本文選題：特高壓直流輸電　切入點(diǎn)：霧霾　出處：《山東大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：為保證能源供給和資源的充分利用,我國大力發(fā)展了遠(yuǎn)距離特高壓輸電技術(shù)。特高壓直流輸電線路由于電壓等級高且標(biāo)稱電壓的方向不變,在高場強(qiáng)和惡劣的氣象條件下易導(dǎo)致電暈放電,形成電暈離子流場,由此對電磁環(huán)境帶來的影響及相應(yīng)的生態(tài)效應(yīng),已成為需要關(guān)注和研究的重要課題。作為近年來我國頻繁發(fā)生的大氣污染現(xiàn)象,霧霾發(fā)生時(shí),空氣中含有大量懸浮顆粒物,且不同濕度狀況下含有不同量的霧滴,這些是引發(fā)線路電暈放電的關(guān)鍵因素。因此,開展霧霾天氣下特高壓直流輸電線路的電暈放電和線路下方地面離子流場特性研究,具有重要的理論和實(shí)際意義。本文對霧霾天氣下特高壓直流輸電線路的電暈離子流場進(jìn)行了數(shù)值研究。建立了一個(gè)計(jì)及霧霾影響的描述特高壓直流輸電線路電暈離子流場的計(jì)算模型,對不同霧霾狀況下,不同線路排布方式和不同極導(dǎo)線結(jié)構(gòu)參數(shù)下,地面合成電場、離子流密度分布及其變化規(guī)律作了計(jì)算分析。本研究工作包含了以下的內(nèi)容和結(jié)果：1.闡述了電暈放電的基本原理和特點(diǎn),依據(jù)霧霾的特性提出將霧與霾區(qū)分的概念模型用于本文相關(guān)計(jì)算,從導(dǎo)線表面狀況、起暈場強(qiáng)、離子遷移率三個(gè)方面來闡明不同濕度霧霾對電暈放電特性的影響機(jī)理。2.建立了一個(gè)霧霾條件下電暈發(fā)生時(shí)特高壓直流輸電線路離子流場的計(jì)算模型,并基于有限元方法,實(shí)現(xiàn)了線路下方的地面合成電場和離子流密度的計(jì)算。以±800kV特高壓直流輸電線路為研究對象,計(jì)算分析了不同霧霾狀況對地面電暈離子流場的影響規(guī)律。結(jié)果表明：(1)高濕度的霧霾天氣會使地面合成電場和電暈離子流密度隨霧霾污染等級的增加而增大,且在污染等級較高時(shí),兩者最大值相對于正常天氣的增大幅度隨污染濃度呈近似的線性增加；(2)干霾或低濕度霧霾天氣下,電暈離子流場呈現(xiàn)與高濕度情況相似的變化規(guī)律,只是相對于正常天氣下的值,增加量很��；(3)霧霾發(fā)生時(shí),濕度對電暈起始場強(qiáng)的影響和空間懸浮顆粒的荷電行為是使地面合成電場和離子流密度變化的主要原因。遷移率的變化則抑制了離子流密度的增加,因而離子流密度雖有增大,但均遠(yuǎn)小于國家標(biāo)準(zhǔn)所限定的最大值。3.考慮不同濕度和不同污染等級霧霾狀況,并計(jì)及起暈過程的濕度效應(yīng)和懸浮微粒的荷電機(jī)理,對±800kV同塔雙回特高壓直流輸電線路,在不同的參數(shù)設(shè)計(jì)(導(dǎo)線排布方式、導(dǎo)線布置高度、水平間距、垂直間距)方式下的電暈離子流場進(jìn)行了計(jì)算研究,結(jié)果表明：(1)同塔雙回特高壓直流輸電線路的不同排布方式在4級及以下污染程度的霧霾天氣中,電暈離子流場特性差別不明顯。然而,隨著霧霾污染程度進(jìn)一步加劇至4級以上時(shí),同極同側(cè)垂直布置的線路對于抑制地面合成電場和離子流密度的變化表現(xiàn)出更明顯的優(yōu)勢；(2)同塔雙回線路各極導(dǎo)線選擇大截面導(dǎo)體有利于弱化重霧霾天氣下直流線路的電暈離子流場效應(yīng),但當(dāng)霧霾污染等級達(dá)6級時(shí),該效應(yīng)會出現(xiàn)增強(qiáng)趨勢,故實(shí)際工程中導(dǎo)線的外徑不宜選擇過大；(3)雙回線路回線間距的增大不利于克服重霧霾天氣對電暈離子流場造成的影響,因此回線間距在滿足絕緣要求的前提下應(yīng)當(dāng)越小越好；而極導(dǎo)線間距的增加可在一定程度上補(bǔ)償霧霾對電暈離子流場造成的影響,然而從節(jié)省線路走廊的角度來考慮,極間距又不宜過大；(4)導(dǎo)線最小對地高度對電暈離子流場特性的影響顯著大于霧霾微粒的影響,線路最小對地高度的增加能夠有效抑制霧霾天氣下地面合成電場和離子流密度的增大。
[Abstract]:In order to make full use of ensuring the supply of energy and resources, China's vigorous development of long-distance UHV transmission technology. UHV DC transmission lines due to the high voltage and the nominal voltage of the same direction, resulting in corona discharge easily in the high field and bad weather conditions, the formation of corona ion flow field, the resulting impact on the electromagnetic environment and its ecological effect, has become an important subject in need of attention and research. As air pollution phenomenon in China in recent years, the frequent occurrence of fog and haze, containing a large number of suspended particles in the air, with different amounts and different humidity conditions of the droplets, which are key factors caused by line corona discharge. Therefore, study on the ground below the ion flow field characteristics of fog and haze under UHV DC transmission lines corona discharge and line, has important theoretical and practical significance. This paper on haze days Corona ion flow field of gas under UHV DC transmission lines are studied. A calculation model was established to describe the UHV DC transmission lines and the effects of haze corona ion flow field, on different haze conditions, different line arrangement and different pole structure parameters, the ground electric field, ion current density distribution and variation were calculated and analyzed. The research work includes the following contents and conclusions: 1. describes the basic principle and characteristics of corona discharge, according to the characteristics of the conceptual model of the haze of fog and haze for the distinction between related calculation, from the surface of the wire, corona electric field, ion mobility three aspects to clarify the mechanism of.2. in different humidity haze effect on corona discharge characteristics of a computational model of a haze under the condition of corona occurs when the UHVDC transmission line ion flow field Type, based on the finite element method, used to calculate the line below the ground total electric field and ion current density. The 800kV UHVDC transmission lines as the research object, analyze the influence law of different conditions on the ground haze corona ion flow field calculation. The results showed that: (1) increase in high humidity haze weather causes the ground electric field and corona ion current density with increasing levels of haze pollution, and pollution in higher level, both the maximum relative to normal weather increases with the increase of pollution concentration is approximately linear; (2) dry haze or fog and haze under low humidity, corona ion flow field presents similar changes with high humidity the only relative to the normal value of the weather, a very small amount of increase; (3) the occurrence of haze, influence of humidity on corona onset electric field and space charge behavior of suspended particles is the synthesis of electric ground The main reason for the density change of the ion flow field and increased. The change of the suppression of the ion current density, and ion current density is increased, the maximum value of.3. under different humidity and different pollution levels but the haze situation is far less than the national standard limit, humidity effect and suspended particles and the onset process the charging mechanism, the + 800kV double circuit on the same tower in UHV DC transmission lines, in different design parameters (conductor arrangement, conductor arrangement height, horizontal spacing, vertical spacing) corona ion flow field under studied, results showed that: (1) the same tower double circuit UHVDC transmission the different line arrangement in 4 and the following pollution haze weather, flow characteristics of corona ion did not differ significantly. However, with the haze pollution degree further to more than 4, are vertically arranged at the same side The line for change to suppress ground electric field and ion current density showed more obvious advantages; (2) double circuit lines on the same tower each pole conductor has the disadvantages of large section conductor corona ion flow field effect under heavy fog and haze of DC line, but when the haze pollution grade of 6, the effect will be enhanced the trend, so in actual engineering wire diameter should not be too large; (3) increase double circuit loop spacing is not conducive to overcome the impact of heavy fog and haze caused by corona ion flow, so the loop spacing in the prerequisite to meet the requirements of the insulation should be as small as possible; and increase the pole spacing can be affected in some degree on the compensation of haze caused by corona ion flow field, however the savings from the line corridor perspective, pole spacing and should not be too large; (4) minimum height of conductor of corona ion flow field It is significantly greater than the effect of haze particles, and the increase of the minimum ground height can effectively inhibit the increase of the surface synthetic electric field and the ion flow density in the haze weather.

【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM75

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本文編號：1643551