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。     

高压SF6断路器液压操动机构的阀控缸系统数学模型及其速度特性分析

进行了高压SF6断路器液压操动机构的结构设计和必要的特性分析,对液压操动机构设计的理论进行研究,旨在为机构的设计、结构优化以及在工程应用中提供理论的指导。从流体动力学和运动学原理出发,建立阀控缸系统的数学模型、液压缸活塞速度的数学模型和位移数学模型。分析影响活塞速度和位移的主要因素,为以后的结构优化等奠定理论基础。     

基于改进遗传算法的SF6断路器匀场设计

提出一种适于求解复杂结构优化问题的改进遗传算法(variable interval genetic algorithm,VIGA)。采用实数编码方式以及混合杂交算子以提高实数编码杂交效率,同时,通过调整子代种群生成方式,提高算法收敛性,不至于过早收敛到局部极值。以2个典型测试函数为例,分别进行了多峰值、多变量测试函数寻优测试,通过将VIGA寻优结果与测试函数解析解、传统遗传算法(genetic algorithm,GA)以及模拟退火优化(simulated annealing algorithm,SA)策略所得优化结果进行对比分析,VIGA的可行性和有效性得到证实。以550 kV单断口SF6断路器灭弧室为研究对象,进行触头结构优化设计,得到灭弧室内部各触头及屏蔽罩沿面电场分布。仿真结果表明,基于VIGA的电场逆问题求解可有效改善超高压断路器灭弧室电场分布,实现结构优化设计以及灭弧室内匀场设计。     

唯一稳态消谐法在铁磁谐振中的应用

采用实验研究、数值模拟及仿真、理论分析三种方法处理铁磁谐振问题时得到的结论和实验数据往往存在一定的差距,针对此,介绍了近年新出现的消除非线性系统谐振的分析方法——唯一稳态消谐法。该方法的基本思想是:如果非线性系统存在一个非谐振的正常解,并且该系统具有唯一的稳态,则此时对应的条件就是系统不发生谐振的条件。将这一方法应用在消除中性点接地电力系统的铁磁谐振分析中,以微分方程单位解矩阵估计的相关方法为工具,可以获得相应的消谐条件。该结果表明,消除谐振的条件可以用矩阵的估计测度条件来决定,并用数值模拟进行验证,同时也说明了唯一稳态消谐法的有效性。     

高压断路器气流场有限体积及TVD格式法的研究

将有限体积法与TVD格式相结合对高压断路器气流场的计算进行了深入的研究。根据SF6断路器流路复杂、固壁形式多样、动触头高速运动的特点 ,本文采用区域分解、滑移网格连续移动、数据实时传递等技术 ,消除了传统网格滑移中计算时间、步长变化的各种限制 ,实现了计算时间的微量变化 ,很好地解决了传统方法中网格生成存在的各种问题 ,形成了高分辨率、高精度断路器流场计算的一整套新方法。     

真空断路器弹簧操动机构仿真与优化

鉴于弹簧操动机构凸轮传动性能直接影响真空断路器的开断特性和使用寿命,根据4种与凸轮配合的推杆运动规律建立了优化整机分合闸特性的目标函数。优化结果表明操动机构的传动性能和开断特性大为改善。     

SF6灭弧室内小容性电流开断的数值模拟

以建立一种可解决超音速、亚音速、跨音速、冲击波共存情况下的可压缩粘性非稳态流体控制方程的数值求解为目的,提出一种新方法.作为该方法的应用实例,对SF6断路器开断过程中灭弧室内粘性气体的流动特性进行了数值计算,给出了在触头开断过程中气流特性的分布情况,解决了SF6断路器灭弧室内具有大畸变的粘性流体的数值计算,并对两种结构灭弧室开断小电容性电流后的介质恢复强度进行了计算.     

500kV GIS盆式绝缘子的暂态电场分析

推导出了考虑介质极化损耗和位移电流情况下暂态电场计算的数学模型。采用有限元法对 5 0 0kVGIS盆式绝缘子在雷电冲击电压下的暂态电场进行了计算 ,雷电冲击电压波用De hamel积分来处理。给出了典型时刻的场域电位分布图 ,并与静态电场进行比较。找出了绝缘子表面的切向电场强度Et 及法向电场强度En 沿径向分布规律。讨论了松弛时间对切向电场强度Et 及法向电场强度En 的影响 ,给出了几个典型位置的电场强度随时间变化的曲线 ,为GIS的绝缘设计提供参考。     

SF6断路器灭弧室内三维电场数值模拟

运用有限元法FEM对罐式SF6断路器断口附近三维电场进行了数值计算,以计算机辅助绘图为支撑,完成了SF6断路器三维电场的数值模拟。在三维电场学模型的建立中考虑了屏蔽罩和并联电容器组的存在;对断路器不同三维剖面的等线分布及电场分布情况进行了分析;并将计算结果进行三维图形可视化处理及显示。