柔性直流输电换流阀屏蔽系统表面电场计算及电容提取

摘要

直流输电换流阀屏蔽系统的表面电场计算对屏蔽系统设计与表面场强控制具有重要的指导作用。本论文使用伽辽金间接边界元方法对柔性直流输电换流阀屏蔽系统表面电场强度分布进行计算与分析，首先构建屏蔽系统模型并在忽略地面的情况下计算了屏蔽系统的表面电场强度，然后以平面代替地面计算屏蔽系统的表面电场强度，并逐步改变平面的尺寸和屏蔽罩距离平面的高度。具体分析了地面的不同处理情况对换流阀屏蔽系统表面电场强度计算结果的影响，获得了一定的规律，并针对计算成本和计算准确性等方面，总结了各种方案的优势和不足之处。进一步提出了利用镜像模型模拟地面的计算方法，将镜像模型引入边界元法，与传统算法相结合，共同模拟直流输电换流阀屏蔽系统。节省了计算量，提高了计算效率。应用ANSYS软件的前处理功能建立换流阀屏蔽系统结构的三维模型，采用伽辽金间接边界元法进行分析，计算了某350kV直流换流站阀体屏蔽系统表面电场。
　　针对柔性直流输电换流阀屏蔽系统，进行了杂散电容参数的提取，分析了杂散电容的分布情况，提出了计算换流阀屏蔽系统杂散电容参数的有效模型，提取了±350kV柔性直流输电换流阀的杂散电容参数。为建立换流系统宽频电路模型提供了必要的参数，也为结构复杂尺寸庞大的多导体系统电容参数提取提供了一种可行的方法。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 柔性直流输电技术及阀塔屏蔽研究现状

1．2．2 电场计算研究现状

1．3 本论文的主要内容

第2章 边界元法基础

2．1 边界元法介绍

2．2 边界元法原理

2．2．1 边界元法特点

2．2．2 直接边界元法

2．2．3 间接边界元方法

2．3 引入镜像模型的边界元法

2．4 本章小结

第3章 换流阀屏蔽系统电场计算

3．1 换流阀屏蔽系统结构

3．1．1 换流阀整体结构

3．1．2 建立模型

3．2 忽略地面情况下电场计算分析

3．2．1 建模与电压施加

3．2．2 计算结果

3．3 小尺寸平面代替地面时电场计算分析

3．3．1 建立模型

3．3．2 计算结果

3．3．3 改变阀塔离地高度建模计算

3．3．4 改变高度计算结果

3．4 中等尺寸平面代替地面时电场计算分析

3．4．1 建立模型

3．4．2 计算结果

3．4．3 改变阀塔离地高度建模计算

3．3．4 改变高度计算结果

3．5 大尺寸平面代替地面时电场计算分析

3．5．1 建立模型

3．5．2 计算结果

3．5．3 改变阀塔离地高度建模计算

3．5．4 改变高度计算结果

3．6 引入镜像模型时屏蔽罩电场计算分析

3．6．1 建立模型

3．6．2 计算结果

3．6．3 改变阀塔离地高度建模计算

3．6．4 改变高度后计算结果

3．7 计算结果总结及最佳方案选择

3．7．1 地面处理情况对计算的影响

3．7．2 最优方案的选择

3．7．3 实例

3．8 本章小结

第4章 换流阀屏蔽系统电容参数提取

4．1 电容计算原理

4．2 换流阀屏蔽系统电容参数提取

第5章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢