1000kV特高压交流输电线路线下钢架建筑的感应电压、电流研究
发布时间:2021-03-08 04:40
随着科学技术的进步,我国用电负荷量大幅度增长,目前以500kV为主的电网构架已经很难满足经济发展所需的用电需求,另一方面,我国能源分布与用电负荷分布不均匀,能源多集中在北部和西部,且根据地区的不同,能源结构差异和地区负荷特性差异明显,这种特点决定了我国需要建设远距离、大容量的1000kV特高压输变电系统。随着1000kV特高压输电技术的发展,线路走廊资源紧张,特高压不可避免会跨越建筑区域,虽然很多国内外学者对特高压交流输电线路下方的工频电磁场进行了研究,但根据近几年特高压交流输电线路投运后出现的实际问题,目前并没有相关文献研究线路下存在大量钢架结构的建筑物(大棚密集区域、金属管道、铁皮建筑等)时感应电的问题以及建筑上产生感应电的估算方法。在实际工程中分析线下建筑的感应电超限问题,研究感应电概算的方法,可以为科学合理的确定走廊宽度做好基础工作,对电力线路的设计和建设具有非常重要的意义。本文主要研究内容和结论如下:(1)输电线路下方工频电磁场理论计算研究。本文从输电线路周围工频电磁场的数值计算方法入手,对比分析各个方法优缺点,在三维有限元的基础上引入了无限元思想,利用ANSYS仿真软件建立...
【文章来源】:山东农业大学山东省
【文章页数】:71 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
模拟电荷法求解示意图
可以用模拟电流法进行求解计算的前提条件(盛剑霓,1991),因此模拟电流法在工频电磁场的求解应用中有很大的局限性。在前提条件符合的情况下,便可在导体表面提出定解条件,然后根据解的惟一性定理,只要给定的模拟电流在求解边界处的矢量磁位符合给定的边界条件,分布不均匀的载流导体内的电流便可以用可用有规则解析解的电流进行模拟或者进行离散化,进而利用这些虚拟出的电流值来计算整个求解空间的工频磁场强度(SilveaterP.P.,1999;Chari.M.V.K,1968)。三相交流输电线路上的校验点、匹配点和模拟电流设置示意图如图2-2所示。相对于模拟电荷法,应用模拟电流法在导线内部产生的求解参数的分布情况与模拟电荷法基本相同,只是没有了镜像部分,模拟产生的校验点和匹配点的位置设置情况与模拟电荷法也基本相同,均在导体表面每个位置,并且每根导体设置模拟电流的个数决定着其上匹配点的数量,即每根导体的模拟电流数为时,则每根导体上的匹配点数也应为。图2-2模拟电流法求解示意图Figure.2-2Schematicdiagramofanalogcurrentmethod计算模拟电流值时,以三相输电线路为例,设A相上的匹配点1为磁位参考点且其上的磁位参数为零,则根据等磁位面模型可以得到匹配点2~上的磁位参数全为零。用
1000kV特高压交流输电线路线下钢架建筑的感应电压、电流研究12精度得到提升,但仍然有不足之处。相对来说,将有限元和无限元结合,在边界处引入无限单元更加省时,并且计算的精度更高(田子山,2013)。在有限元网格的边界Γ∞处建立一层区域,增加无限单元,利用映射关系达到单元向无限远处扩展的目的,这样可以在模型的外边界不用强加边界条件说明电磁场的耗散问题,可以实现无限远处的积分计算。与有限元的计算方法不同的是,无限元方法的位场插值和坐标变换采用的是不同的函数,分别称为形函数(shapefunctions)和映射函数(mappingfunctions)。无限元思想一维情况下的映射原理如图2-3所示。图2-3一维无限元映射示意图Figure.2-3Onedimensionalinfiniteelementmap从图2-3中,可以看到整体坐标下的∈[,∞)被经过映射,转换为了有限范围内的局部坐标下的∈[1,1],这种映射关系可以由式(2.13)表述=1()1+2()1(2.13)式(2.13)中城1()和2()表示映射函数,其计算如式(2.14)和(2.15)1()=21(2.14)2()=1+1(2.15)这种映射具备唯一性,并且在二维和三维情况下均适用。由式(2.13)、式(2.14)和(2.15)式可以得到:=12(2.16)式(2.16)表明呈型衰减。对于电位形函数,设=1,0,1处的电位值分别为1,2,3,假设采用传统有限元二次插值形函数,即=3=1=(1)21+(12)2+(+1)3(2.17)将式(2.16)代入式(2.17),并考虑到在无限元处3=0,得
【参考文献】:
期刊论文
[1]计及弧垂的特高压交流输电线电晕对空间电场的影响[J]. 陈建国,薛毓强. 南昌大学学报(工科版). 2019(03)
[2]同走廊多回特高压直流线路对在建线路的感应电影响研究[J]. 李彪,张杰,俞磊,汪晶毅,王衍东. 南方能源建设. 2019(02)
[3]±1100 kV吉泉线并行交流特高压线路施工中电磁感应及接地分析[J]. 刘勇,刘承志,任红昕,孙明刚,杨仲吕,李慧奇. 电测与仪表. 2019(21)
[4]750 kV同塔双回输电线路感应电压和电流的研究[J]. 史志强,邹德华,俞乾,杨雅倩,郭天伟,李稳,罗日成. 高压电器. 2018(08)
[5]特高压直流输电线路小耐张段导线弧垂的分析[J]. 武俊义,郑晓斌,李乃民. 华北电力技术. 2016(10)
[6]我国与国际能源署用电量指标对比分析[J]. 宋卫东. 中国能源. 2016(03)
[7]超/特高压交直流输电线路下方低压配线上的感应电压和电流计算[J]. 何雨微,刘亚坤,颜楠楠,李世龙,魏本刚,王黎明,傅正财. 电网技术. 2015(09)
[8]特高压直流线路与超高压交流线路同走廊电磁环境及接近距离[J]. 吴启维,任胜军,鞠勇,孟华伟,李晨,李奇峰. 电力建设. 2015(02)
[9]云南—广东±800kV特高压直流线路无线电干扰仿真计算与测试分析[J]. 邓军,肖遥,楚金伟,李立浧,赵宇明,张建功. 高电压技术. 2013(03)
[10]中国特高压交流输电技术创新[J]. 刘振亚. 电网技术. 2013(03)
博士论文
[1]特高压交流输电线路电磁环境研究[D]. 王晓燕.山东大学 2011
硕士论文
[1]特高压交流输电线路电磁暴露安全评估研究[D]. 叶艳峰.兰州交通大学 2018
[2]特高压交流输电线路电场计算与电晕效应研究[D]. 李淼.西安科技大学 2017
[3]1000kV交流特高压线路对500kV交流线路导线的感应电压电流的研究[D]. 彭可竹.上海交通大学 2015
[4]交流架空输电线路附近工频电场及其人体内感应电流计算研究[D]. 田子山.重庆大学 2013
[5]特高压输电线路邻近民房时畸变电场研究[D]. 董松昭.华北电力大学 2013
本文编号:3070428
【文章来源】:山东农业大学山东省
【文章页数】:71 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
模拟电荷法求解示意图
可以用模拟电流法进行求解计算的前提条件(盛剑霓,1991),因此模拟电流法在工频电磁场的求解应用中有很大的局限性。在前提条件符合的情况下,便可在导体表面提出定解条件,然后根据解的惟一性定理,只要给定的模拟电流在求解边界处的矢量磁位符合给定的边界条件,分布不均匀的载流导体内的电流便可以用可用有规则解析解的电流进行模拟或者进行离散化,进而利用这些虚拟出的电流值来计算整个求解空间的工频磁场强度(SilveaterP.P.,1999;Chari.M.V.K,1968)。三相交流输电线路上的校验点、匹配点和模拟电流设置示意图如图2-2所示。相对于模拟电荷法,应用模拟电流法在导线内部产生的求解参数的分布情况与模拟电荷法基本相同,只是没有了镜像部分,模拟产生的校验点和匹配点的位置设置情况与模拟电荷法也基本相同,均在导体表面每个位置,并且每根导体设置模拟电流的个数决定着其上匹配点的数量,即每根导体的模拟电流数为时,则每根导体上的匹配点数也应为。图2-2模拟电流法求解示意图Figure.2-2Schematicdiagramofanalogcurrentmethod计算模拟电流值时,以三相输电线路为例,设A相上的匹配点1为磁位参考点且其上的磁位参数为零,则根据等磁位面模型可以得到匹配点2~上的磁位参数全为零。用
1000kV特高压交流输电线路线下钢架建筑的感应电压、电流研究12精度得到提升,但仍然有不足之处。相对来说,将有限元和无限元结合,在边界处引入无限单元更加省时,并且计算的精度更高(田子山,2013)。在有限元网格的边界Γ∞处建立一层区域,增加无限单元,利用映射关系达到单元向无限远处扩展的目的,这样可以在模型的外边界不用强加边界条件说明电磁场的耗散问题,可以实现无限远处的积分计算。与有限元的计算方法不同的是,无限元方法的位场插值和坐标变换采用的是不同的函数,分别称为形函数(shapefunctions)和映射函数(mappingfunctions)。无限元思想一维情况下的映射原理如图2-3所示。图2-3一维无限元映射示意图Figure.2-3Onedimensionalinfiniteelementmap从图2-3中,可以看到整体坐标下的∈[,∞)被经过映射,转换为了有限范围内的局部坐标下的∈[1,1],这种映射关系可以由式(2.13)表述=1()1+2()1(2.13)式(2.13)中城1()和2()表示映射函数,其计算如式(2.14)和(2.15)1()=21(2.14)2()=1+1(2.15)这种映射具备唯一性,并且在二维和三维情况下均适用。由式(2.13)、式(2.14)和(2.15)式可以得到:=12(2.16)式(2.16)表明呈型衰减。对于电位形函数,设=1,0,1处的电位值分别为1,2,3,假设采用传统有限元二次插值形函数,即=3=1=(1)21+(12)2+(+1)3(2.17)将式(2.16)代入式(2.17),并考虑到在无限元处3=0,得
【参考文献】:
期刊论文
[1]计及弧垂的特高压交流输电线电晕对空间电场的影响[J]. 陈建国,薛毓强. 南昌大学学报(工科版). 2019(03)
[2]同走廊多回特高压直流线路对在建线路的感应电影响研究[J]. 李彪,张杰,俞磊,汪晶毅,王衍东. 南方能源建设. 2019(02)
[3]±1100 kV吉泉线并行交流特高压线路施工中电磁感应及接地分析[J]. 刘勇,刘承志,任红昕,孙明刚,杨仲吕,李慧奇. 电测与仪表. 2019(21)
[4]750 kV同塔双回输电线路感应电压和电流的研究[J]. 史志强,邹德华,俞乾,杨雅倩,郭天伟,李稳,罗日成. 高压电器. 2018(08)
[5]特高压直流输电线路小耐张段导线弧垂的分析[J]. 武俊义,郑晓斌,李乃民. 华北电力技术. 2016(10)
[6]我国与国际能源署用电量指标对比分析[J]. 宋卫东. 中国能源. 2016(03)
[7]超/特高压交直流输电线路下方低压配线上的感应电压和电流计算[J]. 何雨微,刘亚坤,颜楠楠,李世龙,魏本刚,王黎明,傅正财. 电网技术. 2015(09)
[8]特高压直流线路与超高压交流线路同走廊电磁环境及接近距离[J]. 吴启维,任胜军,鞠勇,孟华伟,李晨,李奇峰. 电力建设. 2015(02)
[9]云南—广东±800kV特高压直流线路无线电干扰仿真计算与测试分析[J]. 邓军,肖遥,楚金伟,李立浧,赵宇明,张建功. 高电压技术. 2013(03)
[10]中国特高压交流输电技术创新[J]. 刘振亚. 电网技术. 2013(03)
博士论文
[1]特高压交流输电线路电磁环境研究[D]. 王晓燕.山东大学 2011
硕士论文
[1]特高压交流输电线路电磁暴露安全评估研究[D]. 叶艳峰.兰州交通大学 2018
[2]特高压交流输电线路电场计算与电晕效应研究[D]. 李淼.西安科技大学 2017
[3]1000kV交流特高压线路对500kV交流线路导线的感应电压电流的研究[D]. 彭可竹.上海交通大学 2015
[4]交流架空输电线路附近工频电场及其人体内感应电流计算研究[D]. 田子山.重庆大学 2013
[5]特高压输电线路邻近民房时畸变电场研究[D]. 董松昭.华北电力大学 2013
本文编号:3070428
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