直流气体绝缘金属封闭输电线路中绝缘子的表面电荷积聚研究

直流气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated transmission line,GIL)在特殊环境下可替代部分架空输电线路或电缆,从而提高输电走廊选择的灵活性。严重影响直流GIL绝缘水平的关键因素之一是沿支撑绝缘子表面的电荷积聚现象。通过建立一个板板电极系统来模拟GIL中同轴圆柱结构的电场分布,研究直流下GIL中绝缘子电荷积聚的机制,绝缘子的形状、SF6的电导率对表面电荷积聚的影响,以及电荷积聚对绝缘子沿面电场分布的影响。结果表明,聚四氟乙烯绝缘子的表面电导率比体积电导率受电场的影响更大;初始时沿面法向场强小的绝缘子的电荷积聚能得到明显抑制;SF6的电导率与绝缘子表面电导率的比值影响积聚电荷的极性。     

±800kV直流二联复合绝缘子耐张串均压环参数设计

为了给±800kV直流输电线路复合绝缘子耐张串提供合理的均压环配置方案,采用场域分解的方法将三维无界场域分解成有界子区域,使用有限元方法计算了±800kV直流输电线路二联复合绝缘子耐张串的电场分布,并分别进行了均压环参数优化设计。应用ANSOFT软件建立±800kV直流线路带杆塔、导线、绝缘子耐张串的三维模型,研究了均压环的管径、环径和抬高距对耐张串电场分布的影响规律,基于控制电场强度的考虑得到了均压环结构参数的优化配置方案。有限元计算结果表明,安装了设计的均压环后,复合绝缘子护套、金具、均压环表面最大电场强度均能满足要求。     

基于HFSS模拟的陶瓷管配置对微波液相放电电极匹配影响研究

陶瓷管是微波液相放电电极中难以被其他物质所替代的重要组成部分,研究陶瓷管对微波液相放电电极匹配的影响具有重要意义。为此,在内外电极尺寸一定的条件下,以陶瓷管自身长度、陶瓷管和内电极的相对位置以及液体的相对介电常数作为变量,研究了驻波比(SWR)和用HFSS软件模拟的电场强度随这些变量的变化。结果表明:在乙醇和甲醇中,当陶瓷管位于内电极下方时,2者之间的距离越大,SWR越小;随着陶瓷管长度的增大,SWR呈先增大后减小趋势。在纯水中,当陶瓷管位于内电极上方时,随着陶瓷管长度的增大,SWR呈减小趋势;当陶瓷管不高于内电极时,SWR呈先减小后增大趋势。SWR最小值的获取条件与模拟电场强度最大值的获取条件不同,只有当陶瓷管平行于内电极时,模拟电场强度才能取得最大值。在电极匹配过程中,需要兼顾SWR和电场强度。     

一台整流变压器绕组端部过热问题的探讨

通过数值计算分析了整流变压器主变阀侧绕组端部过热的原因,并根据满磁场及电场计算结果提出了解决该问题的办法.     

同廊道交直流输电线路带电作业安全防护研究

超/特高压交直流并行线路带电作业区域电压高、场强大,为保证并行线路带电作业的安全开展,需要对 带电作业人员安全防护进行研究。分析了带电作业的安全影响因素,依据线路实际尺寸建立了1∶1计算模型, 采用有限元法对同走廊四回并行线路进行了电场仿真,获得了带电作业典型位置点的电场强度,根据仿真结果 对带电作业人员电位转移放电能量进行了计算。同时建立了人体模型,计算分析了等电位作业工况下人体不同 部位的电场强度特点。计算结果表明：同电压等级独立走廊带电作业安全防护措施同样适合于四回并行线路带 电作业。提出了相应的安全防护措施,研究结果可为同走廊多回并行线路带电作业的开展提供依据和技术支撑 。     

500kV站用绝缘子串均压环优化设计

为改善500 kV港城变电站电晕放电现象,根据其绝缘子串布置情况,利用有限元计算方法,在ANSYS中建立悬垂串与双联串仿真模型,研究均压环不同结构参数对绝缘子串电压、电场分布的影响,得到最优均压环结构参数。仿真结果表明,500 kV悬垂串均压环最佳结构参数为:罩深230 mm、环径660 mm、管径70 mm,均压环表面最大场强峰值可降至14.5 kV/cm;双联串均压环最佳结构参数为:屏蔽绝缘子片数3、管径100 mm、与绝缘子距离90 mm,均压环表面最大场强峰值可降至14.7 kV/cm。计算结果证明,优化后的均压环明显改善绝缘子串电压分布,降低了单片绝缘子承担的最大电压,并使均压环表面最大场强峰值低于20 kV/cm。     

沙尘暴和沙尘电对输电铁塔塔头电场分布的影响

沙尘暴是西北地区频发的一种自然灾害.科研人员发现沙尘暴不仅会改变空气的绝缘性能,而且由于沙尘颗粒之间的摩擦.会在空间产生强烈的电场(沙尘电),这可能对输电线路安全运行产生影响.文章主要针对沙尘暴和沙尘电对输电铁塔塔头工频电场分布的影响进行研究.利用矩量法并引进复电阻率的概念,模拟分析典型铁塔塔头周围均压环和导线表面在不同外加电场作用下的最大电场强度,研究沙尘电对输电铁塔塔头电场分布的影响,并研究通过对导线和均压环配置的优化来降低中相导线表面最大电场强度的具体措施.研究发现,强沙尘暴时,强烈的沙尘电有可能使部分导线表面的最大电场强度增大,影响电力输送安全,但可以通过优化导线布置来改善.     

1.5 MV高压发生器的工艺改进和仿真计算

为了使应用于火电厂脱硫脱硝的大功率电子加速器高压发生器能稳定运行,介绍了电子加速器的结构和高压发生器的特点,并针对高压发生器经常发生打火造成高压硅堆和跳线损坏的问题,提出和实施了以下改进措施:通过改变高压电极的设计结构改善高压电极附近电场强度的分布;增加高压硅堆管芯数量及减小高压硅堆环氧浇注层厚度。有限元仿真和高压实验的结果表明,电压的不均匀降落和高压硅堆的工艺是影响高压发生器稳定性和可靠性的原因。实施改进方案后,明显提高了高压发生器的击穿电压且达到了其设计指标,大大提高了高压发生器运行的稳定性和可靠性。     

极导线垂直和水平排列±500kV直流输电线路的电磁环境比较分析

根据极导线垂直和水平排列高压直流输电线路几何结构的特点,在考虑正、负极导线起晕场强不同和正、负离子不同迁移率的基础上,比较分析了极导线垂直和水平排列±500kV直流输电线路的电磁环境特点。结果表明:相对于极间距和极导线对地最小高度分别相同的水平排列线路,负极导线在下的垂直排列线路的地面合成电场强度、空间电荷密度和离子流密度的最大值较大,无线电干扰电平和可听噪声水平较低;而正极导线在下的垂直排列线路的地面合成电场强度、空间电荷密度和离子流密度的最大值较小,但其无线电干扰电平和可听噪声水平较高。     

特高压换流站大尺寸典型电极起晕特性的仿真与试验

为确保特高压换流站均压屏蔽装置设计合理可靠,提出用于一种分析复杂电场环境下大尺寸典型电极起晕特性的三维仿真计算方法,并开展大尺寸球、环电极电晕试验进行试验验证。试验结果表明,所提出的计算方法能够有效计算特高压换流站大尺寸典型电极表面起晕电场强度,预测值与试验值的相对误差范围在-2.6%～3.4%之间。该文分析并验证了均压环等效半径经验公式,获得该公式适用的均压环管径与环径范围。研究成果可为大尺寸电极起晕电场强度预测、换流站均压屏蔽金具设计提供参考和依据。