高电压直流复合绝缘子表面电荷积聚的有限元数值模拟及影响分析

空间直流电场和伞裙表面电荷静电将造成高电压直流工程用复合绝缘子伞裙表面快速并大量积聚电荷,引起绝缘子沿面电场畸变且闪络电压降低,从而导致高电压直流工程用复合绝缘子的绝缘性能和耐老化性能下降。以FXBW6-10/70型号的高电压直流输电线路用复合绝缘子为例,建立复合绝缘子二维仿真模型,采用有限元法对表面存在有电荷的高电压直流复合绝缘子进行电气特性分析,研究表面积聚电荷的正、负极性以及电荷积聚量对伞裙轴向和径向电场分布的影响规律,采用改进的电容探头测量伞裙表面积聚电荷随时间的动态变化过程,验证有限元仿真的有效性。结果表明：导线侧三交汇点处场强最大值与伞裙表面积聚的负极性电荷量呈负相关,与伞裙表面积聚的正极性电荷量呈正相关;伞裙表面积聚电荷存在由伞裙内侧逐步向伞裙边沿扩散的动态特性。     

多回超/特高压交流输电线路平行架设及交叉跨越情况下的工频电场特性研究

为研究特高压输电线路与超高压输电线路平行架设及交叉跨越情况下的工频电场特性,基于有限元法,建立了超、特高压交流输电线路平行架设及交叉跨越时的数值仿真模型,分析了平行架设时输电线路的间距、对地高度以及相序对工频电场分布特性的影响;交叉跨越时输电线路的交叉角度、对地高度以及相序对于工频电场分布特性的影响,并以实例验证了模型的合理性。结果表明,导线对地高度对工频电场影响较大,随着交叉角度及线路间距的增大,两种架设情况下导线下方工频电场幅值逐渐减小,错序排列时线路下方高场强区域较少。     

考虑接地导体时500kV开关场内的工频电场(英文)

为了深入研究变电站内工频电场在有无考虑站内电气设备接地体影响时的分布情况,本文推导了计算开关场内工频电场的三维模拟电荷法,以500k V变电站为例,对变电站500k V开关场及各类电气设备的接地体进行建模,并进行工频电场分布的计算分析。首先,通过仿真结果与实测结果的对比,验证所建模型的正确性;然后分析了变电站站内有无电气设备接地体影响时的工频电场分布情况。本文所提方法为考虑接地体影响时站内工频电场的计算与分析提供了一种有效、快捷的途径。     

500kV并行线路工频电场测量及影响因素分析

为了使人们了解并行超高压线路工频电场的分布特性,积极配合大电网建设,采用EFA-300电磁分析仪对并行500kV线路某段工频电场进行了实地测量,证实并行线路下方工频电场值满足国标要求,利用逐次镜像法建立了高压架空输电线路的工频电场仿真模型,通过与实测值对比,分析验证了该模型的准确性,进而基于此模型分析了不同相序、对地高度、接近距离、相间距离和初相位差对并行输电线路地面上方1.5m处电场分布的影响。结果表明,合适的相序、初相位差和抬升杆塔高度可以减小线路下方的工频电场;减小两回路中心接近距离,可明显节省输电走廊。     

输变电工程工频电场实时智能监测系统设计

针对目前输变电工程工频电场监测工作的实际需求,提出了一种输变电工程工频电场智能实时监测系统,从工频电场参数、信号处理电路、非磁性支架三方面进行设计,采用拉格朗日插值法对传感器进行线性度校正,设计的工频电场传感器的灵敏度和线性度均能满足工频电场的测量要求,并通过现场数据与工频电场限值运行对照。结果表明,该监测系统能够实现无气象条件制约的工频电场实时监测,且数据远低于限制值,为输变电工程环评、竣工验收等提供有力的数据支撑。     

220kV同塔四回线路电磁环境研究

采用同塔多回架空线路方式是解决输电走廊紧张矛盾的根本措施之一.针对220 kV同塔四回线路的电磁环境问题,采用CDEGS软件包进行了仿真研究,计算了输电线路在不同导线排列方式下地面上方1.5 m处的工频电场、工频磁场、无线电干扰、可听噪声值,并根据工频电场的限值划定了线路走廊的宽度;通过对计算结果的比较分析得出了导线的最优排列方式,并提出了减小线路周围工频电场的措施;仿真结果表明,影响220 kV同塔线路电磁环境的主要因素是工频电场.     

平行极板式空间电场校准装置电场均匀域的计算分析

为了实现对直流输电线路下方空间电场的精确测量,采用有限元方法分析了平行极板的直径和间隙距离对空间电场校准装置中电场均匀域的影响,仿真得到了不同极板间隙和极板直径下的均匀域的变化情况,提出了最佳校准位置随极板直径和间隙的计算公式,同时计算分析了探头引入均匀域内后的探头周围的电场畸变情况.结果 表明,均匀域随间隙距离d与高...     

背靠背换流站周边电磁场分布特征研究

基于4个背靠背换流站周边公众曝露区域工频电场、工频磁场、合成电场的现场实测数据,从达标情况、数值区间分布、高强度值位置分布、衰减规律等方面进行对比和分析,总结得出背靠背换流站周边电磁场数值能够满足国家标准、水平整体较低、强度受交流进出线影响较大,并随着与围墙距离增加而逐渐衰减等特征。     

基于Fluent软件的束腰型生物质粉燃烧机温度场、污染物排放模拟研究

文章针对一种额定喂料量为150 kg/h的束腰型生物质粉燃烧机,通过建立其数学模型,基于Fluent软件研究不同束腰型结构倾角、束腰口间距和过量空气系数等参数对束腰型生物质粉燃烧机燃烧性能的影响。研究结果表明:束腰型生物质粉燃烧机出火口的物质的平均质量浓度和CO浓度均比直筒型生物质粉燃烧机低,当束腰型结构倾角分别为15,30,45,60°时,CO浓度仅为直筒型生物质粉燃烧机的5%,2.6%,2.8%和1.6%;当束腰口间距分别为0.4,0.5,0.6,0.7 m时,束腰型生物质粉燃烧机出火口的物质的平均质量浓度以及CO_2和O_2浓度相差不大,但是,随着束腰口间距的增大,平均温度呈现出先升高后降低的变化趋势;随着过量空气系数的增大,出火口的平均温度以及CO,CO_2和NO浓度显著减小,物质的平均质量浓度和O_2浓度有所增大;当束腰型结构倾角为30°,束腰口间距为0.5 m,过量空气系数为1.2时,束腰型生物质粉燃烧机的燃烧效果较好。     

翼型涡流发生器对析晶污垢抑制特性的模拟研究

为研究翼型涡流发生器的结构对析晶污垢沉积的影响,利用数值模拟的方法研究在改变其间距、攻角和翼型的情况下,污垢沉积的变化情况。通过引入抑垢率的计算,来表征涡流发生器的抑垢特性。根据实验得出的光片单位面积污垢沉积量与模拟光片得出结果对比,说明验证模拟方法的可行性。通过模拟研究发现在两种攻角下,间距与抑垢率之间的变化关系相同。当间距为10至60mm时,抑垢率随间距的增加而减小。当间距为60至80mm时,则是反向变化。在相同攻角下,流动方向投影面积与抑垢率之间呈现同相变化。投影面积的影响效果与间距相关。     

考虑弧垂情况下交流输电线路的地面电场分布

为研究交流输电线路下方的实际地面电场分布,分别分析了导线对地高度对导线电荷量和地面电场的影响。分析结果表明:导线对地高度对电荷量影响不大;在电荷量一定的前提下,导线对地高度对地面电场影响很大。因此,在假设导线对地高度不影响导线电荷的基础上,考虑导线的弧垂形状,以微分矢量叠加的方式求解线路下方的实际地面电场分布并以交流特高压为例进行了计算与验证。分析结果表明:线路下方的高场强范围只在导线档中附近存在,电场强度在远离档中的区域迅速减小,与以对地最小对地高度计算得到的地面电场分布差异很大。研究成果对房屋拆迁的判断有重要的指导意义。     

出口测量探针布局对轴流压气机气动性能试验的影响研究

为了研究出口测量探针布局(探针数量及所处轴向位置)对压气机气动性能试验的影响,针对含测量探针的三级轴流压气机开展全周非定常数值计算。结果表明：出口测量探针将改变上游的流场结构,在末级叶片进出口截面对应探针的周向位置处形成局部高总压区和气流角偏移区,该区域覆盖有3～4个叶栅通道;随着探针与末级叶片轴向距离增加,高总压区的强度减弱,但作用范围增加;增加出口探针数量并未明显改善压气机试验性能评估精度,与无探针条件下的压气机性能相比,压比偏高0.6%,效率绝对值偏高1.8%;为减少试验中基于探针测点得到的压气机性能试验误差,不仅需考虑探针对测量截面流场的影响,更应根据测量截面流场不均匀性合理布局探针。     

复合绝缘子微间隙大小对电场分布的影响

复合绝缘子因长久运行或工艺缺陷等原因可能存在微间隙,这种微间隙的存在使局部电场发生畸变,使微间隙内发生电离,进一步可能发展为局部放电。带电金具与芯棒、伞裙护套之间微间隙放电会直接腐蚀芯棒,老化、腐蚀伞裙护套,降低芯棒的机械性能,引起芯棒脆裂、掉线,从而造成重大停电事故。对复合绝缘子存在微间隙时伞裙电场进行初步探讨,结果表明微间隙的存在使间隙局部场强分布发生严重畸变,金具处最大场强变大,微间隙附近处伞裙以及微间隙内部场强随着间隙增大局部畸变变得严重,但是微间隙的存在与否,对伞裙整体上的电位、电场分布影响不甚明显。     

电极材料对碳酸丙烯酯冲击击穿性能的影响

研究了不锈钢、黄铜与铝三种电极材料对碳酸丙烯酯液体电介质冲击击穿性能的影响。实验结果表明碳酸丙烯酯的冲击击穿电压在平行板不锈钢、黄铜与铝电极对情况下依次递减。为了研究电极材料对碳酸丙烯酯冲击击穿性能的影响机理,利用克尔电光测量方法测量了三种不同电极情况下液体中电场与空间电荷的分布情况。测量结果表明,三种金属材料的空间电荷注入能力铝最强,黄铜次之,不锈钢最弱,而相应地,液体中电场畸变率在不锈钢、黄铜与铝电极对情况下依次增加。这说明了冲击电压作用下三种金属电极材料在碳酸丙烯酯中的电场畸变率差异,造成了冲击击穿特性的不同。     

不同气压下N_2~+离子迁移率对直流正电晕放电特性的影响

离子迁移率是高海拔地区电晕放电的关键参数之一,其取值大小对于考虑海拔因素的电晕计算模型具有重要意义,因此有必要研究不同气压条件下离子迁移率的变化对电晕放电的影响。采用5mm棒-板间隙模型,棒电极施以15kV直流电压,板电极接地,并在流体动力学模型的基础上加入9种粒子间化学反应。结果表明,N_2~+离子迁移率的增大会导致电晕头部离子数密度的增加,从而加强对间隙电场的畸变作用,轴向最大场强在接近板电极时会随之减小;N_2~+离子迁移率的增大也会降低电晕平均发展速率;海拔越高N_2~+离子迁移率对电场分布、平均发展速度和离子数密度的影响越明显。研究成果可为输电线路架设等工程实践提供指导。     

亚音速流场中三点和五点总温探针测量的研究

采用数值模拟的方法，研究了两种不同结构形式(测点横向与径向布置)总温探针的总温恢复系数的差异、插入探针支杆直径不同时两种总温探针对被测流场的影响差异。数值模拟结果表明：对于三点和五点总温探针，测量时三点梳状总温探针的恢复系数较五点耙状探针更高。保持马赫数不变时，气流温度的升高使总温探针的恢复系数减小。探针支杆直径越大，回流区越长，对下游截面造成的损失越大，若探针支杆上有多根感压管，会减小对流场下游的影响。     

基于频谱分析的叶片自振频率测量系统

简要介绍了基于频谱分析的汽轮机叶片自振频率测量系统的组成和工作原理,该系统自带电荷转换,程控滤波和信号放大器,集成度高,结构紧凑,采用全中文界面,操作方便。现场测试结果表明该系统测量精度高,结果准确可靠,将汽轮机叶片自振频率测量手段提高到了一个新的水平。     

金属表面流动液膜厚度的电导法测量技术研究

在电导法测量金属表面上流动液膜厚度的试验基础上,结合电场数值分析方法研究了探针结构参数对测量的液膜厚度范围和测量精度的影响,并对电导探头附近区域的液膜内的电场进行了分析。结果表明,较小的绝缘环外径与金属探针直径之比和较小直径的金属探针有助于提高测量局部液膜厚度的能力,但同时也引起了电导探头测量液膜厚度范围的减小。