搜索
《现代电工工程问题建模与仿真》课程作业现代电工工程问题建模与仿真姓名：杨峰学院：电气工程专业：电工理论与新技术学号：20151102001t2016年4月26日题目：高压直流输电线绝缘子周围空间电场分布规律研究仿真±800kV高压直流输电线绝缘子串周围的电场分布，以及绝缘子串表面的电位分布规律。请查阅相关高压直流输电线绝缘子串的资料，确定绝缘子串的构成，几何尺寸，以及介电常数。绘制出：（1）绝缘子串周围的电场强度云图和矢量线图（2）电位分布云图。1.模型搭建（model）在查阅有关参考文献1找到±800kV高压直流输电线绝缘子串的相关数据如下：芯棒大伞裙中伞裙小伞裙直径mm40220190170个数1434343长度mm9400100100100其中芯棒材料为自定义材料1电导率为0，电容率为5。绝缘子材料为自定义1材料电导率为0电容率为4。操作步骤：ProjectInsertMaxwell3DDesignFileSaveasgaoyajuyuanzi（工程命名为“gaoyajuyuanzi”）选择求解器类型：MaxwellSolutionTypeElectricDCConductionincludeinsulatorfield创建芯棒：DrawCylinder中心坐标：（x,y,z）(0,0,-5700)直径高度：（dx,dy,dz）(40,40,9400)AssignMaterialaddMaterial为了画绝缘子模型方便，先设置其不可见ViewHideinActiveView创建绝缘子：1.大伞裙Drawcone中心坐标：（x,y,z）(0,0,0)底圆直径：（dx,dy,dz）(220,0,0)顶圆直径：（dx,dy,dz）(-180,0,0)高度坐标：（dx,dy,dz）(0,0,100)Drawcone中心坐标：（x,y,z）(0,0,0)底圆直径：（dx,dy,dz）(200,0,0)顶圆直径：（dx,dy,dz）(-160,0,0)高度坐标：（dx,dy,dz）(0,0,100)选中这两个圆台，进行减操作得到大伞裙EditBooleanSubstract设置材料AssignMaterialaddMaterial2.中伞裙Drawcone中心坐标：（x,y,z）(0,0,0)底圆直径：（dx,dy,dz）(190,0,0)顶圆直径：（dx,dy,dz）(-150,0,0)高度坐标：（dx,dy,dz）(0,0,100)Drawcone中心坐标：（x,y,z）(0,0,0)底圆直径：（dx,dy,dz）(170,0,0)顶圆直径：（dx,dy,dz）(-130,0,0)高度坐标：（dx,dy,dz）(0,0,100)选中这两个圆台，进行减操作得到中伞裙EditBooleanSubstract设置材料AssignMaterialaddMaterial3.小伞裙Drawcone中心坐标：（x,y,z）(0,0,0)底圆直径：（dx,dy,dz）(170,0,0)顶圆直径：（dx,dy,dz）(-130,0,0)高度坐标：（dx,dy,dz）(0,0,100)Drawcone中心坐标：（x,y,z）(0,0,0)底圆直径：（dx,dy,dz）(150,0,0)顶圆直径：（dx,dy,dz）(-110,0,0)高度坐标：（dx,dy,dz）(0,0,100)选中这两个圆台，进行减操作得到小伞裙EditBooleanSubstract设置材料AssignMaterialaddMaterial对得到的三类伞裙进行如下位移和复制操作的到一整串绝缘子：相关资料1中绝缘子排布图如下：可知伞裙之间间隔数据以及各类伞裙排列规律，于是有以下操作：选中中伞裙：EditArrageMove移动方向：（x,y,z）(0,0,1)移动距离：（dx,dy,dz）(0,0,-51)选中小伞裙：EditArrageMove移动方向：（x,y,z）(0,0,1)移动距离：（dx,dy,dz）(0,0,-102)得到这样一组绝缘子的基础排列如下图：选中这组绝缘子，进行如下复制操作得到整个绝缘子串：EditDuplicateAlongline方向坐标：（x,y,z）(0,0,1)间隔距离：（dx,dy,dz）(0,0,153)一共保留个数：22然后进行镜像复制得到一共43组基本伞裙构成的绝缘子串，并将芯棒显示出来，得到整个完整的模型:EditDuplicatemirror方向坐标：（x,y,z）(0,0,-1)复制距离：（dx,dy,dz）(0,0,-5700)创建计算区域（Region）设置激励（AssignExcitation）选中芯棒的顶面Maxwell3DExcitationsAssignVoltage800kV选中芯棒的底面Maxwell3DExcitationsAssignVoltage0V设置计算参数（AssignExecutiveParameter）Maxwell3DParametersAssignMatrixVoltage1,Voltage2设置剖分操作（AssignMeshOperations）选中所有物体，Ctrl+AMaxwell3DMeshoperationsAssignInsideSelectionLengthBased不选Restrictlengthofelements选中Restrictthenumberofelements输入maximumnumberofelements：10000（设置剖分单元的最大数量）设置自适应计算参数（CreateAnalysisSetup）Maxwell3DAnalysisSetupAddSolutionSetup最大迭代次数：Maximumnumberofpasses10误差要求：PercentError1%每次迭代加密剖分单元比例：RefinementperPass50%Check&Run可能是由于我笔记本电脑的原因，所建的模型太大，单位矢量图在模型中无法正确显示，于是绘出下面这张电位分布图：于是我用之前的单个一组基本绝缘子的排列重新做一个小的模型，根据分压原理只加上2kv直流电压，能得到电位矢量图如下：参考文献：【1】1000kv特高压交流输电线路绝缘子电位分布计算及均压环优化设计，李庆，西安电子科技大学