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。     

500kV超高压输电线下山坡周围工频电场分析

在输电线下电场的计算中,普遍将输电线下地面视为平地,而忽略了不规则地面对输电线下电场计算的影响。为此建立了山坡周围工频电场的计算模型,基于模拟电荷法分析了平地及山坡表面的电场分布,并分析了影响山坡周围电场分布的因素。研究表明,山坡对输电线下电场分布有明显影响,电场在靠近山坡坡脚处逐渐减小,在随着山坡高度的增加而逐渐上升,在坡顶处电场发生畸变。山坡的角度、高度、输电线与山坡的相对位置及输电线的剖分密度对其周围电场计算都会产生影响,角度越大,高度越高,在山坡顶部电场的畸变越明显。输电线与山坡之间的夹角越大,在坡脚处电场减弱的趋势越明显。     

变电站噪声预测和仿真分析

随着社会的发展,变电站噪声越来越受到人们的关注,因此有必要对变电站噪声进行研究。首先利用声级计对重庆和尚山110kV变电站的噪声进行测量,并利用灰色GM(1,1)方法对变电站噪声进行预测,可以得到每月噪声的变化情况;然后利用径向基函数(radical basis function,RBF)神经网络对不同温度、距离的噪声进行预测。最后利用RBF神经网络对不同温度和变压器运行负荷时的噪声进行计算,为新建变电站的设计提供参考。     

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。     

移动通信高频电磁波对人体的作用

移动通信的便利,大大提高了人们的生活品质,但随之伴生的电磁环境改变对生态特别是人类的影响便受到极大关注。为了解移动通信高频电磁波对人体的作用效果,就有必要定量计算在一定强度和频率下电磁场在人体内的分布和吸收情况。本文建立了一种较为接近实际的人体内分布电磁场仿真计算模型,在此基础上,借助于时域有限差分法,对不同频率下的移动通信电磁波照射人体后的比吸收率进行了计算和分析。结果表明,不同的组织器官由于其电磁参数不同而对电磁波有不同的吸收。本文的工作可为有效研究高频电磁波对人体的影响提供依据。     

35kV干式空心电抗器下工频磁场抑制

针对35kV干式空心电抗器下磁场较强,对周围电磁环境的影响较为突出的问题,采取了一种施加高电导率屏蔽防护体的方法来有效地减小其周围工频磁场的大小。在建立的分析模型基础上,利用混合有限元的方法,计算和分析了干式空心电抗器在采取屏蔽防护体措施后不同情形下的工频磁场分布情况,并分析了施加某屏蔽体后对电抗器电抗参数和能量损耗的影响。结果表明,所采取的屏蔽防护方法能显著地降低干式空心电抗器下方区域的工频磁场强度,且对电抗参数的影响和屏蔽体的能量损耗都在容许及可接受的范围。     

超高压输电线下复杂场景的工频电场分析

为更准确地研究超高压输电线路下方存在复杂场景时的工频电场分布,该文采用模拟电荷法作为输电线下工频电场强度计算的主要计算方法。通过将模拟点电荷与线电荷结合,推导出适用于输电线下不同场景工频电场强度计算的公式。当输电线下存在建筑物、树木时,建立相应的简化模型。对离地1.5 m和建筑物顶部的平面内的电场强度进行仿真,发现建筑物墙体对其内部的工频电场起到屏蔽作用,在建筑物顶部电场强度会产生较大的畸变;输电线下存在树木时,树木会对工频电场起一定的屏蔽作用,树冠的大小会影响树木的屏蔽效果;在建筑物周围布置树木,发现树木对建筑物周围的畸变电场有明显削弱作用。计算结果可为输电线下方存在建筑物和树木时的工频电场强度分析提供依据。     

表面电荷法在复杂地势下超高压输电线路的工频电场计算

为了更准确地研究超高压输电线路穿越较复杂地区时的工频电场,利用表面电荷法的思想,给出了该方法的实施步骤并进行了验证。综合考虑了输电线路的弧垂,建立了复杂地势三角坡和凸面的三维模型,并仿真分析了其周围工频电场的分布。研究结果表明:1三角坡和凸面对输电线路下的工频电场影响较明显;2随着三角坡坡角的增大场强值畸变越大,且使临近三角坡坡脚处场强值减少越大;3不同的输电线排列方式下,复杂地势周围的工频电场畸变不同,倒三角排列下其值畸变大于其他排列。该仿真结果可为复杂地势下输电线路的架设提供参考依据。     

计及地电位升高的HVDC输电线路离子流场的计算

超高压直流(high voltage direct current,HVDC)输电线路离子流场的计算对于输电线路的设计具有重要意义。然而考虑地电位升高的地面离子流场的计算却很少,为此,在Deutsch假设的基础上,为了研究计及地电位升高时HVDC输电线路产生的离子流场,将地电位升高作为第1类边界条件,应用模拟电荷法,建立了考虑地电位升高影响的HVDC输电线路下方离子流场计算模型。计算结果表明,在不计及地电位下,与可查询的文献相比,计算结果与其基本一致。计及地电位下,地面离子流密度与电场的值分别有所增大,同时分析了不同地电位升高值、导线高度及极间距下,地电位的变化对超高压输电线路地面合成电场以及离子流场的影响。     

特高压直流输电线路离子流场的有限元-积分法计算

针对特高压直流输电线的地面电场和离子流密度的计算问题,采用有限元-积分方法,对双极离子流场的控制方程进行求解,同时还对空间电荷密度初值进行了改进。通过计算,发现该方法能较快地获得稳定的数值解。通过采用该方法对±400kV的直流线路进行了比对计算,验证了该算法的有效性。将该方法应用于实际的±800kV直流输电线路,对地面合成电场和离子流密度进行了计算,分析了导线对地高度、极间距、正负极起晕情况不同以及避雷线对地面合成电场和离子流密度的影响。结果显示随导线高度升高和极间距减小,地面的最大电场强度和离子流密度随之减小。在正、负极起晕不同时,负极导线下面的合成电场和离子流密度的最大值比正极大。计算中,考虑避雷线会增大地面的合成场强和离子流密度,但是不明显。