不同布置形式下特高压输电线路表面场强计算

摘要

近年来特高压输电迅速发展,对优化电网结构起到了重要作用,发展特高压带来了一系列的问题,从技术角度来看输电线路表面电场强度是诸多因素之一。本文对原有的输电线路表面电场强度的方法进行了比较,选取有限元法作为研究方法。通过计算特高压交直流线路、交直流混架线路导线表面场强,分析线路表面电场强度的的诸多影响因素,得到了导线布置的最优方式。另外本文基于有限元软件ANSYS,计算了考虑花纹的绞线表面场强,与将导线视为光滑圆柱体的计算结果相差20％。本文的研究可为输电线路工程设计和建设提供参考。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。

目录

文摘

英文文摘

第一章 引言

1.1 选题的背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要工作

第二章 导线表面电场强度的计算方法

2.1 马克特-门格尔法

2.2 模拟电荷法

2.3 有限元法在静电场中的工作原理

2.3.1 静电场的能量泛函极值解

2.3.2 变分问题的离散解

2.3.3 有限元法的计算步骤

2.4 几种方法的比较

2.5 ANSYS软件特点

2.5.1 前处理

2.5.2 开域问题

2.5.3 网格划分

2.5.4 参数化设计语言APDL

2.6 小结

第三章 特高压交流输电线路导线表面电场强度计算

3.1 有限元剖分精度

3.2 特高压交流输电线路尺寸结构

3.3 特高压交流输电线路模型建立的假设条件

3.4 分裂导线表面电场强度的分布

3.5 特高压交流线路表面电场强度的特性分析

3.5.1 导线离地高度的影响

3.5.2 分裂导线根数的影响

3.5.3 子导线截面的影响

3.5.4 导线布置形式的影响

3.5.5 双回路相序布置方式的影响

3.6 小结

第四章 特高压直流输电线路导线表面电场强度计算

4.1 有限元法、模拟电荷法和马克特-门格尔法计算结果比较

4.2 直流分裂导线表面电场强度的分布

4.3 ±800kV直流输电线路表面最大电场强度的特性分析

4.3.1 导线高度和分裂数的影响

4.3.2 导线截面积和分裂间距的影响

4.3.3 极间距的影响

4.4.4 不同排列方式的影响

4.4 小结

第五章 交直流混架线路导线表面场强计算

5.1 模型建立及简化

5.2 混架线路表面场强分布

5.3 布置形式对场强的影响

5.4 小结

第六章 绞线表面场强计算

6.1 计算方法

6.2 解析解与有限元解对比

6.3 计算模型

6.4 计算分析

6.5 小结

第七章 结论

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

致谢

在校期间发表的学术论文和参加科研情况