特高压管廊GIL热特性的数值模拟

为研究管廊绝缘气体输电线路(gas-insulated transmission lines,GIL)的热特性影响因素,考虑外壳的电感效应和阻抗的温度效应,提出了含外部空气域GIL热特性的三维气热耦合有限元数值计算方法.针对苏通GIL综合管廊工程的特点,利用该方法研究空气流速、负载电流、环境温度、绝缘气体压强、表面辐射率5个因素对该GIL热特性的影响.计算结果表明:空气流速低于10 m/s时,增大空气流速可有效降低GIL温度,但随着空气流速的继续增大,降温效果下降;负载电流增加会导致GIL温度的急剧升高,且导体温升>外壳,两者之间温差将增大;GIL温度与环境温度呈线性比例关系,而导体与外壳温差随环境温度的升高略有减小;绝缘气体压强在0.5 MPa时,增大气体压强有利于导体散热,但外壳温度变化<0.5℃;增大外壳内表面或导体外表面的辐射率都将使导体温度降低,但外壳温度不变,同时导体温度对导体外表面的辐射率变化更为敏感.

特高压GIL管廊竖井中SF6泄漏特性的数值模拟研究

SF6气体作为管廊事故泄漏的隐患,目前在工程中受到越来越多的关注。由于管廊运输距离远、结构复杂,采用试验测量的方法可行性差,故采用数值模拟的方法进行研究。文中针对气体绝缘输电线路(gas insulated transmission line,GIL)管廊中的事故泄漏工况,考虑自然对流,进行三维建模,利用有限元计算进行了管廊竖井内SF6时间及空间分布特性的数值计算研究。结合苏通GIL综合管廊工程特点,研究了泄漏气体在管廊竖井内的空间分布特性,不同风速对泄漏气体排出时间的影响,以及在一定泄漏时长内竖井空间截面处气体体积分数的变化规律。结果表明:泄漏持续时,泄漏口附近体积分数最高,管廊左右两侧的竖井的SF6体积分数明显高于其他区域;泄漏气体在重力及主流作用下,团状高体积分数泄漏气体向竖井后下方转移;不同风量条件下,SF6体积分数分布基本相同;泄漏前期竖井最高体积分数迅速下降,泄漏后期体积分数缓慢下降;风机台数越少,SF6体积分数降至阈值以下需要时间更长。