特高壓直流耐壓試驗用防風(fēng)抗暈導(dǎo)線的研究與設(shè)計.pdf

1、耐壓試驗導(dǎo)線是特高壓直流耐壓試驗裝置的一部分，哈鄭800kV換流站位于西北地區(qū)戈壁荒漠，氣象條件主要以空氣濕度低、風(fēng)沙大為特征，致使現(xiàn)場耐壓試驗條件惡劣。通常采用的鋁箔擴(kuò)徑試驗導(dǎo)線雖然能有效降低導(dǎo)線表面場強(qiáng)，抑制電暈損耗，但在當(dāng)?shù)貜?qiáng)風(fēng)氣象條件下，存在著導(dǎo)線風(fēng)荷載過大、嚴(yán)重風(fēng)偏的問題，極大威脅試驗設(shè)備和人員安全。亟需研制一種適用于干燥、強(qiáng)風(fēng)氣候條件下進(jìn)行特高壓直流輸電設(shè)備耐壓試驗用的防風(fēng)抗暈試驗導(dǎo)線。因此，本文設(shè)計了一種特高壓直流耐壓試驗

2、用的新型防風(fēng)抗暈24分裂導(dǎo)線。
　　該試驗導(dǎo)線的設(shè)計主要包含導(dǎo)線電場計算與導(dǎo)線流場特性分析兩個部分，基于改進(jìn)的模擬電荷法(CSM)，得到了一種適用于計算大分裂數(shù)、較短線長耐壓試驗導(dǎo)線的三維電場計算方法，通過IEEE基準(zhǔn)算例驗證了該電場計算方法的可靠性，并進(jìn)一步與基于二維模型的導(dǎo)線電場計算方法，如逐步鏡像法、馬克特—門格爾法、有限元等方法進(jìn)行了比較。
　　通過求解空氣—導(dǎo)線流場的二維RANS控制方程，分析計算了單根導(dǎo)線、多分裂

3、導(dǎo)線的流場模式特征及氣動力特性參數(shù)，計算分析了多分裂子導(dǎo)線間的相互干擾、屏蔽效應(yīng)?；谟嬎懔黧w力學(xué)(CFD)，對該干擾、屏蔽效應(yīng)的機(jī)理進(jìn)行了分析，通過與文獻(xiàn)中的多分裂導(dǎo)線風(fēng)洞試驗進(jìn)行比較，驗證了本文CFD方法的可靠性，計算分析了多分裂導(dǎo)線的導(dǎo)線間距比對導(dǎo)線流場模式特征及導(dǎo)線氣動力特性參數(shù)的指示作用。計算表明，對于多分裂試驗導(dǎo)線，在控制其它設(shè)計參數(shù)的情形下，存在子導(dǎo)線間干擾效應(yīng)最大的臨界導(dǎo)線間距比。
　　基于CSM與CFD，計算了不

4、同分裂數(shù)、子導(dǎo)線直徑、間隔盤半徑、導(dǎo)線間距比的防風(fēng)抗暈試驗導(dǎo)線在風(fēng)速場中的流場模式特征、氣動力特性參數(shù)及導(dǎo)線三維電場，以抑制電暈和減小風(fēng)偏角為導(dǎo)線參數(shù)設(shè)計目標(biāo)，綜合考慮導(dǎo)線的電場—流場特性，確定了試驗導(dǎo)線的子導(dǎo)線直徑、分裂數(shù)、間隔盤半徑等優(yōu)化設(shè)計參數(shù)。最終得到該新型防風(fēng)抗暈試驗導(dǎo)線的設(shè)計參數(shù)為分裂數(shù)24、子導(dǎo)線直徑8mm、間隔盤半徑200mm，由于分裂子導(dǎo)線間的干擾、屏蔽效應(yīng)，導(dǎo)線風(fēng)偏角得到了顯著抑制，該試驗導(dǎo)線在六級最大風(fēng)力的設(shè)計風(fēng)速