变电站瞬态电磁场耦合二次电缆数值方法研究

提出瞬态电磁场耦合细线问题的三维时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)数值方法的一种改进模型。基于电磁散射理论推导出有限长直细导线终端以及拐角附近的电磁场分量的离散方程。利用改进模型计算电磁脉冲激励下双导体传输线终端负载上的电流电压响应,并进行实验验证。结果表明计算结果与实验结果吻合较好,说明改进的三维FDTD数值模型对研究瞬态场线感应问题是有效的,可用于变电站瞬态电磁场对二次电缆干扰问题的研究。     

带串联电容的传输线分布参数节点导纳方程

根据传输线长度单位、长度参数和串联电容推导了带串联电容传输线的分布参数节点导纳方程。基于该方程可以对带串联电容的电力长线响应进行分析 ,也可以应用该方程进一步研究带串联电容传输线的故障测距方法。将基于matlab的计算结果与EMTP仿真结果相比证明该分析方法是有效的     

二维静电场边界元法的积分精度问题

基于笔者开发的二维边界元计算软件 ,研究了二维开域静电场边界元法中高斯积分的精度问题 ,分析了影响该积分精度的相关因素———距离、角度、单元尺寸和高斯积分点个数等 ,通过程序计算和数据分析 ,得出了上述因素对积分精度的影响 ,提出了达到高积分精度的积分判据 ,为以后的二维开域静电场边界元法计算提出了参考依据     

三维开域涡流场A-V位有限元与边界元耦合分析方法

在A -V位和库仑规范的前提下 ,导出了三维涡流区域微分方程和自由空间积分方程在涡流区边界上的耦合条件。在此基础上 ,提出了A -V位的三维涡流场FE—BE耦合分析方法。对国际TEAM 2 1号问题B模型进行了计算 ,靠近线圈的钢板表面磁感应强度法向分量计算值与实测值基本一致。钢板内涡流分布趋势合理     

基于故障输电线分布参数节点导纳方程的带分支的配电线故障分析

用基于故障输电线分布多数复频域节点导纳方程及Hosono提出的数值拉普拉斯反变换方法对带分支的故障输电线首末端节点时域电压响应进行了分析。基于MATLAB的分析过程及结果证明，该方法比用Pade有理函数对e^st的近似数值拉普拉斯反变换方法在模拟参数选择上更简单易行，在计算上更准确。同时在同一坐标图中给出了沿不同分支各点发生同一种类型故障时首端电压有效值与故障距离的关系图，该图可以用于树型配电网故障分析。     

基于GIS制造特征的电磁波仿真模型简化的研究

以CAD特征建模方法为基础,建立了GIS电磁波传播仿真研究的逆向建模方法。应用三维电磁场数值计算有限元方法,在准确考虑GIS内部绝缘子和内导体制造特征的前提下,分析了一实际GIS内电磁波传播规律,获得了电磁波的泄漏参数的频率特性。研究了GIS内部绝缘子和内导体制造特征不同简化模型中泄漏参数的频率特性。将不同简化模型分析结果与精确模型的分析结果进行对比,分析了GIS制造特征的不同程度的简化对电磁波泄漏参数的频率特性、数值仿真计算时间和占用内存的影响。基于上述讨论,通过系统的比较,确定最优简化模型。由于特征建模和电磁分析模型简化中所遵循的几何构建过程是相似的,所以该简化思路在一定范围内具有通用性。     

边值问题模拟与仿真实验研究

本文讨论了一项利用静电比拟法研究电容参数与悬浮导体电位边值问题的综合实验,与恒定电场描绘实验及基于ANSYS软件的数值仿真实验一起构成一套边值问题实验群。该实验分为两部分。一方面运用静电比拟法,通过测量五种电极的单位长电导参数,获得对应的电容参数,并与ANSYS电磁场数值仿真软件计算结果进行了比较。另一方面提出了悬浮导体电位边值问题的测量和计算方法。通过该实验,进一步提高学生综合利用静电场原理,解决实际问题的能力。     

多导体电容系统多端口表示方法

部分电容是工程电磁场课程的一个重要内容,是电气领域经常应用的重要知识。结合微分形式电荷守恒方程和等效电路模型获得了无损耗多导体电容系统部分电荷守恒方程;基于正弦稳态电路结点导纳法得到了用部分电容和支路电压表示的多端口库伏关系;以3+1多导体电容系统为例,讨论了多导体电容系统的部分电容、感应系数矩阵和电位系数矩阵对应元素关系。该教学思路在教学应用中更易被学生理解和接受。     

500kV变电站开关操作瞬态电场测量与研究

变电站断路器和隔离开关操作会产生瞬态电场。该文对国内正在调试的两座500kV变电站开关操作产生的瞬态电场进行了测量。这是国内首次进行现场测量。本次测量使用三维球形有源瞬态电场探头，该探头最大可测48kV/m。测量项目包括隔离开关分合空载母线和短线、断路器合长线和投空载变压器等。对测量的数据进行分析获得关于断路器和隔离开关操作产生瞬态电场的一些重要特征。这些结果对变电站电磁干扰分析和保护与控制设备抗扰度研究具有重要的理论意义和实用价值。     

工程电磁场综合实验设计

为了提高学生的学习兴趣,综合掌握工程电磁场基本原理,基于静电场等电位线绘制实验,本文设计了一项工程电磁场综合实验。实验室在原先实验内容基础上增加两个内容。一是增加电磁场数值计算实验,即用电磁场数值分析软件分析五种电极板中等电位线和电场线等。二是增加了悬浮导体电位的计算实验。通过该实验进一步提高学生的工程电磁场基本知识和灵活运用工程电磁场概念的能力。