用有限元—模拟电荷法计算电场的分界拟合问题研究

有限元法适用于有界的包括边界形状比较复杂的电磁场，它对分层介质的边界条件虽能自动满足，但不适用于无界场，模拟电荷法尽管可用于无界场，然而其带电体形状需比较简单，且场内介质不能太多，如果将这两种方法组合以计算电场，各取其长处，则可以使计算简化、提高精度和运算速度，并减少计算机内存。     

优化模拟电荷法在耦合电容器电场计算中的应用

将优化技术引入模拟电荷配置中,提出优化模拟电荷法,并将其应用于耦合电容器电场数值计算中,为耦合电容器的绝缘设计提供了理论依据。     

采用优化模拟电荷法的三维电场计算

主要研究了采用遗传算法(GA)与模拟电荷法(CSM)相结合进行电器三维电场的数值计算,在对传统CSM方法深入研究及分析的基础上,采用GA作为优化方法对模拟电荷量及其几何位置进行优化求解,达到以较少的模拟电荷进行较高精度三维电场的数值求解,并运用此原理对球-板电极、球棒-板电极结构及冲击发生器的三维电场进行实例计算,证实其可行性及实用性。     

模拟电荷法在变电站空间电场计算中的应用

应用模拟电荷法,预测和计算了220kV变电站的母线、设备连线、架空线路产生的三维电场的大小.应用本文给出的计算方法对实际变电站模型进行仿真计算,并与实测数据进行比较,证实了该算法的有效性.最后讨论了架空线不同相序排列时产生的电场大小,证实了该算法的实用性.     

模拟电荷法计算特高压架空线路3维工频电场

为研究杆塔及导线弧垂对架空线路周围工频电场分布的影响,并检验2维计算模型的合理性与适用性,首先基于模拟电荷法建立考虑杆塔及导线弧垂的3维架空线路工频电场计算模型(它以线电荷单元为模拟电荷布置在各导线和杆塔铁棒轴线上,解析计算线电荷单元的电位系数,并叠加得到总体电位系数矩阵,从而可解得各节点的线电荷),然后据此计算了特高压线路相导线表面及地面上1m高平面内的3维工频电场。结果表明,地面上1m处平面内场强分布受弧垂影响很大,3维模型比2维模型更全面、准确地反映了这种不均匀分布状况;各相导线表面场强最大值在杆塔附近均有微弱变化,但并不显著;地面上1m处场强在杆塔附近增大,但在远离杆塔的区域基本不受杆塔影响。     

应用模拟电荷法在线检测劣质绝缘子的研究

根据输电线路绝缘子串的标准电压分布采用模拟电荷法计算绝缘子附近的标准电场分布 ,再依次算出绝缘子串内有一片劣质绝缘子在不同位置时的电场分布情况并求出两次电场分布的差值。由现场实测电场值与标准值比较所得差值曲线即可判别是否存在劣质绝缘子。这种方法的优点是不用登塔测量     

用有限元－模拟电荷法计算电场的分界拟合问题研究

有限元法适用于有界的包括边界形状比较复杂的电磁场，它对分层介质的边界条件虽能自动满足，但不适用于无界场。模拟电荷法尽管可用于无界场，然而其带电体形状需比较简单，且场内介质不能太多。如果将这两种方法组合以计算电场，各取其长处，则可以使计算简化、提高精度和运算速度，并减少计算机内存。     

基于模拟电荷法的高压母线电场强度的仿真分析

对变电站高压母线产生的工频电场的仿真分析是变电站建设中考虑的主要技术问题之一,结合工频电场强度的计算方法和相关的计算公式,采用模拟电荷法对高压母线工频电场进行计算,求出母线空间任意点的电场强度值,最后采用MATLAB编制计算机仿真程序,对不同条件下的高压母线电场强度进行仿真分析,并给出相应的仿真结果。     

改进表面电荷法与三维空间电容的数值计算

该文对表面电荷法进行了改进，用曲面三角形单元取代平面剖分单元，并用二次项进行插值，给出了剖分单元上的数值离散格式。利用改进的表面电荷法，对均压环和平板对地电容进行了数值计算。结果分析表明，计算值与测量值相当好的一致性。     

基于3D模拟电荷法的变电站工频电场计算

高压变电站内工频电场的计算与评测日益重要。为此,采用3D模拟电荷法（charge simulation method,CSM）对某变电站户外区域离地1．5m高度处工频电场进行了计算和分析。模拟电荷采用置于导体轴线上的线电荷模拟,电荷密度在线单元上呈线性分布。采用ANSYS前、后处理模块实现实体建模和计算云图的3D渲染;通过对一条1000kV特高压输电线路走廊内工频电场的计算,验证了3DCSM方法的正确性。对一个实际的110kV变电站的工频电场进行建模仿真,电场强度的数值分布规律同理论分析基本符合;在工作走廊上计算值同实测结果变化趋势一致,在电气设备不太密集的区域,计算值与实测值之间误差〈10％。该方法可以用来求解大模型开域场问题。     

粒子群优化模拟电荷法在HGIS工频电场计算中的应用

近年来,复合型气体绝缘组合开关设备（HGIS）以其造价适中、占地面积小、运行安全可靠等优点,在我国超高压变电站建设中得到越来越多的应用。研究分析HGIS工频电场分布规律,对智能变电站设计与建设、电磁环境评估、消除民众对输变电工程电磁辐射不必要的担忧等有着重要的指导和现实意义。鉴于传统模拟电荷法（CSM）在布点和校验上过于繁琐,难以应对复杂计算场景的问题,本文提出将粒子群优化算法（PSO）和传统模拟电荷法结合,形成优化模拟电荷法（PSO-CSM）,并将其应用到500kV HGIS配电装置区工频电场的计算与分析中,计算分析配电装置区各主要设备对工频电场的影响以及整个配电装置区工频电场分布状况,并提出了电场优化的相关建议和改进措施。     

用模拟电荷法求解高压输电线附近电磁场

高压输电线路工作时,导线上的电荷将在空间产生电场,电场能在人和物体上感应出电压,它对周围环境的影响表现在由静电感应产生的电击。文章首先介绍了模拟电荷法的基本原理及其适用场合,然后研究了利用模拟电荷法分析高压线附近放有物体时的电场,以及物体感应的电压,分析了物体通过人体放电的过程,计算了流过人体的感应电流,估计了高压线对人体的电击影响。     

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。     

模拟电荷法在UHVDC输电线路中的优化及应用

模拟电荷法是计算特高压直流(UHVDC)输电线路电场最主要的方法之一。文中首次选用导线表面电场强度相对误差作为判断依据,并与传统的电压相对误差方法进行对比,优化分析了模拟电荷法中模拟电荷的位置和个数。分析结果表明模拟电荷均匀分布在子导线半径0.61处的同心圆周上,个数为12时,可以使模拟电荷法最优。同时与自适应模拟电荷法比较,优化后的模拟电荷法计算的电场强度精度较高。因此,文中为模拟电荷法中模拟电荷位置和个数的选取研究,提供了重要的理论依据。     

模拟电荷法在同轴通信电缆计算中的应用

本文首先介绍了模拟电荷法的基本原理及其适用场合,然后介绍了利用模拟线电荷法分析同轴通信电缆绝缘偏心、内导体不圆和内导体为绞合导体时的电容与绝缘电阻计算的实例。     

三相共箱GIS盆式绝缘子三维电场的计算分析

应用模拟电荷法以 1 1 0 k V三相共箱式 GIS中盆式绝缘子结构为例 ,对其三维电场分布进行了计算 ,并根据气体放电理论对该结构进行了绝缘校核。通过对数值计算结果分析 ,印证了该结构进一步改进尺寸的可行性。并为工程实际 GIS内盆式绝缘子结构绝缘配合的设计提供了必要的数据和理论支持     

基于改进表面电荷法的空间电容计算

改进了三维空间表面电荷法,利用曲面单元对设备结构进行了剖分,给出了数值离散格式,对均压环对地、平板对地的空间电容数值进行了计算,并将计算结果与测量值进行了比较分析。结果分析表明,计算值与测量值有相当好的一致性。     

基于模拟电荷法对500kV输电线路跨越民房时导线高度的计算

500 kV输电线路跨越民房时,民房处电场畸变成为制约输电线路对地高度的重要因素。文章采用模拟电荷法计算了不同排列方式的500 kV输电线路跨越不同高度民房时的电场,给出了满足4 kV/m控制限值的导线对地最低高度。结果表明,不同塔型下导线对地最低高度的变化与楼层高度的变化基本一致。上述结果为线路设计和了解输电线路跨越民房时的电场分布提供了参考数据。     

改进的PBCG法及其在高压电场中的应用

提出了改进的预处理双共轭梯度法（ＩｍｐｒｏｖｅｄＣｏｎｄｉｔｉｏｎｅｄＢｉ－ｃｏｎｊｕｇａｔｅＧｒａｄｉｅｎｔＭｅｔｈｏｄ）及对主元素的优化方法，新一维压缩存储法及快速寻址方式，大大节省了寻址时间和内存的需求，用这一方法解高压电场问题中出现的病态矩阵，取得较好的数值解。     

三维表面电荷法在位场计算中的几点改进

针对常规三维表面电荷法在位场计算中采用平面单元剖分、常值电荷估计致使计算效率低内存消耗大的缺点,对表面电荷法进行改进。采用曲面三角形单元对曲面进行剖分并通过二次多项式进行插值,利用线性或二次插值估计电荷密度以反映电极表面电荷密度的线性及非线性分布的特点,在奇异积分处理上通过切平面法解决格林函数基本解的奇异积分,并给出其具体实现。最后通过两个典型算例进行了验证,结果表明该方法精度较高,具有一定可行性。