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1000kV特高压交流输电线路绝缘子电位分布计算及均压环优化设计

李庆  
【摘要】: 在1000kV特高压交流输电线路中绝缘子起着支撑导线和绝缘的作用,其稳定运行对电力系统的安全稳定具有十分重要的意义。论文围绕1000kV特高压交流输电线路绝缘子上的电位分布计算及均压环优化设计进行了以下工作: 首先介绍了电磁场数值计算的常用方法,重点对电磁场的有限元方法进行了叙述,阐明了工频电磁场可以按照准静态场来计算。对1000kV特高压交流输电线路的主要技术特点、各组成部分及其建模尺寸等进行了相关介绍。为论文中的工作做了充分的理论准备。而后论文对1000kV特高压交流输电线路利用ANSOFT MAXWELL按照实际尺寸建立了三维模型,并利用有限元法对各种情况下绝缘子上的电场分布进行了仿真计算,对得到的结果进行了对比分析。结果表明1000kV特高压交流输电线路三相之间绝缘子上的电位分布存在相互影响,且绝缘子上的电位分布很不均匀极易出现电晕放电现象,需要加装均压环才能满足工程的实际要求。然而并不是任意结构参数的均压环都能起到很的均压作用,如果均压环的结构参数及安装位置选择不当,均压环上会产生电晕,反而使得绝缘子的绝缘性能降低,因此论文引入神经网络遗传算法(BP-GA)对均压环的结构参数进行优化设计,利用BP神经网络高度非线性映射能力来直接计算遗传算法的适应度函数值,替代以往在优化中重复采用有限元分析的方法,大大降低了计算花费的时间,提高了算法收敛速度。最后论文对均压环按照优化后的尺寸建立三维模型,并安装到1000kV特高压三相交流输电线路模型的绝缘子上进行仿真计算,验证了均压环结构优化设计的结果。验证结果表明加装均压环后在均压环上的电场低于起晕场强的情况下,绝缘子上的场强分布得到明显改善。


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