發(fā)布時間：2017-08-07 21:41

  本文關(guān)鍵詞：絕緣子電場積分方程的場域元與邊界元耦合方法

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【摘要】：近年來,隨著特高壓直流輸電技術(shù)與柔性直流輸電技術(shù)在我國不斷發(fā)展,直流輸電換流閥塔的結(jié)構(gòu)在不斷變化。絕緣子是直流輸電換流閥塔的重要組成部分,針對直流輸電換流閥塔絕緣子的電場分析,對于直流輸電換流閥塔的設(shè)計具有重要意義。針對絕緣子內(nèi)部的電場,本論文提出了積分方程場域元法。該方法以電介質(zhì)內(nèi)的電位作為求解變量列出積分方程,采用伽遼金加權(quán)余量法將場域離散為場域單元,從而將積分方程離散化為代數(shù)方程組,求解方程組即可得到電介質(zhì)內(nèi)的電位。為了避免奇異積分,對伽遼金加權(quán)余量法進(jìn)行了改進(jìn)。根據(jù)已求得的電介質(zhì)內(nèi)的電位,通過求梯度計算得到電介質(zhì)內(nèi)的電場,通過積分計算得到電介質(zhì)外的電位和電場。選取有解析解的靜電場算例,采用積分方程場域元法計算電介質(zhì)內(nèi)外的電位和電場。將數(shù)值計算結(jié)果與解析解進(jìn)行對比,驗(yàn)證了積分方程場域元法的正確性。對于絕緣子兩端的金具以及均壓環(huán)的表面電場,采用伽遼金間接邊界元法進(jìn)行計算。針對絕緣子及其兩端金具以及均壓環(huán)組成的系統(tǒng),本論文提出了積分方程場域元與邊界元耦合的方法,通過多次迭代計算絕緣子內(nèi)部電場以及金具和均壓環(huán)的表面電場。以某直流輸電換流閥塔支柱絕緣子為例,采用積分方程場域元與邊界元耦合的方法計算了絕緣子內(nèi)的電位和電場分布以及絕緣子兩端金具和均壓環(huán)的表面電場。并對比了有無絕緣子時絕緣子兩端金具和均壓環(huán)的表面電場,以及忽略絕緣子傘裙對絕緣子內(nèi)的電場,絕緣子兩端金具和均壓環(huán)表面電場的影響。結(jié)果表明,不考慮絕緣子以及忽略絕緣子傘裙對均壓環(huán)的表面電場影響不大,但對絕緣子高壓端金具與絕緣子分界面處的電場有一定的影響。
【關(guān)鍵詞】：換流閥 絕緣子 積分方程 場域元 邊界元 迭代法
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM216
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容12-14
• 第2章 積分方程場域元法14-21
• 2.1 電介質(zhì)內(nèi)電位的計算方法14-16
• 2.2 電介質(zhì)內(nèi)電場的計算方法16-17
• 2.3 電介質(zhì)外由電介質(zhì)極化產(chǎn)生的電位的計算方法17-18
• 2.4 電介質(zhì)外由電介質(zhì)極化產(chǎn)生的電場的計算方法18-19
• 2.5 本章小結(jié)19-21
• 第3章 積分方程場域元法的解析解驗(yàn)證21-36
• 3.1 電介質(zhì)球算例21-28
• 3.1.1 電介質(zhì)球附近電場與電位的解析解21-22
• 3.1.2 建立模型22-23
• 3.1.3 球內(nèi)電位分布23-24
• 3.1.4 球內(nèi)電場分布24-25
• 3.1.5 球外由電介質(zhì)極化產(chǎn)生的電位分布25-26
• 3.1.6 球外由電介質(zhì)極化產(chǎn)生的電場分布26-28
• 3.2 無限長圓柱介質(zhì)算例28-35
• 3.2.1 無限長圓柱介質(zhì)附近電場與電位的解析解28-29
• 3.2.2 建立模型29-30
• 3.2.3 無限長圓柱內(nèi)電位分布30-31
• 3.2.4 無限長圓柱內(nèi)電場分布31-32
• 3.2.5 無限長圓柱外由電介質(zhì)極化產(chǎn)生的電位分布32-34
• 3.2.6 無限長圓柱外由電介質(zhì)極化產(chǎn)生的電場分布34-35
• 3.3 本章小結(jié)35-36
• 第4章 絕緣子電場積分方程的場域元與邊界元耦合方法36-57
• 4.1 直流輸電換流閥塔絕緣子簡介36
• 4.2 間接邊界元法36-39
• 4.3 積分方程的場域元與邊界元耦合法39-40
• 4.3.1 導(dǎo)體表面電位和電介質(zhì)內(nèi)部電位的耦合關(guān)系39
• 4.3.2 迭代步驟39-40
• 4.4 絕緣子系統(tǒng)建模40-43
• 4.5 絕緣子系統(tǒng)電場分析計算43-56
• 4.5.1 未考慮絕緣子時金具及均壓環(huán)表面電場分布43-45
• 4.5.2 考慮絕緣子時金具及均壓環(huán)表面電場分布45-49
• 4.5.3 絕緣子電場分布49-50
• 4.5.4 忽略絕緣子傘裙時金具及均壓環(huán)表面電場50-54
• 4.5.5 忽略傘裙對絕緣子電場的影響54-56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 第5章 結(jié)論與展望57-58
• 5.1 結(jié)論57
• 5.2 展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參加的科研工作62-63
• 致謝63

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