超高压变电站工频电磁场计算分析与应用

发布时间：2017-08-12 07:27

  本文关键词：超高压变电站工频电磁场计算分析与应用

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【摘要】：随着我国变电站电压等级的持续提高,变电站内电磁场分布问题也愈来愈受到社会各界的关注。通过对整个变电站内空间任意处分布的工频电磁场计算方法的研究,为开展变电站工频电磁场在工程设计和环境评价方面的应用研究具有非常重要的现实意义,同时,还能用于不同电压等级的变电站工频电磁场强度的预测与计算工作。目前关于变电站内工频电磁场的计算分析主要集中在站内实际测量分析和重要电气设备周围的工频电磁场计算,对站内工频电磁场整体分布的数值计算还鲜有研究。变电站内带电导体相对集中,电气设备种类复杂繁多且形状各异,使电场源和磁场源变得复杂不宜计算。倘若为了研究变电站内三维工频电磁场的分布问题,则须采用适宜的数值算法进行模型建立与仿真分析,使之能深入研究变电站内电磁场的分布问题。基于矩量法(MOM)与模拟电荷法(CSM),对整个超高压变电站内空间分布的工频电磁场进行仿真与分析。具体工作内容如下:①基于改进的三维模拟电荷法,推导了变电站空间工频电场的计算方法。采用改进的模拟电荷法,能较短时间的计算整个变电站内空间分布的三维工频电场,为计算其他电压等级变电站内工频电场提供了有效、快速的方法。②基于矩量法,推导了变电站内三维工频磁场的计算方法。该方法可以对建立的变电站内进出线、母线及空心电抗器组等电气设备的较大场域模型进行工频磁场计算,为研究变电站内工频磁场的分布提供了一种途径。③建立变电站内电气设备模型及变电站整体三维电磁场模型,根据空气绝缘开关设备(AIS)变电站内部电气设备的物理模型及对周围空间电磁场影响的作用建立模型,并将所建模型简化,以达到预期的工程实际需求,为其他变电站电磁场整体建模提供一种有效方法。④通过所建的变电站三维电磁场模型,进行变电站工频磁场的仿真计算与研究分析,通过计算结果与实测数据的良好比对,验证了算法及建模的有效性。最后还讨论变电站工频电磁场是否超过暴露限值,以及对变电站内工频电磁场分布的优化分析。
【关键词】：变电站 模拟电荷法 矩量法 工频电磁场 优化电磁场
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM63
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 课题背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 变电站工频电磁场研究现状9-11
• 1.2.2 电磁场的限值标准11-12
• 1.3 论文主要工作12-13
• 2 基本原理和方法13-21
• 2.1 电磁场数值计算13
• 2.2 模拟电荷法13-14
• 2.3 矩量法14-16
• 2.4 变电站工频电磁场计算原理16-20
• 2.4.1 工频电场计算16-18
• 2.4.2 工频磁场计算18-20
• 2.5 本章小结20-21
• 3 变电站模型的建立21-29
• 3.1 变电站简介21-22
• 3.2 变电站模型的建立22-28
• 3.2.1 变电站模型的简化原则22-23
• 3.2.2 变电站内具体模型的建立23-26
• 3.2.3 变电站整体模型的建立26-28
• 3.3 本章小结28-29
• 4 变电站工频电场计算29-45
• 4.1 模型及算法的有效性验证29-30
• 4.2 500kV变电站工频电场的计算30-34
• 4.2.1 变电站内整体工频电场计算31-32
• 4.2.2 变电站内路径周围工频电场计算32-34
• 4.3 分析变电站电场分布的影响因素34-37
• 4.3.1 变电站内设备基座的高度影响34-35
• 4.3.2 变电站内进出线相间距的影响35-36
• 4.3.3 变电站内导线排列方式的影响36-37
• 4.4 变电站内畸变电场的计算37-43
• 4.4.1 考虑站内建筑物时工频电场的计算37-41
• 4.4.2 考虑金属接地体时工频电场的计算41-43
• 4.5 本章小结43-45
• 5 变电站工频磁场计算45-55
• 5.1 模型及算法的有效性验证45-46
• 5.2 变电站工频磁场的计算46-49
• 5.2.1 整体变电站工频磁场的计算46-47
• 5.2.2 变电站内典型路经的工频磁场计算47-49
• 5.3 空心电抗器周围工频磁场的计算49-53
• 5.3.1 单相空心电抗器工频磁场的计算49
• 5.3.2 三相电抗器组工频磁场的计算49-51
• 5.3.3 空心电抗器架设方式对周围磁场的影响51-53
• 5.4 短路故障状态下工频磁场的计算53-54
• 5.5 本章小结54-55
• 6 论文总结与展望55-57
• 6.1 论文主要工作及研究成果55-56
• 6.2 需要进一步研究的问题56-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-62
• 附录62
• A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文62
• B.作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目目录62

【共引文献】

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9 侯雪;刘n，

本文编号：660429