基于虚拟介电常数法的特高压GIS中隔离开关电场参数计算

提出了用虚拟介电常数法和耦合电压自由度法相结合的方法处理1 100kV GIS隔离开关中的悬浮导体问题.利用有限元软件对隔离开关气室进行三维电场分析计算,获得其内部电场强度分布.通过电场强度结果分析,得出隔离开关气室内电场强度较大的位置及电场强度值.利用APDL对电容参数进行计算,通过与测试结果进行比较,验证了用虚拟介电常数法和耦合电压自由度法相结合处理隔离开关中的悬浮导体问题具有较强的可行性.从而为特高压GIS中VFTO的计算提供较为可靠的分布电容参数.     

GIS隔离开关气室电场模拟与绝缘故障分析

隔离开关广泛应用于气体绝缘开关设备(GIS)中,文中采用三维有限元电场分析软件,建立了GIS隔离开关气室的三维电场仿真模型,计算了GIS隔离开关气室内各部件的电场分布,研究了金属异物对隔离开关气室内部SF6间隙电场分布的影响规律,发现金属异物的存在引起隔离开关动触头屏蔽罩附近场强发生明显畸变,可能会导致GIS隔离开关气室绝缘故障。文中研究通过电场模拟手段,分析了金属异物对GIS隔离开关气室内部电场分布的影响,为今后GIS类似故障的处理分析提供借鉴与参考。     

1100 kV GIS隔离开关的电场数值计算与分析

为了解特高压GIS隔离开关气室内部的电场强度分布情况,建立了两种典型结构的1100kV GIS隔离开关气室三维静电场数学模型。基于电场数值分析理论,采用有限元分析方法实现了大型实际工程电磁场问题的三维电场精确计算。对隔离开关的气室进行详细电场计算的结果表明,接地开关触头间隙是场强集中的区域,盆式绝缘子的结构尺寸的合理设计可以有效改善电极屏蔽罩区域的电场分布。对比两种隔离开关的电场强度分布结果可知,2种不同结构的对应区域场强最大值以及电场分布稍有差异,但都具有一定的绝缘裕度。电场分析所得的结果,为特高压隔离开关气室的整体和内部结构的进一步优化设计提供了理论依据。     

GIS中VFTO对隔离开关气室中盆式绝缘子的影响研究

结合GIS隔离开关气室的实际结构,给出隔离开关燃弧状态的等效电路模型和参数,利用电场能量法计算了气室两端盆式绝缘子的对地等效电容值.在此基础上,对气室两端盆式绝缘子处的VFTO进行了数值仿真,提取频率和对应的电压信息,分析了在VFTO作用下盆式绝缘子的暂态电场分布,并且对盆式绝缘子发生热击穿的情况进行了研究.     

瓷柱式SF_6断路器灭弧室的电场计算

应用有限元法对OFPI—220型瓷柱式SF_6断路器灭弧室内开域场中的电场分布进行了计算,分析计算了断路器在分闸位置的静态电场,找出了瓷套内表面、触头等关键部位的最大电场强度;对瓷套作了探讨,使用本文中的瓷套,可以提高沿面放电电压。     

GIS设备元件参数的有限元计算

为了准确计算气体绝缘变电站内部由于开关操作而产生的特快速暂态过电压,需要对GIS设备元件进行参数计算。通过对GIS一次系统元件的模型进行总结,根据GIS部件装配图及内部结构尺寸,利用有限元软件ANSYS建立了弯管、盆式绝缘子、电压互感器本体结构的实物模型并分析了其电场分布。采用电场能量法,利用软件仿真求出电场能量,通过电容的能量公式求出参数值。与现有资料比较,验证了计算方法的正确性,为分析计算GIS电站的内部过电压与电磁兼容问题提供了较好的支持。     

大气电场仪场地因子修订及EMD分解分析

由于地面电场仪安装的位置周围或多或少存在一定的建筑物,而建筑物会对大气电场形成一定的畸变效应,从而造成了电场仪测量值不准确。本文利用深圳地区坪地基地大气电场仪实测电场强度资料,采用了有限差分、经验模态分解(EMD)等方法,对深圳地区地面大气电场仪安装位置环境了场地修订,以及研究了深圳地区大气电场变化特征。研究表明,在远离建筑的位置大气电场电势为水平的等势线分布,而在靠近建筑物的位置处,对大气电场形成了一定的畸变,因此坪地基地大地电场仪测量值是不准确的,计算出的大气电场仪顶端的大气电场畸变系数为0.364 1;采用经验模态分解(EMD)方法,对大气电场强度日变化信号进行分解得出, 大气电场强度能够分解成9个IMF分量和1个趋势项,表明了深圳地区地面大气电场强度具有多个时间尺度的振荡周期变化。根据趋势项分量可以看出,一天内电场强度幅度整体呈现出逐渐增强的变化趋势。     

35kV触头盒电场计算及优化设计

为解决35 kV开关柜触头盒存在局部电场过高、电场分布不均匀的问题,利用Ansoft软件包建立有限元模型,对触头盒的电场分布进行仿真计算,得到了电场分布图、场中的电场强度的最大值、典型位置的电场分布曲线;讨论了电场分布的一些特征,为触头盒结构优化设计的改进提供参考;通过比较其最大场强值,优化出最佳方案。根据仿真结果,采用在触头与内腔连接处涂刷半导体漆改进触头盒结构,从而使电场局部集中问题得到改善,使电场分布更加均匀。     

考虑时变间隙电容的隔离开关VFTO过程仿真

在气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)隔离开关动作时,隔离开关触头间隙电容量会随着触头移动而发生很大变化。利用Ansys Maxwell计算了1100 k V隔离开关间隙电容,动触头对地电容以及静触头对地电容。基于Bergeron法,推导了时变电容的迭代公式,利用ATP-EMTP中TACS/MODEL,在ATP-EMTP中实现了时变间隙电容C(t)。通过两个例子,验证了时变电容模型的正确性。利用时变电容模型,研究了时变间隙电容模型下VFTO全过程特性。仿真结果表明:相较于电阻电感模型和定值间隙电容模型,考虑时变间隙电容的模型对VFTO的幅值以及击穿时刻均会有较大影响。由于时变间隙电容C(t)考虑了全过程下间隙电容实际变化,其结果更加可靠,在一定程度上提升了VFTO仿真精度。     

110 kV GIS同频同相交流耐压试验中三工位隔离开关内部电场分布特性

同频同相交流耐压试验技术因无须GIS母线全停,可以显著地提高供电可靠性,近年来在GIS改扩建工程中得到了广泛应用。目前110 kV GIS普遍采用三相共筒式结构,同频试验过程中三工位隔离开关断口或相间可能会存在击穿的风险,需要对三工位内部电场分布进行分析。采用有限元法对同频同相试验技术在110 kV三相共筒式GIS耐压试验中三工位隔离开关内部电场进行了分析,仿真中结合实际试验过程中的加压要求和加压过程所对应的边界条件,获得了试验中三工位隔离开关内部不同位置的电场分布特性,得到了不同加压方式电场较大的位置,在此基础上,对内部结构参数对电场的影响规律进行了分析,研究结果可以为同频同相试验技术在110 kV GIS耐压实验中的应用提供了理论和数据支撑。     

并联电容器组对高压SF6断路器内部电场分布的影响

采用模拟电荷法对高压ＳＦ６断路器断口附近复杂三维场域进行了电场计算,得到了不同截面等电位线的分布情况及电场分布图。计算结果表明,在整个场域中,屏蔽罩和并联电容器组起到了很好的均匀电场的作用;场强较大值出现在静触头小罩形体顶角处。     

35kV线路带电作业电场仿真分析与防护

35 kV线路的杆塔结构和电压等级处于配电和输电线路之间,使得带电作业人员难以选择合适的电场防护措施,为确保35 kV线路带电作业的安全开展,采用有限元法仿真计算了35 kV单、双回线路杆塔、导线表面及地电位、等电位人员体表的电场分布情况,依据人体体表电场特性和允许暴露电场的限值,提出了相应的人员防护要求.计算结果表明...     

基于表面电荷法的输电线路表面电场强度计算

三相输电线路导线表面电荷的分布是不均匀的,各点电场强度的大小也不同.文中采用表面电荷法计算导线表面的电荷密度,然后求出导线表面各点的最大电场强度值.计算方法能够反映出电荷密度及电场强度沿导线圆周分布的情况,根据计算结果优化高压输电线路的布置.     

110kV三相共箱式GIS内隔离开关部位电场及击穿特性的分析与研究

应用模拟电荷法对三相共箱式１１０ ｋ Ｖ 的 Ｇ Ｉ Ｓ内直角型隔离开关断口附近的三维电场进行了计算,绘出了各电极表面三维电场场强分布图,同时对结构的绝缘耐受强度进行了估算,对结构进行了绝缘校核及必要的优化计算,为工程实际提供了优化设计尺寸。     

动车组车顶高压电器箱的电场计算及优化设计

集成化的动车组车顶高压电器箱,其箱内电气设备布局非常紧凑,可能造成某些设备的金具表面电场集中,导致电晕放电。建立动车组高压电器箱的三维有限元计算模型:在正常工况(额定工作电压)下,基于静电场分析箱内整体电场的分布规律;在异常工况(标准雷电冲击电压)下,基于瞬态电场分析箱内整体电场分布及其随时间的变化规律。针对高压电器箱内表面场强较集中的金属部件,分别进行电场调整:采用改变电极形状的方法,调整高压隔离开关的表面电场;采用包裹绝缘护套的方法,调整电压互感器汇流排的表面电场;采用增设开口均压环的方法,优化真空断路器上/下刀片的表面电场,并借助正交化实验设计方法,确定开口均压环的最佳设计参数。最后,通过悬浮金属的电位测量试验,验证有限元计算的正确性。文中的分析计算和结构优化方法可为高压电器箱的工程设计提供参考。     

超高压电力变压器绝缘计算

本文对SFP400000/500超高压电力变压器的绝缘进行了仿真计算.对主绝缘电场的计算应用有限元法,计算时将主绝缘电场场域划分为三个子区域,得出了各区域中的电位分布和电场强度分布,并计算了相关的绝缘裕度,找出了绝缘的薄弱环节.对纵绝缘电场,建立了绕组在雷电过电压下的电路模型,分别计算了高、低压绕组在全波和截波作用下的电位分布和梯度分布,确定了梯度最大的油道,并计算了相应油道在的全波和截波下的绝缘裕度,为变压器绝缘设计和改进提供了理论上的参考依据.     

支柱绝缘子表面电场分布特性研究

为研究支柱绝缘子表面电场分布特性,经理论分析建立其有限元计算模型,获得了工程设计中所关心部位的电场强度分布。计算了3种典型支柱绝缘子理想情况下表面电场强度分布,并与增爬裙计算结果进行比较分析,结果表明,绝缘子两端电场强度较大,中间部位较低;增爬裙对其电场强度分布的改善没有明显的作用,电力线走向发生一定改变。