有限元法在标准电容器电场计算中的应用

本文在分析国外标准电容器有关资料和多年来积累的研究和制造 5 0 0 k V及以下标准电容器经验的基础上 ,对高压标准电容器的绝缘结构进行了大量的研究工作 ,并用FORTRAN语言编制了有限元法进行标准电容器电场分析和计算的软件。该软件可用于对标准电容器电场的分析计算和优化设计。是研究开发高压标准电容器的有效工具     

高压标准电容器电场数值计算

用边界积分方程法对高压标准电容器的电场进行数值模拟,计算了空气中最大的电场强度及其所在区域;经过对多个方案的模拟计算分析,找到屏蔽环所在的最佳位置,以使空气中的最大场强减小至电晕起始场强以下.     

脉冲电容器放电时边缘电场计算分析

运用有限元法对脉冲电容器放电时电级边缘电场分布进行数值计算，对缓慢充电、快速放电工作条件下同时考虑介质ε和γ参数的时变电场提出了一种简化计算方法，分析了反峰电压和不均匀介质分界面由于麦克斯韦－瓦格纳极化出现的界面电荷对脉冲电容器边缘电场分布的影响。     

电力电容器元件内部的电场计算

电力电容器元件的电场数值计算是电容器设计的主要依据。应用电场数值计算有限元法对电容器元件内部电场进行计算,建立了电容器元件内部电场的计算模型,通过仿真计算得出元件内部缺陷对电场分布的影响,为电容器的绝缘设计及工艺水平的提高奠定了理论基础。     

电力电容器元件内部的电场计算

电力电容器元件的电场数值计算是电容器设计的主要依据。应用电场数值计算有限元法对电容器元件内部电场进行计算,建立了电容器元件内部电场的计算模型,通过仿真计算得出元件内部缺陷对电场分布的影响,为电容器的绝缘设计及工艺水平的提高奠定了理论基础。     

高压断路器关合电容器组试验的研究与关合特性计算

对高压断路器关合电容器组涌流特性进行了分析,计算,依据试验标准,提出了考核高压断路器切合电容器组性能的试验方案,在此基础上设计试验线路。通过将试验示波图与开断特性计算机相比较,设计的试验方案满足国家标准对高压断路器切合电容器组试验的要求,为高压断路器的设计与试验提供了依据。     

交流滤波电容器容量计算对比有关问题

本文针对目前贯彻标准中存在的问题，对高压交流滤波电容器的容量计算，额定电压，热稳定试验容量，等值谐波系数以及交流滤波电容器和并联电容的场强对比等问题作一些探讨。     

±1100kV特高压直流滤波电容器组电场设计研究

本文对±1 100kV特高压直流输电工程户内直流滤波电容器组的电场分布进行设计研究。采用有限元分析法,借助ANSYS软件建立三维仿真模型计算分析,解决电容器组设计过程中较为突出的电场分布问题,确保满足实际工程中的运行要求。     

高压并联电容器装置的保护整定

高压并联电容器作为电网无功补偿的主要设备,其安全可靠运行对电力系统意义重大。文中介绍了电容器的主要结构,详细分析一次主接线以及电容器组具体工程连接示意图,介绍并联电容器用串联电抗器的保护作用及选型标准,以及内熔丝保护,重点研究某高压并联电容器装置的电流保护、电压保护及桥差不平衡电流保护整定值的计算,该计算方法对并联电容器装置的保护整定有参考意义。     

脉冲电容器简化模型的电场计算及击穿分析

本文对重复频率运行的脉冲电容器的击穿机理进行了深入的研究，并用有限元法对全膜脉冲电容器模型进行了计算，计算结果显示；放电段，电极边缘附近的膜及油中都出现场强较大的单元，其数值表明，放电时出现的振荡极可能造成油中的局部放电，局部放电的累积效应最终会造成绝缘击穿。此研究为全膜脉冲电容器设计提供了依据。     

600kV标准电容器的研制

介绍一种基于压缩SF6气体绝缘的正立式标准电容器的,可测量600 k V工频电压,1 200 k V冲击电压。使用有限元分析软件ANSOFT对高压套管进行仿真计算,套管的接地屏蔽以及中间电位屏蔽的位置和尺寸进行优化设计。中间电位屏蔽上的电压系数k=41.6%时,套管利用率最佳。对于电极的设计,依据电场大小确定高压电极的直径和上下圆弧的尺寸,不断优化屏蔽电极的尺寸,尽可能均匀低压电极表面的电场强度。雷电冲击耐受电压1 440 k V下,装置壳体内部最大电场为18.1 k V/mm。为了改善标准电容器的频率特性,设计时低压电极与外壳内壁的距离仅15 mm。根据标准电容器的尺寸和材料,计算得到温度系数为2.05×10~(-5)/K,600 k V时的电压系数为5.5×10~(-7),偏心引起的电容量变化为3.95×10~(-5),为电极安装之后的固定误差。     

1100kV直流电阻标准分压器电场仿真分析和方案设计

目前,我国直流电压比例标准的最高电压等级为800 kV,若直接套用该标准进行1100 kV直流电压互感器现场校准实验,其周围电场的分布仍不均匀,将导致准确度降低,故文中针对这些问题研究设计了1100 kV直流电阻标准分压器。本文基于Ansys仿真软件搭建了1100 kV直流电阻标准分压器的有限元模型,计算并分析了分压器周围和沿测量电阻层方向上的电场分布,得出了均压环的尺寸和位置对分压器周围最大场强的影响特性,通过合理设置均压环的圆心到地面的距离、内环半径、圆心到对称轴的距离,可大幅改善分压器周围最大场强。本算例中,分压器周围最大场强的大小从6869.37 V/mm降低到1566 V/mm,提高了绝缘水平;施加屏蔽电阻层后,沿测量电阻层上的电场强度减小到142.17 V/mm,且分布均匀,提高了测量准确度。本设计对分压器设计、制造、运行等部门有较好的借鉴作用。     

电容式电压互感器均压环优化设计

以500 kV电容式电压互感器为研究对象,以设备空间最大电场强度和不均匀系数为目标函数,以均压环尺寸及位置为设计变量,以模拟退火法为优化策略,对均压环进行优化设计,给出均压环的最佳尺寸及安装位置。     

电容式电压互感器均压环优化设计

以500 kV电容式电压互感器为研究对象,以设备空间最大电场强度和不均匀系数为目标函数,以均压环尺寸及位置为设计变量,以模拟退火法为优化策略,对均压环进行优化设计,给出均压环的最佳尺寸及安装位置。     

秦皇岛地区两座220kV变电站的电铁谐波治理

就如何对220kV变电站的电铁谐波进行治理与具体实施进行了介绍，这次谐波治理方案的主要特点是在电力系统的220kV变电站内进行滤波。一台220kV主变的低压侧安装了4组滤波电容器组，分别对3、5、711及以上谐波进行了治理，滤波电容器组投运后，经华北电力谐波管理站测试，母线电压畸变率和谐波用户注入电力系统的谐波电流均达到了国标的要求，主变力率得到了提高，取得了显著的经济效益和社会效益。     

秦皇岛地区两座220kV变电站的电铁谐波治理

就如何对 2 2 0 k V变电站的电铁谐波进行治理及具体实施进行了介绍。这次谐波治理方案的主要特点是在电力系统的 2 2 0 k V变电站内进行滤波。一台 2 2 0 k V主变的低压侧安装了 4组滤波电容器组 ,分别对 3、5、7、1 1及以上谐波进行了治理。滤波电容器组投运后 ,经华北电力谐波管理站测试 ,母线电压畸变率和谐波用户注入电力系统的谐波电流均达到了国标的要求 ,主变力率得到了提高 ,取得了显著的经济效益和社会效益     

±1 100 kV换流站交流滤波器场的工频电场仿真

随着公众对电磁环境的关注越来越高,在工程设计阶段需要对换流站内的电磁环境水平进行准确预测和评估。依据±1 100 kV古泉换流站交流侧区域的设计方案,建立了1 000 kV交流侧区域的三维仿真模型,利用有限元仿真软件分析了不同情况下交流滤波器场周围巡视通道上的工频电场分布情况以及进线管母高度和相间距对其影响。计算表明,交流滤波器场内电容器组对交流滤波器场周围巡视通道上的工频电场贡献相对较小,而巡视通道上方管母对其贡献相对较大,可以对电容器组进行简化建模。巡视通道上的工频电场随管母高度的增加而降低,随相间距的减小而减小。当管母的设计高度为16.5 m且相间距为14.2 m时,1 000 kV 交流区域内巡视通道上的工频电场水平幅值最大为11.8 kV/m,满足标准GB 50697—2011中对工频电场的限值要求。为验证计算方法的准确性,采用相同方法对同里换流站500 kV交流侧区域的工频电场进行了仿真,仿真值与测量值的一致性证明了计算方法的准确性和有效性。     

330kV单断口SF_6断路器灭弧室内全场域电场数值分析

运用四边形八结点等参元有限元法对不同结构的330kV单断口SF_6断路器灭弧室的全场域进行了电场数值计算.通过对比数值计算结果,讨论了均压电容器、电客器屏蔽罩、动触头屏蔽罩对电场分布的影响.     

特高压冲击电压测量系统线性度试验方法研究

随着特高压输电技术不断发展,为满足设备冲击耐受试验的要求,冲击电压测量系统的额定电压已升至7 000 kV左右,而目前冲击电压测量系统的校准电压在1 000 kV以内,其校准结果不能很好地满足实际试验需要,所以测量冲击电压测量系统在1 000 kV以上的线性度,是目前亟待解决的问题。笔者分析了现有的主要校准方法——直接比对校准、测量电容量,提出在1 000 kV内进行比对校准,1 000～5 000 kV采用增大电压等级逐级比对的实验方案,并以测量发生器效率变化的方法作为佐证,理论上该方案可基本满足7 500 kV冲击电压测量系统在1 000～5 000 kV范围内的工程试验需求。如果试验结果理想,可使用该方法建立一套传递标准,将全国所有特高压冲击测量系统进行比对。文章同时介绍了球隙、标准电容器、利用空间电荷、电场传感器等其他测量线性度的方法,讨论其各自的优缺点,如果投入实际应用,需要进一步的试验验证。