海拔高度对直流离子流场影响的研究

本文分析了单极性高压直流输电线下地面附近离子流场的分布规律及其影响因素,并用同一单极性直流输电线路的缩尺模型分别在武汉、西宁进行测量。通过试验研究得到了不同海拔高度地区高压直流输电线路的电晕电流、地百附近的离子流密度和场强的特性规律以及海拔高度对其影响程度。     

高压直流输电线路离子流场计算方法研究进展

高压直流输电线路所伴随的电晕放电会导致地面附近的电场大幅增加,从而使线路下方电磁环境恶化,该问题被称为离子流场问题。对于离子流场的准确预测可以使高压直流输电线路既满足环保要求同时又保持良好的经济性,因此意义重大。该文详尽的回顾和评述了国内外离子流场研究的历史,且着重介绍了近年以来离子流场研究所取得的新进展。同时,该文也指出了目前离子流场研究中的不足和未来的研究方向。     

直流离子流场的有限元迭代计算

针对高压直流输电线下方地面处电场强度及离子流密度的问题,采用有限元迭代方法求解了双极离子流场控制方程。将正负极电流连续性方程合并,减少了计算的复杂度。利用圆筒电极问题,将该文计算结果与解析解进行对比,验证了算法的有效性。将方法应用于200kV直流输电线路模型的计算,并与文献测量结果进行对比,计算结果与实测结果较符合,认为误差主要与测量环境有关。利用该文方法计算了实际±500kV直流输电线路离子流场问题,并分析了导线对地高度、极间距变化时地面电场强度和离子流密度的变化情况,结果显示,随导线高度升高和极间距减小,地面处最大电场强度和离子流密度随之减小。     

直流输电线路离子流场计算方法

介绍了直流输电线路离子流场计算中主要的3种方法：半经验公式法、基于Deutsch假设的数值计算方法和二维数值计算方法。简要介绍了每种方法的原理、实现过程和优缺点，比较了3种方法在准确度、计算效率和实现难度上的差别。文章认为，为满足我国不断发展的电网建设要求，以不断进步的计算机硬件和数值计算方法作为保障．二维数值计算方法将是研究的重点。     

多回高压直流输电线路离子流场计算方法

提出不借助Deutsch假设求解直流离子流场特性的主要方程的新方法.此方法以迎风差分算法为基础,迭代计算至空间电荷密度至满足Kaptzov假设为止,并在迭代过程中考虑了分裂导线和地线的影响.文中用此方法对双回±500kV双极高压直流线路离子流场进行了仿真计算,结果表明,为降低地面合成电场和离子流密度,各回线路应当水平布置,并且取相同的极性排列方式.     

高压直流输电线路离子流场计算研究综述

高压直流输电线路离子流场的求解是其电磁环境分析和评估的基础。本文对高压直流输电线路离子流场计算研究现状进行了综述,对其中存在的困难进行了分析,并介绍了相关的研究进展。对目前高压直流输电线路离子流场的研究进行了全景式的描述,对这方面的研究工作具有一定的助推作用。     

直流输电线路下方建筑物附近离子流场的计算

直流输电线路下方建筑物附近电场分布复杂,基于Deutsch假设计算建筑物附近的离子流场在理论上会造成较大的误差,同时无法考虑风速的影响。基于上流有限元方法计算直流模拟试验线路下方房屋模型附近的离子流场,采用新型的迭代收敛控制技术,保证了迭代收敛过程的稳定性。计算结果与试验数据进行对比,得到了很好的验证。结果表明上流有限元方法适用于直流线路下方建筑物附近离子流场的计算。考虑风速的影响,计算建筑物附近离子流场,发现风速对建筑物附近合成场强以及离子流密度的影响很大,因此在计算直流输电线路下方建筑物附近电磁环境时,必须考虑风速对离子流场的影响。     

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。     

离子流场中导体充电电位的计算

随着我国高压直流输电工程的快速建设,其电磁环境问题日益受到广泛关注,线下离子流场中导体充电问题是其中一项比较重要的问题。该文对上流有限元法进行改进,使其能够计算离子流场中经电阻接地导体的充电电位,计算结果与实验结果具有较好的一致性,证明了该算法的正确性。基于所提算法,讨论接地电阻变化时充电导体电位的变化规律。当接地电阻很大时,该方法计算结果为离子流场中悬浮导体的电位值;离子流场中悬浮导体充电电位绝对值比导体不存在时相同位置的电位值高。考察离子流场中悬浮导体的电位问题,需要进行离子流场数值计算。     

并行计算高压输电线路周围电场

实际工程应用中的大规模数值模拟需要借助于并行计算。介绍了适合并行计算的非重叠区域分解法以及并行计算的实现。为了更精确地计算,建立了500kV高压输电线路及其周围房屋的三维模型,并把该模型划分为多个(2～6)分区通过机群来分别实行并行求解。各分区内形成的线性方程组通过Krylov迭代求解器求解。结果表明通过并行计算能够精确地计算线路附近的房屋周围各点电场强度,高压输电线路周围的房屋对外界电场有一定的屏蔽作用。     

提高特高压直流输电系统可靠性的措施

随着我国经济的持续、高速发展,电力需求越来越大,长距离大容量直流输电项目越来越多,超高压、特高压直流输电系统的可靠性问题愈显重要。本文分析总结了已建±500kV换流站运行情况,分析各种典型故障原因及改善薄弱环节的措施。在对特高压直流输电工程特点和可靠性系统分析的基础上,提出了提高特高压直流输电系统可靠性的系列手段和方法,从而为新建特高压直流输电系统设计、运行和管理提供借鉴。     

基于上流有限元法对高压直流输电线路下合成电场的研究

高压直流输电线路产生的地面合成电场和离子流密度是设计和建设输电线路时应考虑的2个主要电磁环境指标。为预测高压直流输电线路的电磁环境问题,基于上流有限元法开发了相应的分析预测软件。同轴圆柱结构的解析解和实验线路的测量数据验证了该方法的有效性。最后,分析了双极线路情况下线路高度、极间距和表面状况以及单极情况下风速对地面合成场强和离子流密度的影响,这些结果对设计高压直流输电线路具有一定的指导意义。     

高压直流输电线路故障测距研究综述

高压直流输电线路的距离长、跨越的地区地形地貌和环境气候差别很大,故障概率高。对故障测距的准确度要求也高。因此,提出了描述分布参数线路电气特征的波动方程作为故障测距原理的基础,针对时间、频率和空间三个角度,分别对提出的行波法、固有频率法和故障分析法进行了技术梳理与总结,明确了以行波法为主、固有频率法和故障分析法协助提高测距可靠性的整体技术方案,并就高阻接地弱故障启动、波头振荡、反射系数频变等行波测距法现存的问题给出了后续的改进思路和方案。     

有限元法分析高压架空线路附近电场分布

为准确得到实际建筑物及其周围场强分布,应用三维有限元法分析高压架空线路附近建筑物及其邻近区域中的电场分布。采用的模型考虑了高压架空线和实际建筑物(即建筑物墙壁、楼层间钢筋等)结构,并用六面体单元剖分整体模型以减少三维模型单元数量和提高计算精度。再应用子模型法校核计算结果的准确性,然后分别计算空间中有建筑物时房屋顶部和内部和无建筑物时同样位置的电场分布。最后讨论建筑物对其外部电场的畸变作用及对其内部电场的屏蔽作用。结果表明:架空线路附近的建筑物会改变空间电场分布,且建筑物附近电场强度的最大值出现在建筑物外廓尖角处。     

有限元法在高压输电线路线夹能量损耗计算中的应用

提高电能输送效率、减小线路损耗是节约能源的重大举措,也是高压输电线路的线路金具需要解决的重要课题。为对线夹的能量损耗进行量化分析,同时考虑到解析法求解复杂模型涡流损耗的局限性,采用有限元法对铸铁线夹进行建模并分析其涡流损耗,计算结果与试验所得数据相吻合,验证了该方法的有效性。使用此方法对预绞式悬垂线夹和铸铁线夹的涡流损耗分别进行计算,计算结果表明:预绞式悬垂线夹的涡流损耗较铸铁线夹大为降低,使用预绞式悬垂线夹更加节能,投资回收期较短。     

高压直流电场对豆腐干燥的实验研究及机理分析

为了探索高压电场干燥机理,优化干燥工艺,提高干燥效率,通过采用针电极、线电极和板电极在不同的电压下对豆腐进行了干燥速度对比实验,同时进行了针电极下豆腐加玻璃罩与不加罩的干燥速度对比实验和线电极下电极间距、线间距对干燥速度的影响实验及豆腐的高压电场预处理实验。实验结果表明:采用板电极干燥效果不明显,而采用线电极和针电极能获得较大的干燥速度,加玻璃罩后豆腐的干燥速度远低于未加罩豆腐,上下电极间距和线间距也都对干燥速度有一定影响,高压电场预处理并不能提高豆腐的干燥速度,最后分析了高压电场干燥机理,认为离子风对被干燥物料的冲击作用是导致其干燥速度增加的主要原因。