氣體絕緣金屬封閉輸電線路的仿真與試驗研究.pdf

1、在“十三五”電力發(fā)展的規(guī)劃中，國家將特高壓建設(shè)作為國家創(chuàng)新戰(zhàn)略重點，提出要大力建設(shè)大型水電、核電和城市智能電網(wǎng)等項目。然而在電力的輸送方面，常規(guī)的輸電方式難以滿足要求。例如，對于建設(shè)大型水電站，由于新規(guī)劃的超大型水電工程選址多位于高原地區(qū)的深山峽谷中，要將電能送出比較困難;對于建設(shè)核電項目，由于核事故的特殊性，所以核電在傳輸過程中必須絕對保證安全，常規(guī)的輸電方式完全不能滿足要求;對于建設(shè)城市智能電網(wǎng)，隨著城市土地可用面積越來越小，并且城

2、市用電量逐年上升，而架空線受到可用面積的限制，電纜受到輸電容量的制約。
　　氣體絕緣金屬封閉輸電線路（簡稱GIL）作為一種傳輸能力強、電阻損耗低、安全環(huán)保、抗震能力強等優(yōu)點的電力設(shè)備，在上述領(lǐng)域具有不可替代的作用。
　　論文以GIL理論知識為基礎(chǔ)，分別進行了絕緣、動熱穩(wěn)定和溫升三個部分參數(shù)的理論分析與設(shè)計計算，建立了GIL的仿真模型，并借助于有限元分析軟件Comsol進行了仿真，最后通過試驗驗證設(shè)計計算及仿真模型的正確性。<

3、br>　　論文的研究內(nèi)容主要包括以下幾方面:
　　(1)建立GIL三維絕緣仿真模型，利用有限元軟件Comsol中的“靜電場”物理量，對非同軸圓柱部分導體表面電場強度、絕緣件內(nèi)部的電場強度、絕緣件表面的切向場強進行仿真研究，并求解得GIL的導體內(nèi)徑和殼體外徑;
　　(2)建立GIL一維力學簡化模型，利用Comsol軟件中的“梁”物理量，對GIL的長度的固有頻率進行仿真計算，從而避免導體發(fā)生共振現(xiàn)象;
　　(3)建立GIL

4、二維電磁簡化模型，利用Comsol中的“磁場”物理量及其瞬態(tài)求解器，對發(fā)生最大電動力的時刻及其大小進行仿真研究;
　　(4)建立GIL二維溫升模型，利用Comsol中的“共軛傳熱”物理量及其瞬態(tài)求解器，對GIL溫升模型中導體與殼體的溫升最大值進行仿真研究;
　　(5)GIL仿真模型的試驗驗證。通過對GIL樣機進行絕緣試驗、動熱穩(wěn)定試驗和溫升試驗，獲知試驗結(jié)果與仿真結(jié)果相近，說明在GIL研發(fā)過程中使用有限元軟件進行分析是可靠的