特高压输电线路树障隐患预判及仿真分析

针对输电线路树障隐患的研究,主要在于树冠距架空导线的净空距离和间隙绝缘特性两方面.以云-广特高压直流输电线路为研究对象,结合当地的气象条件和立地信息,分别建立导线下方树障隐患预判模型和导线旁树障隐患预测模型.利用Richard方程,建立树高生长预测模型作为树障的动态边界条件.运用解析法计算树冠距导线空间畸变电场,与线路间隙最小击穿场强进行比较,对是否发生树闪故障进行预判.通过Ansoft软件,对导线距树冠空间电场分布进行仿真分析.由分析可得,树高为18.591 m的树木畸变电场强度为662 480.043 V/m,线路间隙最小击穿电场强度为38 230 V/m,树冠处畸变电场强度远大于击穿场强,严重威胁线路安全运行对树障隐患作出提前预判.

外热源干扰下电缆载流量计算及通风增容分析

为了更加准确地计算外热源干扰下电缆沟电缆载流量,实现通风增容目的,建立了外热源干扰下热-流耦合三维模型。采用ANSYS仿真获得电缆温度分布,进而利用双点弦截法精确计算电缆载流量,并在不考虑外热源情况下,通过IEC标准验证了该模型的准确性。通过实例仿真分析得出,外热源功率(表面温度)每升高1K,载流量下降0.9~1.8A;载流量随距离增大而变大,直至2.5m时影响不大;电缆载流量随通风速度变大而变大,但增长梯度变小;通风温度每升高1K,载流量下降3.5A,呈线性相关趋势。这为外热源干扰下电缆沟敷设提供了最佳施工方案,且为电缆沟电缆增容提供了指导。

基于有限元方法的大功率电力晶闸管电热分析

随着特高压直流输电技术在我国电力系统中应用越来越广泛,以及整流电解技术在金属冶炼行业的不断发展,以大功率电力晶闸管为主的高电压、大电流电子半导体阀等核心技术已成为研究焦点。大功率晶闸管在大电流工作条件下将大量产热,过高的结温可能使其失效,直接影响到整个电力电子整流装置的可靠性,从而威胁到电力系统的安全稳定运行。因此,晶闸管的电热特性具有十分重要的研究价值。本文通过对晶闸管内部物理结构的调研,基于有限元方法,建立了晶闸管多材料层耦合的3D有限元模型,并对其进行稳态仿真分析,获得了晶闸管实时温度分布云图,总结了晶闸管PN结温度分布的规律,同时专门设计了温升实验对分析结果进行验证。实验结果与仿真得出的结论相吻合,证明了本文提出的晶闸管电热分析方法的有效性和实用性。