电力系统架空多导体传输线的高频耦合电流计算模型

架空传输线作为电力系统中的重要组成部分,其在瞬态电磁场或激励源作用下(例如高空电磁脉冲)通常能够耦合出高幅值过电流,将作为强电磁干扰的耦合路径对电力系统造成严重干扰。现有建模方法中,经典传输线理论在处理非电小尺寸横截面线路的高频耦合问题时存在较大误差;全波数值算法(例如矩量法)依赖网格剖分计算过程使得其在处理长线情况时效率不高。此外,电力系统中往往线缆数量较多,且地面均须考虑实际有耗情况。为解决上述问题,文中提出一种能够计算电力系统架空传输线高频耦合电流的渐近模型。基于计算效率较高的渐近理论,引入反射与散射过程对高阶模式分量进行量化,并针对任意线路数量、任意参数地面及不同激励情况,推导统一电流表达式。最后,利用全波数值仿真以及天线辐照实验验证模型有效性和可靠性。结果表明,文中计算模型能够快速计算高频耦合电流,为线路防护以及电磁效应研究提供理论基础与数据支撑。

带散射体的电力系统多级传输线高频耦合模型

高频电磁场会与架空输电线路产生耦合,一旦高频电磁场的波长小于传输线的高度,经典传输线理论就不再适用。传统的全波数值算法虽然可以解决这一问题,但求解效率不高,需要消耗大量的时间与计算资源。此外,电力系统输电线路往往有多个垂直端,线路布局复杂,而以往针对电力系统传输线的高效求解研究都是只有左右两个垂直端的较为简单的模型,与实际电力系统传输线的结构不符,没有考虑中间带有垂直端的情况。为了解决这些问题,文中提出一种理论有效的方法来解决有损耗地面上方带有散射体的电力系统多级传输线的高频电磁场耦合问题。采用计算效率高的渐近法,并在渐近法中引入散射体的概念,以考虑更复杂的电路结构。最后通过数值算例验证了该方法的准确性和有效性。

传递矩阵法在计算输流管路高频振动时的稳定性改进

传递矩阵法(transfer matrix method,TMM)是研究结构振动时常用的计算方法,但在计算大跨度输流管路高频横向振动时,TMM存在数值不稳定的现象,制约了其进一步应用。基于无量纲化计算结果得到的子单元划分准则的全局传递矩阵法(global transfer matrix method,GTMM)、混合能传递矩阵法(hybrid energy transfer matrix method,HETMM)和结合变精度算法的传递矩阵法(variable precision algorithm-transfer matrix method,VPA-TMM)等三种方法解决了这一问题。GTMM是最常用的TMM计算稳定性改进方法;HETMM系首次从层状介质中的波传播计算扩展到管路系统的振动分析领域,计算矩阵的维度和形式不随子单元数的变化而变化,计算时间最短;VPA-TMM无需进行子单元划分,可以看作是从根源上解决了TMM的长跨度高频计算失稳问题,但计算时间会大幅度增加。

螺管结构线圈涡流场及高频阻抗的数值分析

本文建立了螺管结构线圈高频涡流场模拟的数学模型，考虑了线匝涡流的集肤和邻近效应，并提出了相应的数值计算方法，该算法很好地解决了轴对称结构线圈各匝的总电流必须保持相等的约束条件。本文还对螺管线圈的高频参数，如高频电阻和电感作了实际计算和分析。

高频感应测井磁偶极子校正研究

高频感应测井是一种阵列型感应测井仪,采用单发双收线圈结构,测量感应电动势的相位差,仪器线圈是具有一定大小的螺线管.在传统资料处理中,一般将螺线管简化为成磁偶极子模型,但两者产生的电磁场空间分布是否存在差异需要进一步研究.本文首先利积分公式法(IFM)计算了螺线管高频感应电磁场分布,利用数值模式匹配法(NMM)计算了磁偶极子高频感应电磁场分布,然后计算了高频感应不同线圈系在不同电导率均质地层模型下的响应特征.分析结果表明,螺线管和磁偶极子所产生的电磁场空间存在差异,不能完全等价,高频感应测井资料需要进行磁偶极子校正处理.

基于进化差分算法的环形电感建模及应用

基于进化差分算法的环形电感线圈高频模型,首先建立了环形电感线圈的等效模型,阐述了其阻抗的计算方法.然后通过VNA设备得到测试线圈的幅频特性曲线,使用进化差分优化算法对等效模型参数进行优化,得到最优的模型参数.再通过仿真对比阻抗拟合曲线与实测曲线,拟合效果良好,验证了模型及参数的可靠性.最后在开关电源辐射EMI的仿真中添加电感线圈部分,验证了其抑制电磁噪声的作用,为实际的工程整改提供了理论依据.

高漏抗式消弧线圈的配电网单相接地故障状态研究

在高漏抗式消弧线圈的基础上提出一种识别系统接地状态的方法,研究接地故障消失后,高漏抗式消弧线圈在不同的晶闸管导通角度对系统电压的相应影响,利用跟踪电压的方式来判断接地故障状态,并分析了频率跟踪算法在接地故障诊断中的实际应用情况。