特高压GIS套管的宽频等效电路建模

发布时间：2017-07-15 07:06

  本文关键词：特高压GIS套管的宽频等效电路建模

  更多相关文章： 套管 电磁泄漏 补偿电容 传输线 宽频等效电路

【摘要】：GIS(气体绝缘开关设备)进出线套管处的电磁模型对VFTO(特快速暂态过电压)、TEV(暂态外壳电压)以及外部瞬态空间电磁场的建模计算有重要影响。特高压GIS系统的VFTO的频率最高可达100MHz,此时套管屏蔽层导体的长度与电磁波波长可比拟,不能再用集总参数对套管建模。本文对带有双层屏蔽导体的1100kV气体绝缘复合套管建立了其宽频等效电路：用传输线理论对套管的三导体系统间的均匀段建模,用集总电容来等效导体尺寸不连续处激发的电磁波的高次模对主模传输的影响；用多分段的传输线的级联来对尺寸渐变段的双导体建模；利用近似公式建立了表征导体间电磁泄漏的泄漏阻抗模型；分别提取套管顶部均压环、中间屏蔽层的对地电容,提取套管顶部均压环对中间屏蔽层的部分电容。综合上述传输线及各个部位的阻抗模型,计算1MHz到100MHz频率范围内从套管底部看进去的输入阻抗,并与套管的三维全波电磁仿真的输入阻抗结果对比,二者一致性较好。基于EMTP仿真软件,搭建了套管的瞬态仿真模型。以双指数函数脉冲为瞬态仿真的激励源,监测套管顶部导体开口处对应位置的电压,并与套管的三维全波电磁仿真的时域电压结果对比,二者一致性较好。
【关键词】：套管 电磁泄漏 补偿电容 传输线 宽频等效电路
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM595
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 本文的主要研究内容12-13
• 第2章 理论基础及仿真平台简介13-18
• 2.1 引言13
• 2.2 套管简介13-14
• 2.3 传输线理论基础及其应用条件14-16
• 2.4 有限元软件提取电容参数原理16
• 2.5 全波仿真软件简介16-17
• 2.6 电磁暂态计算程序简介17
• 2.7 本章小结17-18
• 第3章 套管各部分结构的等效电路18-32
• 3.1 引言18
• 3.2 套管的物理结构及三维全波仿真模型18-19
• 3.3 均匀双导体同轴结构19-20
• 3.4 外导体半径渐变的双导体同轴结构20-21
• 3.5 外导体半径突变的双导体同轴结构21-27
• 3.5.1 基于电磁波理论的建模21-22
• 3.5.2 基于分离变量法的半径突变处静态电容的计算22-27
• 3.6 中间导体中断的3导体同轴结构27-29
• 3.7 顶部导体间的部分电容29-30
• 3.8 本章小结30-32
• 第4章 电磁泄漏参数的提取32-38
• 4.1 引言32
• 4.2 近似解析模型32-33
• 4.3 基于全波仿真软件的提取33-35
• 4.4 泄漏阻抗的元件等效35-37
• 4.5 本章小结37-38
• 第5章 套管等效电路模型的频域验证38-43
• 5.1 引言38
• 5.2 输入阻抗的仿真计算38
• 5.3 2种特例情况的对比38-40
• 5.4 110kV套管的全波仿真与实验测试40-42
• 5.4.1 输入阻抗的测试40-41
• 5.4.2 仿真计算与测试结果的对比41-42
• 5.5 本章小结42-43
• 第6章 套管等效电路模型的时域验证43-51
• 6.1 引言43
• 6.2 简单同轴3导体结构时域电路模型的验证43-46
• 6.3 终端短路的电路模型的验证46-47
• 6.4 完整结构的电路模型的验证47-48
• 6.5 补偿电容及泄漏阻抗的简化48-49
• 6.6 泄漏电阻对电压波形的影响分析49-50
• 6.7 本章小结50-51
• 第7章 结论与展望51-53
• 7.1 结论51
• 7.2 展望51-53
• 参考文献53-57
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果57-58
• 致谢58

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