分裂导线表面电场强度的径向基函数计算

利用径向基函数法探讨分裂导线附近电场的分布情况,克服了传统方法在计算分裂导线表面电场时不能很好反映分裂导线中每根子导线表面电场的大小和分布。考虑电晕放电取决于导线表面电场强度的大小,建立了采用RBF方法求解分裂导线附近电场最大值分布的计算模型。计算表明RBF方法能够更精确地反映不同位置的分裂子导线表面电场的差异;同时比较了导线附近不同范围内的电位分布情况,指明在相导线附近较小区域内,其他相导线对其电位分布的影响较小;因此考虑电晕影响时,可认为三相导线与单相导线的起晕电压值相同。     

交流电晕笼电晕特性数值计算分析(Ⅰ)——3维离子流场与电场分布

电晕笼被广泛采用于特高压交流输电线路的电磁环境试验研究。基于模拟电荷法建立了特高压交流电晕笼3维电场计算模型,计算中考虑了有限长导线的端部效应和分裂子导线表面场强的不均匀性,以及笼内3维空间电荷对导线起晕、电荷发射和迁移等物理过程的影响,比2维模型更符合实际情况。按此模型计算了500 kV交流电压下特高压电晕笼试验导线表面附近的3维电场分布,得到了交流周期内子导线表面场强的沿线分布,结果表明端部效应主要影响5 m防护笼内导线表面场强。此外通过电场强度云图分析了空间电荷影响下测量笼截面上的场强分布规律,结果表明场强10 kV/cm的区域为子导线表面外侧半径0.1 m范围内,空间电荷则分布于分裂导线外半径1 m的环状区域内,对此区间内电场强度的影响范围在-5~7 kV/cm间。     

单相及单极多分裂导线起晕电压计算方法

为研究单相/单极分裂导线的起晕电压特性,采用手册法和模拟电荷法相结合,建立了分裂导线起晕电压的计算模型。考虑到分裂导线所在位置不同和子导线表面位置不同会引起导线上电晕放电的差异,采用手册法确定起晕时子导线表面的场强分布,然后用模拟电荷法得到了分裂导线起晕电压。理论计算结果与试验数据吻合较好,表明了该方法的有效性。最后,利用该方法讨论了分裂导线的几何尺寸,如分裂间距、子导线半径和子导线数目等对起晕电压的影响;仅从电晕特性的方面考虑,推荐了导线选型的最优方案。     

雨凇覆冰对输电线路分裂导线起晕电压的影响

雨凇覆冰后的输电线路导线表面电场会发生畸变从而降低起晕电压值,但目前国内外尚未深入分析雨凇覆冰对导线电晕特性的影响规律,且缩比导线模型所得结论与工程实际存在较大差异。为探求雨凇覆冰导线的电晕特性,在人工气候实验室内完成了3种分裂导线雨凇覆冰后的交流电晕试验,结合紫外成像与拟合法对导线雨凇覆冰后的电晕特性进行了测量,建立了有限元模型并分析了导线表面电场强度以弥补雨凇电晕研究的空缺。结果表明:雨凇覆冰会降低裸导线起晕电压值约50%;导线表面的起晕电压会在最初的15 min内下降较快,之后会随着雨凇覆冰程度的增加而继续下降,但其速度逐渐饱和;相同雨凇覆冰时间内分裂子导线越多则起晕电压值越高;覆冰水电导率的大小并不会直接改变或影响雨凇覆冰表面形态,但起晕电压值却会随着覆冰水电导率的增加而持续降低。所得结论可供雨凇覆冰地区架空输电线路的设计和选型参考。     

不同海拔下电晕笼分裂导线起晕电压的计算分析

为了研究海拔高度对电晕笼分裂导线起始电晕电压特性的影响,建立电晕笼钢芯铝绞线起始电晕电压的计算模型,并开展相应试验研究。采用模拟电荷法计算钢芯铝绞线的空间电场强度。依据极不均匀电场下自持放电判据,建立不同海拔高度电晕笼分裂导线电晕起始电压的计算模型。在超/特高压人工环境气候试验室内,以500 m海拔高度为间隔,系统开展19~4-000-m海拔高度范围内六分裂导线起始电晕电压的试验研究。试验获得超高压电晕笼不同海拔高度下6-LGJ—400/50、6-LGJ—500/45分裂导线的起晕电压。计算获得不同海拔高度、分裂间距、导线分裂数及绞线表面粗糙系数下的导线起晕电压曲线族,以及不同绞线半径及最外层铝绞线股数的表面粗糙系数计算结果。分析结果表明:计算模型能够较好地计算电晕笼内绞线的起晕电压;在350~500-mm分裂间距范围内,分裂导线起晕电压随着分裂间距的增大而降低,随着导线分裂数的增加而升高;绞线表面粗糙系数与绞线最外层铝线半径与绞线半径之比相关。     

基于子模型法750kV变电站内导体三维工频电场分析及优化

随着输电电压等级的提高,变电站内导体周围电晕问题越来越严重。为研究变电站内导体周围起晕情况,文中建立了甘肃某750 kV变电站内导体一跨的整体三维模型,结合有限元仿真软件计算其整体电场分布。然后提取各部位的子模型(如跳线、线夹),对其电场进行更为精确地计算,并提出优化电场分布方案。结果表明:导线表面的电场强度随导线分裂数的增加而下降,采用四分裂导线取代二分裂导线可以降低跳线处表面最大场强,最大电场强度由2 512.54 V/mm六变二金具,外侧线夹表面的电场强度比T型六变二金具外侧线夹表面电场强度下降了1 174.79 V/mm,降幅达到35.36%,可以有效的降低金具发生电晕现象。     

特高压双回直流架空线路电晕起始电压的计算分析

为研究特高压双回直流架空线路的电晕起始特性,本文考虑线路排列方式和绞线的实际结构,结合气体放电理论建立了特高压双回直流线路的起晕电压计算模型。根据正负极起晕的不同机理,在利用优化模拟电荷法对绞线表面空间电场求解的基础上,计算了各极子导线的起晕电压。分析并讨论了导线布置、温度与气压及绞线参数等因素对起晕电压的影响。计算结果表明：-+/-+排列方式时线路起晕电压值较高。另外,导线半径的增大、气压的升高、分裂数的增加都能显著提高起晕电压。导线对地高度、极间距、上下层导线高度及分裂间距也都会不同程度影响起晕电压。绞线绞入率逼近于0时,绞线起晕电压接近光滑导线的起晕电压。     

±1100 kV特高压直流导线表面标称电场及其影响因素研究

我国±1100 kV特高压直流(UHVDC)输电工程已经进入设计和建设阶段.近年来,特高压输电导线表面的电晕放电所引起的电磁环境现象逐渐受到学者的重视.当高压导线表面场强超过临界值时,导线周围的空气分子将被电离,发生电晕放电,形成正负离子或空间电荷.由于导线表面电场强度与诸如无线电干扰(RI)、可听噪声(AN)、地面处的合成电场和离子流密度等电磁环境参数密切相关,因而有必要计算并控制特高压输电导线的表面电场强度.使用模拟电荷法(CSM)计算了±1100 kV特高压直流输电子导线表面的标称电场分布,将高压导线表面的面电荷等效为成对的线电荷,子导线表面的电场强度可以使用线电荷获得.此外,还研究了导线高度、极间距、分裂间距和子导线半径等因素对子导线表面标称电场强度的影响.计算结果表明,与导线高度、极间距、分裂间距相比,子导线直径是影响子导线表面场强最显著的几何参数.当其他因素不变时,子导线表面场强的变化与子导线直径的变化在同一数量级;子导线表面场强的变化比导线高度、极间距、分裂间距的变化小一个数量级.最后还对线路无线电干扰和可听噪声进行了计算.     

附着水滴对高压输电导线电晕放电的影响

为了分析导线附着水滴后对起晕电压和表面电场强度的影响,借助自行设计的户内电晕笼,用人工滴水方式使导线附着水滴,然后用脉冲电流法判断导线的起晕电压,利用有限元法计算附着水滴的导线表面电场强度。实验得出:导线表面附着水滴后,起晕电压明显降低,水滴越大,起晕电压越低。计算结果表明:附着水滴越大,导线附着水滴处的最大电场强度也随之增大;计算的电场强度结果与依据皮克经验公式所得到的导线起晕电场强度相近。计算结果和实测结果具有一致性,说明附着水滴的体积大小是影响导线起晕电压的因素之一。     

起晕电压值对直流输电线路下地面合成场强的影响分析

导线起晕电压值的大小关系到导线电晕放电的强弱,从而会影响到空间电荷的数量,进而对地面合成场强大小产生影响。由分析可知地面合成场强与导线起晕电压值成线性变化,起晕电压越大,地面合成场强值越小,因此有必要对导线起晕电压值进行准确计算。利用基于Deutsch假设的解析法提出的导线表面的A值作为中间变量来求得的起晕电压值,能较好满足地面合成场强计算精度要求。在能较准确地计算出结果的基础上,分析了子导线截面与导线对地高度以及极导线间的距离这三个因素对地面合成场强的影响。     

超特高压交流输电线路电晕对地面电场的影响

为研究超特高压交流输电线路电晕放电对地面电场的影响,改进了基于模拟电荷法的交流线路下离子流场计算方法,并将其应用在交流线路下地面电场的计算中。所提出的改进方法考虑了导线表面电场不均匀性对电晕放电的影响,从而可对多相多分裂导线离子流场进行仿真计算。对三相8分裂1000kV交流线路的地面电场的计算结果表明,对典型1000kV三相交流输电线路参数,考虑电晕时的地面电场比不考虑电晕时增加约5%。子导线半径、分裂间距、分裂根数、相间距、线路高度等线路参数变化时电晕对地面电场有不同程度的影响。     

基于脉冲电流法判断输电线电晕放电研究

对输电线电晕放电的起晕电压、电晕脉冲电流、起晕场强进行了研究。采用基于脉冲电流法判断电晕笼内单根输电线起晕电压。通过局部放电检测回路中的检测阻抗,获取电晕脉冲电流波形。当脉冲电流持续出现时,此时导线所加电压,即为电晕起始电压。根据实验得到的起始电晕电压,借助有限元法计算笼内导线表面及其附近场强,结果与通过皮克经验公式得到的较为接近,验证了脉冲电流法判断输电线路起晕电压的合理性。     

高压输电线路参数对计及电晕放电的电场强度的影响

在传统模拟电荷法的基础上,建立了高压输电线路地面电场强度的计算方法,其中在计算中考虑了计及电晕放电的影响.以750 kV水平排列和紧凑型线路为例,计算了导线表面系数、线路的子导线半径、相间距、导线对地高度、分裂导线数目、分裂间距等对工频电场的影响.仿真结果表明,减小电晕放电对地面电场影响的几种方式中以适当增加导线的表面...     

Corona power loss determination on multi-phase power transmission lines

This paper presents a method to calculate the corona power loss and the ground-level electric field values for three- and six-phase power transmission lines. The charge simulation technique is applied in which the surface charge on the stressed conductors as well as the space charge around each conductor are represented by two discrete sets of unknown infinite line charges. Satisfying properly chosen boundary conditions at the transmission-line conductor surfaces results in a system of linear algebraic equations whose solution evaluates the unknown line charges. The emission of ions from a conductor surface is assumed to take place when the magnitude of the charge simulating its surface charge exceeds an onset value based on a pre-defined corona onset field value for both positive and negative half cycles. The simulation space line charges are displaced back and forth to the conductor by the action of the electric field whose magnitude and direction depend on the simulation charges in the conductor and in the surrounding space. Recombination process takes place whenever charges of opposite polarities meet together. The calculated corona power loss for three-phase power transmission lines agreed satisfactorily with those reported earlier, and for the first time, the six-phase corona power loss will be presented.     

超/特高压交流输电线路电晕损失的数值仿真研究

电晕决定输电线路的电磁环境特性。采用模拟电荷法计算交流输电线路的电晕损失,交流导线用多根线电荷表示,导线表面场强超过起晕场强时令一定量电荷由导线表面发射到空间中。将交流周期分为若干时段,在每一时刻都考虑了导线表面电荷发射、空间电荷运动、空间电荷复合等效应,重复计算若干周期直至离子流场稳定。在已有方法的基础上改进了起晕条件和电荷发射的计算方法,考虑了导线表面电场不均匀性对电晕放电的影响,从而可以对多相多分裂导线离子流场进行仿真计算,进而计算得到线路电晕损失。对三相8分裂特高压交流线路电晕损失计算结果与试验结果有较好的一致性。     

750kV屋外配电装置导体选型及可听噪声控制的探讨

750 kV配电装置导体选型是超高压交流输变电工程的重要组成部分,导体本身及电晕产生的可听噪声是选择超高压导体类型及分裂形式的重要因素之一。通过计算分裂导线以及管母的表面场强,并预测可听噪声,对750 kV配电装置的导体及分裂形式进行优化,使导体在满足电气和机械性能的前提下有效地降低可听噪声对环境的影响。     

特高压交流输电线路电磁环境研究

研究特高压交流输电电磁环境问题对我国特高压工程建设具有重要意义。采用逐次镜像法计算酒杯塔、紧凑型和同塔双回直线塔的1000 kV交流输电线路导线表面和线路下方距地面1 m水平线处的电场强度；计算了3种塔型下特高压交流输电线路的电晕损耗、无线电干扰、可听噪声、导线最低对地距离和走廊宽度；分析电晕损耗、无线电干扰和可听噪声随海拔变化的情况。结果表明通过选择合适的线路参数可满足特高压交流输电电磁环境指标要求，电晕损耗随海拔有近似指数增加的变化规律，无线电干扰随海拔有近似线性增加的变化规律。     

绞线花纹导线表面电场强度计算与分析

为了准确计算输电绞线花纹多股绞线表面电场强度的大小,建立了二维电场模型,采用有限元法与镜像法相结合的方法计算带有花纹的输电线表面场强,并与光滑导线模型的场强进行比较,还分析了绞线花纹对导线表面最大场强的影响。考虑输电线表面花纹后计算出的表面最大场强与将导线视为光滑圆柱体的计算结果相差>20%。在导线选型时,应充分考虑绞线花纹对导线表面最大场强的影响。     

特高压交流输电工程导线截面及分裂形式研究

为了有效控制线路损耗和电磁环境指标,降低线路造价,选择合理的导线截面及分裂形式,通过分析1 000kV交流输电线路不同分裂形式和不同子导线直径的导线表面电位梯度、导线起晕电压、导线电晕损耗、无线电干扰和可听噪声,比较了各种导线方案的优劣,并研究了高海拔条件对导线起晕电压、导线电晕损耗、无线电干扰和可听噪声的影响,对比了各导线方案对不同海拔地区的适应性。最终结合工程提出了满足电气性能和机械特性要求,适合于我国特高压输电的导线截面及分裂形式,对保证输电系统经济运行和节约工程投资有着重要意义。