高压直流输电线路电晕放电起始判据研究

论文摘要

随着特高压直流输电的快速发展,输电线路带来了一系列的电磁环境问题,电晕放电是其产生的主要原因之一。本文将模拟电荷法和优化方法相结合,在验证了优化模拟电荷法的有效性后,计算了输电线路表面及其空间场强分布,进而分析了钢芯铝绞线的表面粗糙系数。本文在电晕放电模型的基础上,重点阐述了正、负电晕放电机理,给出了电晕放电起始判据的一般表达式,并用电子崩头部电子数Q的大小来作为电晕起始判据的定量衡量标准。接着,讨论和计算了临界电子崩数Q的取值,并与经典公式进行了比较,证明了选取的Q值的有效性。在实际架空绞线模型的基础上,分析和计算了空间电荷对线路起晕电压和起晕场强的影响。最后,分析了不同运行方式下高压直流输电线路起晕条件,计算了单级、双极和双回线路运行方式下分裂导线的起晕电压和起晕场强。本文的研究成果可为高压直流输电线路工程设计和建设提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的背景和意义
• 1.1.1 特高压直流输电的发展
• 1.1.2 高压直流输电线路的电晕问题
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 导线表面电场计算方法
• 1.2.2 电晕放电起始判据的研究动态
• 1.3 本文的主要工作
• 第2章 高压直流输电线路表面场强计算及其优化
• 2.1 模拟电荷法
• 2.2 模拟电荷法改进及其优化
• 2.2.1 优化方法提出
• 2.2.2 优化模拟电荷法的基本原理
• 2.3 方法验证
• 2.4 绞线表面及其空间电场分布
• 2.5 小结
• 第3章 高压直流输电线路电晕起始判据
• 3.1 气体放电理论
• 3.1.1 汤生理论
• 3.1.2 流注理论
• 3.2 电晕放电模型
• 3.2.1 正极电晕机理
• 3.2.2 负极电晕机理
• 3.3 电晕放电起始判据
• 3.3.1 不同的击穿准则推导
• 3.3.2 有效电离系数的确定
• 3.3.3 临界电子崩数的选择
• 3.4 小结
• 第4章 空间电荷对高压直流输电线路起晕电压影响
• 4.1 空间电荷的形成
• 4.2 空间电荷作用下起晕电压的计算过程
• 4.2.1 架空线电晕流注放电模型建立
• 4.2.2 空间电荷场计算
• 4.2.3 起晕电压计算过程
• 4.3 计算方法验证
• 4.3.1 方法验证
• 4.3.2 实验验证
• 4.4 起晕电压计算结果与分析
• 4.5 小结
• 第5章 不同运行方式下直流输电线路起晕分析
• 5.1 单极运行方式下起晕电压和起晕场强计算
• 5.2 双极运行方式下起晕电压计算
• 5.3 双回高压直流输电线路起晕电压计算
• 5.4 小结
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况
• 致谢
• 详细摘要