隨著科學(xué)技術(shù)的進步,我國用電負(fù)荷量大幅度增長,目前以500kV為主的電網(wǎng)構(gòu)架已經(jīng)很難滿足經(jīng)濟發(fā)展所需的用電需求,另一方面,我國能源分布與用電負(fù)荷分布不均勻,能源多集中在北部和西部,且根據(jù)地區(qū)的不同,能源結(jié)構(gòu)差異和地區(qū)負(fù)荷特性差異明顯,這種特點決定了我國需要建設(shè)遠距離、大容量的1000kV特高壓輸變電系統(tǒng)。隨著1000kV特高壓輸電技術(shù)的發(fā)展,線路走廊資源緊張,特高壓不可避免會跨越建筑區(qū)域,雖然很多國內(nèi)外學(xué)者對特高壓交流輸電線路下方的工頻電磁場進行了研究,但根據(jù)近幾年特高壓交流輸電線路投運后出現(xiàn)的實際問題,目前并沒有相關(guān)文獻研究線路下存在大量鋼架結(jié)構(gòu)的建筑物（大棚密集區(qū)域、金屬管道、鐵皮建筑等）時感應(yīng)電的問題以及建筑上產(chǎn)生感應(yīng)電的估算方法。在實際工程中分析線下建筑的感應(yīng)電超限問題,研究感應(yīng)電概算的方法,可以為科學(xué)合理的確定走廊寬度做好基礎(chǔ)工作,對電力線路的設(shè)計和建設(shè)具有非常重要的意義。本文主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:（1）輸電線路下方工頻電磁場理論計算研究。本文從輸電線路周圍工頻電磁場的數(shù)值計算方法入手,對比分析各個方法優(yōu)缺點,在三維有限元的基礎(chǔ)上引入了無限元思想,利用ANSYS仿真軟件建立... 

【文章來源】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

模擬電荷法求解示意圖

可以用模擬電流法進行求解計算的前提條件（盛劍霓，1991），因此模擬電流法在工頻電磁場的求解應(yīng)用中有很大的局限性。在前提條件符合的情況下，便可在導(dǎo)體表面提出定解條件，然后根據(jù)解的惟一性定理，只要給定的模擬電流在求解邊界處的矢量磁位符合給定的邊界條件，分布不均勻的載流導(dǎo)體內(nèi)的電流便可以用可用有規(guī)則解析解的電流進行模擬或者進行離散化，進而利用這些虛擬出的電流值來計算整個求解空間的工頻磁場強度（SilveaterP.P.，1999；Chari.M.V.K，1968）。三相交流輸電線路上的校驗點、匹配點和模擬電流設(shè)置示意圖如圖2-2所示。相對于模擬電荷法，應(yīng)用模擬電流法在導(dǎo)線內(nèi)部產(chǎn)生的求解參數(shù)的分布情況與模擬電荷法基本相同，只是沒有了鏡像部分，模擬產(chǎn)生的校驗點和匹配點的位置設(shè)置情況與模擬電荷法也基本相同，均在導(dǎo)體表面每個位置，并且每根導(dǎo)體設(shè)置模擬電流的個數(shù)決定著其上匹配點的數(shù)量，即每根導(dǎo)體的模擬電流數(shù)為時，則每根導(dǎo)體上的匹配點數(shù)也應(yīng)為。圖2-2模擬電流法求解示意圖Figure.2-2Schematicdiagramofanalogcurrentmethod計算模擬電流值時，以三相輸電線路為例，設(shè)A相上的匹配點1為磁位參考點且其上的磁位參數(shù)為零，則根據(jù)等磁位面模型可以得到匹配點2~上的磁位參數(shù)全為零。用

1000kV特高壓交流輸電線路線下鋼架建筑的感應(yīng)電壓、電流研究12精度得到提升，但仍然有不足之處。相對來說，將有限元和無限元結(jié)合，在邊界處引入無限單元更加省時，并且計算的精度更高（田子山，2013）。在有限元網(wǎng)格的邊界�！尢幗⒁粚訁^(qū)域，增加無限單元，利用映射關(guān)系達到單元向無限遠處擴展的目的，這樣可以在模型的外邊界不用強加邊界條件說明電磁場的耗散問題，可以實現(xiàn)無限遠處的積分計算。與有限元的計算方法不同的是，無限元方法的位場插值和坐標(biāo)變換采用的是不同的函數(shù)，分別稱為形函數(shù)(shapefunctions)和映射函數(shù)(mappingfunctions)。無限元思想一維情況下的映射原理如圖2-3所示。圖2-3一維無限元映射示意圖Figure.2-3Onedimensionalinfiniteelementmap從圖2-3中，可以看到整體坐標(biāo)下的∈[,∞)被經(jīng)過映射，轉(zhuǎn)換為了有限范圍內(nèi)的局部坐標(biāo)下的∈[1,1]，這種映射關(guān)系可以由式(2.13)表述=1()1+2()1(2.13)式(2.13)中城1()和2()表示映射函數(shù)，其計算如式(2.14)和(2.15)1()=21(2.14)2()=1+1(2.15)這種映射具備唯一性，并且在二維和三維情況下均適用。由式(2.13)、式(2.14)和(2.15)式可以得到：=12(2.16)式(2.16)表明呈型衰減。對于電位形函數(shù)，設(shè)=1,0,1處的電位值分別為1,2,3，假設(shè)采用傳統(tǒng)有限元二次插值形函數(shù)，即=3=1=(1)21+(12)2+(+1)3(2.17)將式(2.16)代入式(2.17)，并考慮到在無限元處3=0，得

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]特高壓交流輸電線路電磁環(huán)境研究[D]. 王曉燕.山東大學(xué) 2011

碩士論文
[1]特高壓交流輸電線路電磁暴露安全評估研究[D]. 葉艷峰.蘭州交通大學(xué) 2018
[2]特高壓交流輸電線路電場計算與電暈效應(yīng)研究[D]. 李淼.西安科技大學(xué) 2017
[3]1000kV交流特高壓線路對500kV交流線路導(dǎo)線的感應(yīng)電壓電流的研究[D]. 彭可竹.上海交通大學(xué) 2015
[4]交流架空輸電線路附近工頻電場及其人體內(nèi)感應(yīng)電流計算研究[D]. 田子山.重慶大學(xué) 2013
[5]特高壓輸電線路鄰近民房時畸變電場研究[D]. 董松昭.華北電力大學(xué) 2013



本文編號：3070428