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750kV输电线路绝缘子串电压分布研究

作　者: 田金虎
导　师: 刘渝根
学　校: 重庆大学
专　业: 电气工程
关键词: 750kV输电线路绝缘子串电压分布三维模型影响因素
分类号: TM216
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

绝缘子是架空输电线路的关键部件之一,其性能的优劣直接影响到整条线路的安全运行。由于绝缘子串与导线、铁塔及金具之间杂散电容的存在,使得沿绝缘子串的电压分布不均匀。随着750kV电网建设在西北五省的全面展开,750kV电网将成为我国西北地区的主网架。750kV输电线路采用的绝缘子串属于超长串、绝缘子型号及规格多样,绝缘子串电压分布不均匀更加突出,均压措施实施复杂、困难。因此,确定绝缘子串电位分布,对检测低、零值绝缘子,确保输电线路的安全、稳定运行具有重要的意义。750kV交流超高压输电线路运行至今,还没有绝缘子串分布电压的标准,这不利于对绝缘子串中劣化绝缘子的判别,影响线路的安全运行。根据750kV输电线路线路实际情况,考虑铁塔、分裂导线、均压环、避雷线等因素的影响,建立了750kV输电线路绝缘子串三维电场有限元计算模型,研究确定750kV绝缘子串电压分布规律。分析讨论了分裂导线、铁塔、避雷线、均压环、绝缘子型号、绝缘子材质、悬挂方式、导线排列方式等因素对线路不同位置绝缘子串电位分布仿真计算的影响,优化了均压环结构,进而确定了不同塔型、不同绝缘子片数、不同绝缘子型号、不同材质绝缘子的750kV输电线路绝缘子串电位分布。主要得到了以下结论:①仿真计算时,分裂导线对绝缘子串电位分布计算影响明显,它能够使绝缘子串电位分布更加均匀化;当分裂导线长度取为绝缘子串长的8倍以上时,与实际导线的效果类似;考虑同一杆塔上的其他相导线的影响时绝缘子串电位分布更加不均匀。铁塔对绝缘子串电位分布影响明显,忽略铁塔影响时绝缘子串电位分布会更加不均匀,特别是对靠近接地端的绝缘子承受电压影响显著。避雷线、绝缘子伞形结构、绝缘子串的悬挂方式、导线排列方式、绝缘子材质等因素对不同位置的绝缘子串电位分布的计算均有影响。②对瓷/玻璃绝缘子均压环上抗位置在2~3片绝缘子处,环径取为900mm~1000mm,环管径取为100mm~120mm绝缘子串电位、电场分布更为均匀;对复合绝缘子均压环抬高距h取150mm~300mm、环径R取1100~1300mm、管径Φ取140mm~180mm时绝缘子各部分表面电场较小。③增加绝缘子片数,对靠近杆塔侧的绝缘子承担电压降低效果比导线侧更明显,而且绝缘子片数越多,其电位分布越不均匀。④同塔双回线杆塔上相绝缘子串电位分布最为均匀,中相绝缘子串电位分布最不均匀;转角塔绝缘子串电位分布比直线塔更为均匀;对于单回线杆塔,中相串的单片绝缘子承受最大电压值比边相串高;V串布置时绝缘子串分布电压比I串时更不均匀;随着绝缘子片数的增加单回线杆塔绝缘子串电位分布不均匀度增大比双回线杆塔更明显。

全文目录

中文摘要  3-5
英文摘要  5-9
1 绪论  9-19
  1.1 课题研究的目的及重要意义  9-10
  1.2 国内外研究现状及发展趋势  10-17
    1.2.1 电场计算方法研究现状  11-13
    1.2.2 绝缘子串电位分布研究现状  13-17
  1.3 论文研究的目的及内容  17-18
    1.3.1 研究目的  17-18
    1.3.2 研究内容  18
  1.4 本章小结  18-19
2 电场数值计算的有限元法  19-31
  2.1 概述  19
  2.2 电场数值计算的有限元法  19-27
    2.2.1 有限元基本原理  19-23
    2.2.2 有限元法求解静电场电场分布  23-27
  2.3 COMSOL Multiphysics 有限元计算软件  27-29
  2.4 本章小结  29-31
3 750kV 输电线路绝缘子串电位分布计算模型  31-39
  3.1 概述  31
  3.2 计算参数  31-33
  3.3 计算模型  33-37
  3.4 计算方法验证  37
  3.5 本章小结  37-39
4 绝缘子串电位分布仿真计算影响因素研究  39-53
  4.1 概述  39
  4.2 分裂导线对绝缘子串电位分布的影响  39-42
    4.2.1 导线长度的影响  39-41
    4.2.2 其他相分裂导线的影响  41-42
  4.3 铁塔的影响  42-43
  4.4 均压环的影响  43-46
  4.5 不同悬挂形式的影响  46-48
    4.5.1 I 串与双I 串  46-47
    4.5.2 I 串与V 串  47-48
  4.6 不同型号绝缘子的影响  48-49
  4.7 不同材质绝缘子串电位分布  49-50
  4.8 导线排列方式的影响  50
  4.9 本章小结  50-53
5 750kV 输电线路绝缘子串均压特性研究  53-65
  5.1 概述  53
  5.2 瓷/玻璃绝缘子串均压特性  53-59
    5.2.1 均压环上抗位置优化  53-55
    5.2.2 均压环环径优化  55-56
    5.2.3 均压环管径优化  56-57
    5.2.4 均压环优化后的悬式绝缘子串电场、电位分布  57-59
  5.3 复合绝缘子均压特性  59-63
    5.3.1 均压环对复合绝缘子电场分布的影响  60-61
    5.3.2 均压环结构对电场的影响  61-63
  5.4 本章小结  63-65
6 750kV 输电线路绝缘子串电位分布计算  65-79
  6.1 概述  65
  6.2 瓷/玻璃绝缘子串电位分布计算  65-76
    6.2.1 同塔双回直线塔绝缘子串电位分布  65-70
    6.2.2 转角塔塔绝缘子串电位分布  70-72
    6.2.3 单回塔绝缘子串电位分布  72-76
  6.3 复合绝缘子串电位分布计算  76-77
  6.4 本章小结  77-79
7 结论与展望  79-81
  7.1 结论  79-80
  7.2 展望  80-81
致谢  81-83
参考文献  83-89
附录  89
  A. 作者在攻读硕士期间发表的论文  89
  B. 作者在攻读硕士期间参与的科研项目  89

750kV输电线路绝缘子串电压分布研究

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