在单相短路接地的情况下,对平行地下油气管道电磁影响的模型,利用CDEGS软件进行仿真计算,得到了线路故障时相邻长距离油气管道的耦合电压、入地电流和纵向电流沿线分布规律。研究了管道与线路平行距离、平行间距、土壤电阻率、管道防腐层电阻率、埋深、导线高度等因素对耦合电压的影响,比较分析了影响的程度与产生原因,并给出了典型特高压线路与管道最小间距推荐值。     

电励磁爪极发电机气隙磁场与径向电磁力的解析计算模型

爪极发电机因其特殊的转子结构导致磁场空间分布复杂,通常需要建立三维有限元模型对其进行计算分析。而三维有限元方法计算费时,且不便于分析发电机结构及电磁参数对磁场和电磁力的影响,因此提出一种气隙磁场与电磁力的解析计算模型。首先,考虑定子相电流谐波对气隙磁动势的影响及爪极倒角和定子开槽对气隙磁导的影响,建立气隙磁场的解析模型;在此基础之上,利用麦克斯韦应力张量法建立径向电磁力的解析模型,并依据解析模型对爪极发电机电磁噪声影响最大的36阶电磁力来源进行分析。所建解析模型的计算结果与有限元计算结果吻合,有限元结果得到了样机试验验证,从而说明了解析模型的准确性。     

回路间距对电力电缆短路电动力的影响分析

为有效降低短路电动力对电缆和金具的损害，科学合理地确定电缆的回路间距，本文采用电磁耦合有限元法对高压大截面电缆短路电动力进行了数值计算和分析。建立了单、双回路下水平敷设和品型敷设的电缆三相短路电磁耦合有限元模型，计算并分析了短路电动力在时间和空间上的变化；分析得到了双回路水平和品型敷设下三相短路电动力最大值随回路间距变化的方程。结果表明，双回路短路电动力与回路间距满足特定函数关系，且存在一个电动力变化斜率的拐点，可根据该拐点确定回路间距。本文研究可为电缆短路电动力理论研究和工程设计施工提供理论和技术支撑。     

永磁同步推进电机电磁振动分析

依据Maxwell应力方程推导了永磁同步电机径向电磁力的解析表达式,分析归纳了电机内各阶次、各频率径向电磁力的来源。以一台45槽10极永磁同步推进电机为例,分别建立了电机电磁有限元模型和结构有限元模型,并进行了模态分析;将电磁有限元模型中得到的径向电磁力耦合到结构有限元模型中,对电机进行了电磁振动谐响应分析;最后将样机实测加速度频谱与有限元仿真结果进行对比,验证了径向电磁力解析式及电磁振动有限元仿真结果的正确性。     

基于最大信息系数的同塔双回输电线路感应电影响因素敏感性分析

目前,同塔多回和高载流导线技术被广泛用来提升线路传输容量,而其感应电水平是检修作业人员防护和设备选型的重要依据.文中针对某大容量、远距离的500 kV同塔双回输电线路建立线路仿真模型,研究了同塔双回线路共塔长度、避雷线保护角、线路潮流、回路间导线水平间距和土壤电阻率等五个因素对感应电的影响,并基于最大信息系数(MIC)对各因素的敏感性进行了定量分析.结果表明:静电感应电压主要受导线间距(MIC =0.735)和避雷线保护角(MIC =0.69)影响;电磁感应电压与双回线路共塔长度、潮流及导线间距有高度相关性;共塔长度(MIC =0.82)和导线间距(MIC =0.70)明显影响静电感应电流的大小;电磁感应电流与线路潮流、导线间距均达到高度相关;而土壤电阻率的影响忽略不计.研究结果为超高压输电线路的检修和作业人员安全防护措施的制定提供了技术参考.     

笼型异步电动机径向电磁力波的有限元计算

建立笼型异步电动机的场路耦合时步有限元模型,通过定子相电流仿真波形和实测波形的谐波比较验证有效性。基于该模型计算气隙磁通密度,进而利用经典的Maxwell应力张量法计算径向电磁力。气隙磁通密度和径向电磁力均随空间和时间变化,利用二维傅里叶分析分别求解它们的谐波;并探讨齿槽和转差率对磁通密度和径向电磁力的影响,以及磁通密度波和径向电磁力波之间的关系。将径向电磁力波和实测电磁噪声频谱进行了分析和对比,结果表明径向电磁力波的计算是合理有效的。利用本文方法计算的径向电磁力及其谐波可应用于在设计阶段对电磁噪声的分析。     

经复合树脂浸渍的超导磁体应力应变分析

采用复合树脂浸渍是提高超导储能磁体机械稳定性的有效手段之一,但是固化工艺条件会产生机械热应力,经复合树脂浸渍的超导磁体在预冷过程和通电运行过程中也会产生机械热应力或电磁力。为了分析储能磁体受力情况,本文通过COMSOL有限元软件建立储能磁体模型,研究磁体绕制过程中热应力和运行过程中电磁力对磁体结构应力应变的影响。结果表明,浸渍固化工艺过程中超导带材最大形变为0.23%,热应力没有对超导带材造成不可承受的损伤;在低温预冷过程中复合树脂最大形变2%,可为超导线圈提供一定预应力;在电磁力与热应力耦合作用过程中,超导带材最大形变0.017%,超导磁体的力学稳定性没有被破坏。     

基于RFID和ZigBee的接地线在线监测系统设计

针对现有接地线缺乏自动化管理的现状,设计了一种基于RFID和ZigBee技术的临时接地线在线监测系统。系统中采用基于ISO14443A标准的RC522读卡芯片实现接地线状态信息的可靠采集,通过基于IEEE802.15.4标准的CC2530芯片实现信息的准确传输。文章实现了系统硬件电路和软件架构设计,并进行了全面测试,针对变电站环境中的电磁干扰、障碍遮挡和网络拥塞等问题,提出了增加路由节点、调整发信间隔等通信可靠性改进方案。该系统可以实现对变电站作业现场临时接地线挂接状态的在线实时监测,可靠性高,效果良好,有较高的推广价值。     

聚磁型无源转子横向磁通永磁电机电磁力及转子机械强度的分析

以两相聚磁型无源转子横向磁通永磁电机为研究对象,分析了电机的结构特点与运行原理,并给出了主要尺寸参数。建立了3D仿真模型,在不同负载条件下对电机的转子铁心进行了电磁力分析计算。将仿真得到的电磁力作为载荷施加于转子铁心上,借助应力场研究分析了转子铁心的应力分布规律及形变量大小,计算结果表明该电机转子的机械强度和结构刚度是满足要求的。     

无轴承开关磁阻电机麦克斯韦应力法数学模型

针对已有基于虚位移法的无轴承开关磁阻电机数学模型推导复杂的缺限,从麦克斯韦应力法角度出发,建立了考虑电机磁饱和特性的数学模型。在大电流饱和状态下,该模型有效地描述了电机产生的径向悬浮力和电磁转矩。利用有限元分析的方法验证了该模型的优良特性。试验结果显示利用该模型能够很好地实现电机稳定悬浮,表明采用麦克斯韦应力法建模的正确性和可行性。该方法的应用为研究无轴承开关磁阻电机电磁力分布提供了新的思路。     

限流式断路器触头的电动斥力分析

基于触头系统的电动斥力对限流式断路器的分断具有重要影响,利用三维有限元软件ANSYS分析限流式断路器触头部分磁场的分布,并统一计算触头系统的Holm力和Lorentz力,分析影响Lorentz力的因素.结果表明,导体截面及间距等参数对Lorentz力影响较大.