氣體絕緣金屬封閉輸電線路的仿真與試驗(yàn)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(diǎn)，提出要大力建設(shè)大型水電、核電和城市智能電網(wǎng)等項(xiàng)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(xiàng)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(qiáng)、電阻損耗低、安全環(huán)保、抗震能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)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(jìn)行了絕緣、動(dòng)熱穩(wěn)定和溫升三個(gè)部分參數(shù)的理論分析與設(shè)計(jì)計(jì)算，建立了GIL的仿真模型，并借助于有限元分析軟件Comsol進(jìn)行了仿真，最后通過試驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)計(jì)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(dǎo)體表面電場強(qiáng)度、絕緣件內(nèi)部的電場強(qiáng)度、絕緣件表面的切向場強(qiáng)進(jìn)行仿真研究，并求解得GIL的導(dǎo)體內(nèi)徑和殼體外徑;
　　(2)建立GIL一維力學(xué)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(jìn)行仿真計(jì)算，從而避免導(dǎo)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(dòng)力的時(shí)刻及其大小進(jìn)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(dǎo)體與殼體的溫升最大值進(jìn)行仿真研究;
　　(5)GIL仿真模型的試驗(yàn)驗(yàn)證。通過對GIL樣機(jī)進(jìn)行絕緣試驗(yàn)、動(dòng)熱穩(wěn)定試驗(yàn)和溫升試驗(yàn)，獲知試驗(yàn)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(jìn)行分析是可靠的