【摘要】：我國霧霾多發(fā)地區(qū)同時也是輸電走廊和用電負荷高密度地區(qū),長期暴露在霧霾天氣下的架空輸電線路的安全運行會受到霧霾天氣的影響。霧霾顆粒在直流輸電線路周圍離子流場的作用下會荷電,荷電后的霧霾顆粒將影響輸電導線表面的電暈放電以及周圍的空間電場分布,在電場作用下霧霾顆粒的運動軌跡會改變,將可能影響輸電導線或絕緣子表面的污穢堆積程度。特高壓直流輸電線路將在全國范圍內推廣建設,因此對于空氣污染指數(shù)超過300μg/m3(嚴重污染),甚至是500μg/m3(爆表污染)的地區(qū),研究霧霾對特高壓直流輸電線路的離子流場影響規(guī)律以及在電場影響下霧霾顆粒對輸電設備的污穢影響有著重要的工程價值。因此論文針對霧霾對直流輸電線路離子流場以及污穢的影響開展了研究,首先提出了一種可以計算直流輸電線路離子流場的改進無網(wǎng)格法,進而推導了霧霾顆粒的荷電模型以及考慮霧霾的離子流場計算模型,采用改進的無網(wǎng)格法對其進行了求解。在此基礎上研究了溫度對霧霾天氣下離子流場的影響規(guī)律。最后研究了霧霾顆粒在離子流場作用下的運動特性,并通過試驗研究了霧霾在離子流場作用下對絕緣子的污穢影響。論文的主要創(chuàng)新性工作包括:(1)提出了一種改進的MLPG(Meshless Local Petrov-Galerkin)無網(wǎng)格法,通過采用RPIMp(radial basis function with additional polynomial basis)形函數(shù)和自適應縮小局部子域?s的方式,重點解決了MLPG無網(wǎng)格法計算不規(guī)則區(qū)域難的問題。采用改進的MLPG無網(wǎng)格法對直流輸電線的離子流場進行了計算,并對其準確性進行了驗證。(2)建立了霧霾顆粒的荷電模型以及考慮霧霾影響的離子流場控制方程,并采用改進的MLPG無網(wǎng)格法對其求解。研究了溫度對霧霾天氣下離子流場分布的影響規(guī)律。結果表明:霧霾會使直流線路下方的合成場強增大,且增大幅度隨著霧霾污染程度的增加而增加;在溫度較高情況下發(fā)生霧霾天氣時的地面合成場強相對于溫度較低時更大。(3)研究了霧霾顆粒在離子流場中的運動特性,通過試驗研究了霧霾顆粒在離子流場中的荷電極性以及霧霾對直流輸電線路絕緣子污穢的影響。根據(jù)霧霾顆粒在離子流場中的運動特性,得出了不同污染等級霧霾天氣對絕緣子積污量的影響。
[Abstract]:China's haze area is also a transmission corridor and high-density power load area. The safe operation of overhead transmission lines exposed to haze weather for a long time will be affected by the haze weather. The haze particles will be charged under the action of the ion flow field around the DC transmission line. The charged haze particles will affect the corona discharge on the surface of the transmission line and the distribution of the space electric field around it. Under the action of electric field, the trajectory of haze particles will change, which may affect the fouling accumulation degree on the surface of transmission lines or insulators. UHV direct current transmission lines will be popularized throughout the country, so for areas with an air pollution index of more than 300 渭 g/m3, or even 500 渭 g/m3, It is of great engineering value to study the influence of haze on the ion flow field of UHVDC transmission line and the influence of haze particles on the pollution of transmission equipment under the influence of electric field. Therefore, the influence of haze on the ion flow field and contamination of HVDC transmission line is studied. Firstly, an improved meshless method is proposed to calculate the ion current field of HVDC transmission line. The charge model of haze particles and the calculation model of ion flow field considering haze are derived, and the improved meshless method is used to solve the model. On this basis, the influence of temperature on the ion flow field in haze weather is studied. Finally, the motion characteristics of haze particles under the action of ion flow field are studied, and the influence of haze on insulator contamination under the action of ion flow field is studied experimentally. The main innovative work of this paper is as follows: (1) an improved MLPG (Meshless Local Petrov-Galerkin) meshless method is proposed, which adopts the RPIMp (radial basis function with additional polynomial basis) shape function and adaptively reduces the local subdomain? s. The problem of MLPG meshless method to calculate irregular region is solved emphatically. The improved MLPG meshless method is used to calculate the ion flow field in DC transmission lines, and its accuracy is verified. (2) the charged model of haze particles and the governing equation of ion flow field considering the influence of haze are established. The improved MLPG meshless method is used to solve the problem. The effect of temperature on the distribution of ion flow field in haze weather is studied. The results show that haze can increase the synthetic field strength under the DC line, and the increase range increases with the increase of haze pollution. When the temperature is high, the synthetic field intensity of haze is larger than that of low temperature. (3) the motion characteristics of haze particles in ion flow field are studied. The charge-electrode properties of haze particles in ion flow field and the effect of haze on insulator contamination of HVDC transmission lines are investigated experimentally. According to the motion characteristics of haze particles in ion flow field, the influence of haze weather on insulator fouling is obtained.
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM75

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