本文關(guān)鍵詞：基于有限元和模擬電荷法的輸電線路工頻電磁場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái),隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,對(duì)電力的需求呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì),進(jìn)而對(duì)電網(wǎng)的建設(shè)也加快了前進(jìn)的步伐,與此同時(shí),輸電線路的電壓等級(jí)也在不斷地提高,從而將會(huì)在線路附近產(chǎn)生電磁場(chǎng)。電力系統(tǒng)的電磁干擾不但影響系統(tǒng)電力設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)行,還可能對(duì)人體的健康造成危害,但由于電磁場(chǎng)看不見、摸不著,往往很容易忽視電磁場(chǎng)的存在以及電磁環(huán)境惡化對(duì)生物有機(jī)體可能帶來(lái)的危害。重要的是,高壓輸電線路可能會(huì)跨越公眾活動(dòng)區(qū)域,甚至是進(jìn)入市區(qū),人們對(duì)環(huán)保意識(shí)和維權(quán)意識(shí)逐漸增強(qiáng),其所可能導(dǎo)致的電磁環(huán)境污染問題也越來(lái)越受到人們關(guān)注。對(duì)輸電線路電磁場(chǎng)分布規(guī)律的研究是十分有必要的,這主要對(duì)于電力系統(tǒng)設(shè)備的可靠、安全及穩(wěn)定運(yùn)行提供必要的理論依據(jù)。本文首先對(duì)電磁場(chǎng)的基本理論及輸電線路電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算的各種方法進(jìn)行了詳細(xì)的論述和比較,并采用MATLAB編寫模擬電荷法的仿真程序,以此來(lái)對(duì)輸電線路下影響工頻電場(chǎng)分布規(guī)律的因素進(jìn)行分析與研究,包括線路導(dǎo)線對(duì)地高度、相間距離、分裂導(dǎo)線數(shù)以及導(dǎo)線布置方式等等。接著,使用有限元仿真軟件Ansoft Maxwell搭建了輸電線路各種主要的實(shí)際工程運(yùn)行模型,其中包括水平排列方式、三角形排列方式、同塔雙回線路排列方式以及同塔四回線路排列方式,仿真研究并總結(jié)了線路在不同排列方式下的電場(chǎng)分布規(guī)律,之后,提出了用于減少輸電線路下工頻電場(chǎng)強(qiáng)度的措施。此外,考慮到實(shí)際工程中地面可能出現(xiàn)的非理想化水平面模型,故而利用Ansoft Maxwell建立了不同地面仿真模型,分析研究了將地面近似看作為水平面、偶函數(shù)、奇函數(shù)以及非奇非偶函數(shù)下的工頻電場(chǎng)曲線的變化規(guī)律。緊接著,利用MATLAB編寫了輸電線路工頻磁場(chǎng)的仿真程序,對(duì)影響磁場(chǎng)分布的因素進(jìn)行了分析研究,并總結(jié)線路下工頻磁場(chǎng)的分布規(guī)律,提出了降低磁場(chǎng)的措施。最后,使用MATLAB/GUI編寫了一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)不同方式下輸電線路下電磁場(chǎng)仿真計(jì)算軟件平臺(tái),使用該軟件可以對(duì)線路在不同工程模型和不同排列方式下工頻電磁場(chǎng)變化規(guī)律進(jìn)行可視化操作。此外,也實(shí)現(xiàn)了不同因素下電磁場(chǎng)分布規(guī)律的研究,這為輸電線路下電磁環(huán)境的優(yōu)化和建設(shè)提供一定的參考意義。
【關(guān)鍵詞】：電磁場(chǎng) MATLAB 模擬電荷法 Ansoft Maxwell 軟件平臺(tái)
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM75
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-15
• 第一章 緒論15-24
• 1.1 課題的研究背景與意義15-16
• 1.2 課題國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 輸電線路電場(chǎng)的限值18-21
• 1.3.1 國(guó)際組織關(guān)于電場(chǎng)限值的限定18-20
• 1.3.2 部分國(guó)家對(duì)于電場(chǎng)限值的限定20-21
• 1.4 輸電線路磁場(chǎng)的限值21-22
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容22-24
• 第二章 輸電線路下工頻電場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算方法24-42
• 2.1 工頻電場(chǎng)的產(chǎn)生24-25
• 2.2 電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算方法的理論基礎(chǔ)25-30
• 2.2.1 麥克斯韋電磁場(chǎng)方程組25-26
• 2.2.2 電磁場(chǎng)的微分方程組26-28
• 2.2.3 靜電場(chǎng)的基本方程28
• 2.2.4 電磁場(chǎng)分析中的邊界條件28-30
• 2.3 電場(chǎng)數(shù)值計(jì)算方法的介紹和比較30-34
• 2.3.1 常用電場(chǎng)數(shù)值計(jì)算方法30-33
• 2.3.2 電場(chǎng)數(shù)值計(jì)算方法比較33-34
• 2.4 模擬電荷法34-36
• 2.4.1 模擬電荷法的基本原理34
• 2.4.2 模擬電荷法的數(shù)學(xué)模型34-35
• 2.4.3 模擬電荷法的求解過(guò)程35-36
• 2.4.4 模擬電荷和匹配點(diǎn)的布置36
• 2.5 有限元法36-41
• 2.5.1 有限元法的概念36-37
• 2.5.2 有限元法的基本原理37
• 2.5.3 靜電場(chǎng)的邊值問題37-38
• 2.5.4 靜電場(chǎng)的能量泛函極值解38-40
• 2.5.5 變分問題的離散解40-41
• 2.5.6 有限元法的一般計(jì)算步驟41
• 2.6 本章小結(jié)41-42
• 第三章 基于模擬電荷法的輸電線路下工頻電場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算與研究42-60
• 3.1 MATLAB軟件的介紹42
• 3.2 輸電線路模型的簡(jiǎn)化42-44
• 3.3 輸電線路下工頻電場(chǎng)的計(jì)算44-47
• 3.3.1 分裂導(dǎo)線等效半徑的計(jì)算44-45
• 3.3.2 電位系數(shù)矩陣的計(jì)算45-46
• 3.3.3 輸電線路下電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算46-47
• 3.4 基于模擬電荷法的輸電線路下工頻電場(chǎng)的程序?qū)崿F(xiàn)47-48
• 3.5 影響輸電線路下電場(chǎng)的主要因素48-58
• 3.5.1 線路對(duì)地高度對(duì)電場(chǎng)的影響49-52
• 3.5.2 相間距離對(duì)電場(chǎng)的影響52-53
• 3.5.3 子導(dǎo)線半徑對(duì)電場(chǎng)的影響53-54
• 3.5.4 分裂導(dǎo)線數(shù)對(duì)電場(chǎng)的影響54-55
• 3.5.5 導(dǎo)線布置形式對(duì)電場(chǎng)的影響55-58
• 3.6 本章小結(jié)58-60
• 第四章 基于Ansoft Maxwell的輸電線路下工頻電場(chǎng)的仿真分析與研究60-86
• 4.1 Ansoft Maxwell軟件的介紹及可行性分析驗(yàn)證60-65
• 4.1.1 Ansoft Maxwell的介紹60-62
• 4.1.2 Ansoft Maxwell的自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)剖分技術(shù)62-63
• 4.1.3 數(shù)據(jù)有效性驗(yàn)證63-65
• 4.2 基于Ansoft Maxwell軟件的輸電線路的建模65-69
• 4.2.1 輸電線路水平排列模型65-66
• 4.2.2 輸電線路三角形排列模型66
• 4.2.3 輸電線路雙回排列模型66-68
• 4.2.4 輸電線路四回排列模型68-69
• 4.3 仿真結(jié)果與分析69-79
• 4.3.1 水平排列方式分析70-72
• 4.3.2 三角形排列方式分析72-73
• 4.3.3 同塔雙回排列方式分析73-76
• 4.3.4 同塔四回排列方式分析76-79
• 4.4 輸電線路下工頻電場(chǎng)的抑制79-83
• 4.4.1 建筑物對(duì)輸電線路下電場(chǎng)的抑制79-80
• 4.4.2 屏蔽線對(duì)輸電線路下電場(chǎng)的抑制80-82
• 4.4.3 避雷線對(duì)工頻電場(chǎng)的抑制82-83
• 4.5 電磁屏蔽效應(yīng)83-85
• 4.6 本章小結(jié)85-86
• 第五章 不同地形對(duì)輸電線路下電場(chǎng)影響的仿真分析與研究86-93
• 5.1 理想水平面時(shí)的電場(chǎng)分布規(guī)律86-87
• 5.2 偶函數(shù)時(shí)的電場(chǎng)分布規(guī)律87-89
• 5.3 奇函數(shù)時(shí)的電場(chǎng)分布規(guī)律89-91
• 5.4 非奇非偶函數(shù)時(shí)的電場(chǎng)分布規(guī)律91-92
• 5.5 本章小結(jié)92-93
• 第六章 輸電線路下工頻磁場(chǎng)的分析與研究93-102
• 6.1 引言93
• 6.2 工頻磁場(chǎng)的計(jì)算93-96
• 6.3 影響輸電線路磁場(chǎng)分布的因素96-100
• 6.3.1 不同排列方式對(duì)磁場(chǎng)的影響97
• 6.3.2 線路對(duì)地高度對(duì)磁場(chǎng)的影響97-98
• 6.3.3 相電流對(duì)磁場(chǎng)的影響98-99
• 6.3.4 相間距離對(duì)磁場(chǎng)的影響99-100
• 6.4 輸電線路磁場(chǎng)的影響分析及降低措施100-101
• 6.5 本章小結(jié)101-102
• 第七章 基于MATLAB/GUI的輸電線路工頻電磁場(chǎng)的仿真計(jì)算軟件102-114
• 7.1 MATLAB/GUI概述102-104
• 7.1.1 MATLAB/GUI的設(shè)計(jì)原則103
• 7.1.2 MATLAB/GUI的設(shè)計(jì)流程103-104
• 7.2 MATLAB的用戶界面設(shè)計(jì)104-107
• 7.2.1 圖形句柄對(duì)象104
• 7.2.2 界面構(gòu)成和設(shè)計(jì)工具104-106
• 7.2.3 回調(diào)函數(shù)106-107
• 7.3 輸電線路工頻電磁場(chǎng)仿真計(jì)算平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)107-113
• 7.3.1 MATLAB/GUI的建立107
• 7.3.2 輸電線路下工頻電磁場(chǎng)仿真計(jì)算軟件平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)107-113
• 7.4 本章小結(jié)113-114
• 結(jié)論與展望114-117
• 參考文獻(xiàn)117-123
• 研究生期間發(fā)表論文123-124
• 研究生期間參與科研項(xiàng)目124-126
• 致謝126-127
• 附錄127

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 彭湃;程漢湘;陳杏燦;楊健;李蕾;;基于有限元的超高壓輸電線路電場(chǎng)的數(shù)值分析與測(cè)量[J];電測(cè)與儀表;2016年03期

2 彭湃;程漢湘;陳杏燦;余音;;高壓輸電線路特殊地形電場(chǎng)的數(shù)值分析與研究[J];電工電氣;2015年03期

3 邢修武;馬孝平;;基于有限元的輸電導(dǎo)線電磁環(huán)境評(píng)估與預(yù)測(cè)[J];電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào);2011年03期

4 楊宏;胡艷;;500kV超高壓輸電線路的工頻電場(chǎng)分析[J];計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化;2011年02期

5 殷曉紅;金鎮(zhèn)山;張金麗;;運(yùn)行高壓輸電線路的環(huán)境保護(hù)[J];黑龍江電力;2010年05期

6 俞集輝;王國(guó)輝;;計(jì)及地電位升高的超高壓交流輸電線路工頻電場(chǎng)計(jì)算[J];高壓電器;2010年01期

7 李永明;何健;徐祿文;楊越;賈晉;;超高壓輸電線路下工頻電場(chǎng)抑制方法的研究[J];高壓電器;2009年04期

8 韋鋼;楊毅;周冰;;工頻電磁場(chǎng)對(duì)人體的影響及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分析[J];上海電力學(xué)院學(xué)報(bào);2009年02期

9 鄔雄;丁燕生;;我國(guó)500kV電網(wǎng)的電磁環(huán)境狀況和策略[J];高電壓技術(shù);2008年11期

10 盧鐵兵;馮晗;崔翔;;基于上流有限元法對(duì)高壓直流輸電線路下合成電場(chǎng)的研究[J];電網(wǎng)技術(shù);2008年02期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 肖冬萍;特高壓交流輸電線路電磁場(chǎng)三維計(jì)算模型與屏蔽措施研究[D];重慶大學(xué);2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 何婷婷;基于邊界元法的高壓輸電線路相關(guān)電場(chǎng)計(jì)算[D];華北電力大學(xué);2013年

2 王杰;超高壓及特高壓交流輸電工程電磁環(huán)境的研究[D];北京交通大學(xué);2011年

3 潘麗麗;面向圖形用戶界面的自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)研究[D];湖南大學(xué);2009年

4 袁一飛;基于邊界元法的超高壓輸電線路工頻電場(chǎng)研究[D];重慶大學(xué);2008年

5 王曉暉;500kV同塔四回路電磁場(chǎng)生態(tài)環(huán)境影響分析[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：基于有限元和模擬電荷法的輸電線路工頻電磁場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算與研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：282026