本文關鍵詞：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與柔性直流輸電技術在我國不斷發(fā)展,直流輸電換流閥塔的結構在不斷變化。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計具有重要意義。針對絕緣子內部的電場,本論文提出了積分方程場域元法。該方法以電介質內的電位作為求解變量列出積分方程,采用伽遼金加權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方程組,求解方程組即可得到電介質內的電位。為了避免奇異積分,對伽遼金加權余量法進行了改進。根據已求得的電介質內的電位,通過求梯度計算得到電介質內的電場,通過積分計算得到電介質外的電位和電場。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內外的電位和電場。將數值計算結果與解析解進行對比,驗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的電場,絕緣子兩端金具和均壓環(huán)表面電場的影響。結果表明,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。
【關鍵詞】：換流閥 絕緣子 積分方程 場域元 邊界元 迭代法
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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 國內外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 論文的主要研究內容12-14
• 第2章 積分方程場域元法14-21
• 2.1 電介質內電位的計算方法14-16
• 2.2 電介質內電場的計算方法16-17
• 2.3 電介質外由電介質極化產生的電位的計算方法17-18
• 2.4 電介質外由電介質極化產生的電場的計算方法18-19
• 2.5 本章小結19-21
• 第3章 積分方程場域元法的解析解驗證21-36
• 3.1 電介質球算例21-28
• 3.1.1 電介質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 球內電位分布23-24
• 3.1.4 球內電場分布24-25
• 3.1.5 球外由電介質極化產生的電位分布25-26
• 3.1.6 球外由電介質極化產生的電場分布26-28
• 3.2 無限長圓柱介質算例28-35
• 3.2.1 無限長圓柱介質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 無限長圓柱內電位分布30-31
• 3.2.4 無限長圓柱內電場分布31-32
• 3.2.5 無限長圓柱外由電介質極化產生的電位分布32-34
• 3.2.6 無限長圓柱外由電介質極化產生的電場分布34-35
• 3.3 本章小結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 導體表面電位和電介質內部電位的耦合關系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56-57
• 第5章 結論與展望57-58
• 5.1 結論57
• 5.2 展望57-58
• 參考文獻58-62
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及參加的科研工作62-63
• 致謝63

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