我國(guó)的能源分布為西多東少,其中,煤炭等化石能源主要分布在西部和北部地區(qū),水資源主要集中在西南地區(qū)。近年來,隨著對(duì)西部能源開發(fā)力度的加大,對(duì)西電東送工程的依賴也越來越高,通過特高壓輸電將西部能源以電能的形式輸送到全國(guó)各地。我國(guó)西部地區(qū)海拔普遍偏高,很多地方海拔達(dá)到4000米以上,像拉薩市的海拔有3600米,而唐古拉山口的海拔將近5000米。隨著海拔升高,空氣密度逐漸降低,氣體的絕緣性能也會(huì)受到影響,若電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)或操作不當(dāng)會(huì)引發(fā)事故。因此對(duì)低氣壓下氣體放電相關(guān)特性的研究就顯得非常有必要了。為研究不均勻電場(chǎng)下短間隙放電的放電通道外部特征和大氣壓強(qiáng)的關(guān)系,本文重點(diǎn)研究了放電通道的分形維數(shù)隨氣壓的變化。首先應(yīng)用WZ模型通過MATLAB仿真對(duì)不同氣壓下針板電極放電通道的發(fā)展進(jìn)行模擬,仿真的過程中將針板電極之間的氣體電介質(zhì)宏觀化,根據(jù)氣體密度分成若干個(gè)網(wǎng)格,每一個(gè)網(wǎng)格格點(diǎn)都有可能成為放電發(fā)展點(diǎn),根據(jù)邊界條件,通過拉普拉斯方程計(jì)算出各格點(diǎn)的電位,再通過rand函數(shù)計(jì)算出待發(fā)展點(diǎn)與周圍樹點(diǎn)連接的概率,得出放電通道的發(fā)展路徑,最后計(jì)算出放電通道的分形維數(shù)。仿真時(shí)通過改變針板電極之間的網(wǎng)格步長(zhǎng)來達(dá)到改變... 

【文章來源】：重慶理工大學(xué)重慶市

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

科赫曲線

2基于WZ模型的針板電極放電仿真92基于WZ模型的針板電極放電仿真本章首先介紹了基于WZ模型的氣體電介質(zhì)放電的仿真原理。然后通過MATLAB2017建立針板電極放電模型，對(duì)同一實(shí)驗(yàn)環(huán)境、不同氣壓下60mm間隙的針板電極放電現(xiàn)象進(jìn)行了仿真，詳細(xì)解釋了仿真步驟和仿真流程。最后得出不同氣壓下針板電極放電通道分形維數(shù)的變化。2.1WZ模型簡(jiǎn)介WZ模型是根據(jù)放電時(shí)的分形特征和隨機(jī)性建立的仿真模型，是對(duì)針板電極間的微觀通道進(jìn)行描述，放電時(shí)將針板電極之間的氣體電介質(zhì)宏觀化，根據(jù)氣體密度將兩電極之間的空氣電介質(zhì)分成若干個(gè)格點(diǎn)，每一個(gè)格點(diǎn)均有可能成為放電發(fā)展點(diǎn)。通過有限差分法，計(jì)算出模型中各個(gè)格點(diǎn)的電位。放電通道發(fā)展的過程中主要受確定性因素和隨機(jī)因素影響。確定因素即電介質(zhì)中的電場(chǎng)分布，隨機(jī)因素指的是發(fā)展概率指數(shù)η。WZ模型的針板電極仿真結(jié)構(gòu)圖如圖2.1所示。圖2.1WZ模型的針板電極結(jié)構(gòu)圖在WZ模型中放電的發(fā)展為步長(zhǎng)相等的步進(jìn)式發(fā)展，邊界條件為針電極電位φ=1，

2基于WZ模型的針板電極放電仿真11圖2.2為圖2.1中任取某相鄰的五個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)之間的網(wǎng)格步長(zhǎng)均為h，0點(diǎn)的一階偏導(dǎo)數(shù)為圖2.2網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)示意圖xxxhyhxyhxx2),(),(|00000(2.8)則二階偏導(dǎo)數(shù)為23010000222),2(),2(|0hhyhxyhxxxxxx(2.9)用有限差商代替0|22yyx，則2402222|0hxyy(2.10)將式(2.9)和式(2.10)帶入到式(2.7)中，可得差分離散化后的拉普拉斯方程443210(2.11)綜上所述，在WZ模型中，兩電極之間的每一個(gè)格點(diǎn)都有一個(gè)差分方程，通過邊界條件和各個(gè)內(nèi)部格點(diǎn)電位聯(lián)立成方程組即可計(jì)算出所有格點(diǎn)的電位值。在實(shí)際仿真時(shí)，由于格點(diǎn)數(shù)龐大，方程數(shù)量多，很難聯(lián)立方程組，因此，本文通過MATLAB，采用雅可比迭代形式來計(jì)算各個(gè)格點(diǎn)的電位。迭代過程如式(2.12)。)(41,11,,11,1,kjikjikjikjikjii,j=1,2,...(2.12)通過式(2.12)迭代時(shí)，若發(fā)展點(diǎn)為邊界點(diǎn)，則根據(jù)邊界條件φi,j=fi,j代入，設(shè)迭代時(shí)允許的最大誤差為W，則Wkjikji||,)1(,(2.13)在計(jì)算出各格點(diǎn)的電位后，通過發(fā)展概率函數(shù)計(jì)算出放電通道的發(fā)展方向。其發(fā)展概率函數(shù)為


本文編號(hào)：3321100