国家自然科学基金(51207081)
- 作品数：16 被引量：141H指数：6
- 相关作者：张宇娇吴刚梁聂靓靓阮江军刘东圆更多>>
- 相关机构：三峡大学武汉大学中国南方电网更多>>
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- 相关领域：电气工程水利工程一般工业技术电子电信更多>>
- 电气设备电磁多物理场数值仿真研究与应用被引量：21
- 2020年
- 电气设备在电流电压的作用下,在其内部及其附近会产生多种物理场,如电磁场、温度场、流体场、应力场等,并对构成电气设备的电介质、磁介质及导体三类主要材料产生作用,如使绝缘材料因电、热、应力的作用逐渐劣化,使导磁材料饱和产生谐波,在电机类设备中使导体产生相对运动完成机电能量转换。这些物理场(电磁、温度、流体、应力、运动、绝缘)相互耦合、相互作用,构成复杂的多物理耦合场。文中首先简要回顾我国电气工程领域为计算电磁学的发展所做出的贡献;指出电磁多物理场分析贯穿于电气设备的材料研制、设计制造、运行维护的全寿命过程,是决定电气设备经济性、可靠性的"硬核";然后分别介绍电气设备电磁多物理场耦合及运动涡流场耦合数值计算中的若干关键技术;特别指出绝缘材料的放电电压计算/预测是电磁多物理场计算的重要组成部分,亟待加强;进一步结合电气设备智能运维的发展需求,介绍电气设备热点温升、材料参数等基于电磁多物理场分析的智能反演检测研究方面取得的最新成果;最后提出电气设备电磁多物理场自主分析软件平台的开发思路。
- 阮江军张宇张宇娇王栋舒胜文邱志斌
- 关键词：电磁场流体场温度场应力场绝缘强度
- 连续档架空输电导线脱冰跳跃模拟被引量：1
- 2016年
- 当气象条件变化,风荷载、机械外力等作用时,被覆冰包裹的输电线路将会发生各种形式的脱冰现象.建立N-Z-Z-N连续档架空输电导线有限元模型,对模型做找形计算,数值仿真计算了连续档导线脱冰的动力响应,得出在一个耐张段中,中间跨的最大跳跃高度要比边跨的跳跃高度大;在三档同时脱冰的情况下,输电线的最大跳跃高度与覆冰厚度成正比;输电导线脱冰跳跃过程中,最大动张力与覆冰厚度成正比而最小动张力与覆冰厚度成反比.
- 苏攀孔韬张宇娇何博雅
- 关键词：输电导线覆冰脱冰连续档
- 离相GIS母线温度预测方法研究被引量：2
- 2013年
- 为了弥补现有测温装置只能检测GIS母线表面温度的不足,研究了一种离相GIS母线温度预测方法。利用Kelvin函数计算母线导体与外壳的集肤效应系数,并结合负荷电流计算母线焦耳热损耗;根据传热学原理,综合考虑对流及辐射换热因素,建立能量守恒方程迭代求解母线导体及外壳温度;计算结果与有限元方法以及实验数据的对比表明了该方法的正确性,对于离相GIS母线温度状态检测具有实际意义。
- 彭云峰吴晓文李洪涛
- 关键词：能量守恒
- 基于RBF-GA算法的特高压线路复合绝缘子均压环优化被引量：3
- 2015年
- 特高压线路棒形悬式复合绝缘子表面电位分布极不均匀,绝缘子高压端金具附近绝缘子护套表面局部电场强度很大,加速了绝缘子的老化。工程上通常用安装均压环的方法来解决该问题。均压环结构参数决定了其均压效果,为得到较优的均压环参数,需要对其管径、环径、罩入深度的优化设计进行研究。由于复合绝缘子的结构特点使得单元数量较多,求解耗时长,常规遗传算法应用于该课题具有优化过程耗时较长的问题,因此使用改进的优化算法对均压环参数进行优化。改进的RBF-GA混合算法综合了RBF神经网络任意函数逼近能力和GA算法的全局优化能力,是一种性能较好的优化方法。文中通过有限元法对复合绝缘子电场分布进行了数值计算,用RBF神经网络对复合绝缘子护套上最大电场强度值进行了拟合,最后用GA算法基于拟合值对均压环参数进行了优化。基于RBF-GA算法对均压环结构进行参数优化,求解速度较使用传统的遗传算法有大幅度提高,并得到了良好的优化结果,证明了该方法的有效性。
- 张宇娇徐彬昭徐天勇
- 关键词：均压环复合绝缘子RBF神经网络
- 基于耦合场数值计算的电抗器通风结构改进被引量：9
- 2014年
- 干式空心电抗器作为电力系统中的广泛使用的电气设备,起着协调系统无功平衡、限制过电压、限制短路电流和平波等作用。在实际运行过程中,电抗器往往会因为外部环境、自身结构等原因产生局部过热、绝缘老化甚至烧损等现象。笔者以某可控高压并联电抗器二次侧辅助电抗器为研究对象,通过建立场—路耦合模型计算了该干式空心电抗器各个包封绕组产生的焦耳热生成率,以此作为流场—温度场有限元分析的输入,求解出了电抗器的温度场分布。针对电抗器局部温升偏高的计算结果,对通风结构做出了改进并进行了验算。计算结果表明,结构改进后的电抗器温升明显降低,研究结果能够为电抗器的设计和结构优化提供参考。
- 张宇娇秦威南刘文俊
- 关键词：干式空心电抗器有限元分析
- 面向电磁装置磁-热耦合分析的异型网格映射方法被引量：11
- 2016年
- 采用弱耦合有限元法求解电磁装置中的电磁场、流场和温度场的耦合问题时,电磁场计算得到的能量损耗要通过网格传递到温度场作为载荷,结合空气或液体的散热进行热分析。由于电磁场和热-流场在求解时对网格离散要求相差很大,因此若要兼顾各种场的要求需剖分成统一的有限元模型,势必会造成网格单元数很大、提高计算代价。而如果采用不同的网格模型,则无法实现网格间的数据直接映射。提出一种异型网格映射法,通过高斯积分及坐标变化来实现不同场之间不同网格的数据映射。此外,还提出了该方法的精度控制策略及误差修正系数,以保证计算结果的准确性。将异型网格映射法应用于文献中空气绝缘三相母线槽热分析中,将计算结果与常规同型网格直接映射方法及实验结果进行对比,进一步验证了该方法的有效性。
- 张宇娇秦威南刘东圆吴刚梁
- 关键词：电磁装置弱耦合
- 感应电机的直接场路耦合有限元计算方法被引量：8
- 2013年
- 本文采用非线性有限元法对一感应电机进行了电磁场分析,重点建立了定转子端部电路模型,并实现了电机有限元本体与端部电路的耦合计算,同时计及了铁磁材料的非线性,实现了电机定子绕组电压的加载,考虑到了电机端部电阻与漏感对整个电机电磁场的影响。此方法可用于分析优化新型电机,相比于传统分析方法,能减少对经验设计的依赖。
- 孙梦云张宇娇袁兆强阮江军黄涛
- 关键词：场路耦合非线性有限元感应电机
- 面向节能减排的通信基站通风冷却系统研究被引量：1
- 2015年
- 作为高能耗行业,通信行业中通信基站的散热能耗量就一直居高不下,如何降低其能耗是目前各运营商迫切期待解决的问题。针对这一问题,根据烟囱效应增强对流散热的原理,提出了一种"烟囱"通风与空调降温相结合的通风冷却系统设计方案,然后通过三维热-流体耦合计算分析了影响此结构散热的关键因素,在此基础上采用正交实验对基站散热结构的参数进行了优化,最大化降低基站运行的温度,从而达到了减少通信基站运行成本的目标。
- 张宇娇吴刚梁曾凡威
- 关键词：通信基站烟囱效应自然对流
- 十五相电机电磁场的三维有限元分析被引量：5
- 2013年
- 对大型复杂结构的十五相感应电机进行了三维有限元时谐电磁场分析计算。建立了精准的三维有限元电机模型,给出了定转子电流密度、整个矢量磁密分布,对其进行了分析说明,获得了气隙径向磁通密度结果,并进行了谐波分析。三维有限元电磁场计算可得到精确的电磁场分布及电机性能参数,对新型结构多相电机研制能给出依据,在结构优化设计方面也能起到借鉴作用。
- 宋文宇张宇娇吴艳秋孙梦云
- 关键词：多相电机有限元法电磁场分析
- 抽水蓄能发电电动机三维瞬态涡流场有限元分析被引量：2
- 2015年
- 对广州抽水蓄能B厂某发电电动机进行了三维涡流场有限元计算,建立了发电电动机的三维模型,分析了电流密度、磁密等场量的分布情况,获得了气隙径向磁密并进行了谐波分析。通过发电电动机的三维瞬态涡流场计算,可以更加准确地得到电机电磁场分布情况,运算结果能够为电机的设计、选型、国产化制造提供相应参考,在电机优化设计方面具有一定的参考价值。
- 张宇娇秦威南董晓虎郑永
- 关键词：抽水蓄能发电电动机有限元法
