电晕空间电荷对直流输电线路雷电屏蔽性能影响的仿真研究

发布时间：2017-08-19 08:44

  本文关键词：电晕空间电荷对直流输电线路雷电屏蔽性能影响的仿真研究

  更多相关文章： 超/特高压直流输电线路 电晕放电 空间电荷 雷电屏蔽

【摘要】：雷电绕击是引起超、特高压直流输电线路闪络的重要原因。分裂子导线以及地线在直流运行电压以及雷云背景电场共同作用下发生电晕放电所产生的大量空间电荷对后续的流注放电和先导放电过程有重要的影响。现有的电气几何模型和先导发展模型均未考虑电晕空间电荷的影响,亟需开展考虑电晕空间电荷影响的输电线路绕击特性研究,优化现有防雷设计。本文以超、特高压直流输电线路为研究对象,针对考虑电晕空间电荷影响的防雷性能评估模型的建立展开了细致的研究。基于电晕放电机理和流体动力学数值计算方法,耦合泊松方程和粒子输运方程的求解,研究建立了雷击过程中适用于直流输电线路分裂导线的电晕空间电荷分布时域数值计算模型。利用实测数据以及仿真计算数据进行对比校验,验证了该模型的有效性。应用该模型,开展了考虑直流运行电压以及雷云背景电场作用下的直流输电线路电晕空间电荷时空分布特征研究,揭示了分裂导线以及地线的动态起晕过程。研究了杆塔呼高、雷云背景电场强度以及自然风速等因素对电晕空间电荷分布的影响。建立了考虑初始电晕空间电荷影响的雷电先导发展模型。基于所建立的模型,开展了典型直流输电线路雷击绕击性能的数值仿真,对比分析了考虑和不考虑电晕空间电荷影响时线路的上行先导放电过程特性,揭示了电晕空间电荷对直流线路雷电绕击性能影响机理,获得了不同杆塔高度以及地线保护角条件下的线路雷击绕击闪络特性,提出了超、特高压直流输电线路防雷保护优化方案。
【关键词】：超/特高压直流输电线路 电晕放电 空间电荷 雷电屏蔽
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM863
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 研究背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-16
• 1.3 本文的主要工作16-17
• 2 雷击过程中直流输电线路电晕空间电荷分布数值计算模型17-35
• 2.1 输电线路电晕空间电荷计算模型17-21
• 2.2 时域数值计算方法21-29
• 2.3 计算模型验证29-33
• 2.4 本章小结33-35
• 3 雷击直流输电线路电晕空间电荷时空分布特征35-71
• 3.1 雷击直流线路电晕空间电荷时空分布35-55
• 3.2 雷击直流线路空间电荷分布的影响因素分析55-69
• 3.3 本章小结69-71
• 4 电晕空间电荷对直流线路雷电屏蔽影响仿真研究71-94
• 4.1 考虑电晕空间电荷的雷电先导发展模型71-73
• 4.2 电晕空间电荷对线路上行先导放电过程的影响73-79
• 4.3 考虑电晕空间电荷的直流输电线路雷电屏蔽性能分析79-92
• 4.5 本章小结92-94
• 5 总结和展望94-98
• 5.1 全文总结94-96
• 5.2 展望96-98
• 致谢98-99
• 参考文献99-105
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文和参与的科研项目105

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本文编号：699775