多介质工频电场分析的快速多极子边界元法

作者:张占龙;邓军;李德文;朱祯海;胡强;何为 刊名:电机与控制学报 上传者:齐康平

【摘要】针对变电站关键设备工频电场计算存在计算效率低的问题,结合快速多极子法和边界元模拟电荷法提出一种快速计算多介质工频电场分布的方法。根据边界元模拟电荷法基本原理建立变电站关键设备工频电场计算模型。利用快速多极子法可以加速矩阵与向量乘积效率的特点,得到提高多介质工频电场分布的快速算法。并应用该方法具体计算500 kV变电站中开关场内刀闸周围的电场分布。结果表明:快速多极子边界元模拟电荷法的计算结果与积分工程软件的仿真结果的最大相对误差为8.1%。在满足工程误差允许前提下,该方法相对于传统边界元模拟电荷法运算速度快、内存消耗少、计算精确度高,适合于求解大尺度多未知量、多自由度的工频电场计算问题。

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第 14卷  第 4期 2010年 4月 电  机  与  控  制  学  报 ELECTR IC MACH INES AND CON TROL Vol14 No14 Apr. 2010 多介质工频电场分析的快速多极子边界元法 张占龙1 ,  邓军1, 2 ,  李德文1 ,  朱祯海1 ,  胡强3 ,  何为1 (1.重庆大学 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室 , 重庆 400030; 2.中国南方电网 超高压输电公司检修试验中心 , 广东 广州 510663; 3.重庆电力公司 南坪供电局 , 重庆 400060) 摘  要 : 针对变电站关键设备工频电场计算存在计算效率低的问题 ,结合快速多极子法和边界元模拟电荷法提出一种快速计算多介质工频电场分布的方法。根据边界元模拟电荷法基本原理建立变电站关键设备工频电场计算模型。利用快速多极子法可以加速矩阵与向量乘积效率的特点 ,得到提高多介质工频电场分布的快速算法。并应用该方法具体计算 500 kV变电站中开关场内刀闸周围的电场分布。结果表明:快速多极子边界元模拟电荷法的计算结果与积分工程软件的仿真结果的最大相对误差为 811%。在满足工程误差允许前提下 ,该方法相对于传统边界元模拟电荷法运算速度快、内 存消耗少、计算精确度高 ,适合于求解大尺度多未知量、多自由度的工频电场计算问题。关键词 :工频电场 ; 变电站 ; 边界元法 ; 快速多极子 ; 计算方法 中图分类号 : TM 151 文献标志码 : A 文章编号 : 1007- 449X (2010) 04- 0080- 06 Fastmulti2pole boundary elementmethod analysis for power frequency electric field distribution of multi2mediumZHANG Zhan2long 1 ,  DENG Jun1,2 ,  L IDe2wen1 ,  ZHU Zhen2hai 1 ,  HU Qiang 3 ,  HEWei 1 (1. State Key Laboratory of Power Transmission Equipment & System Security and New Technology, Chongqing University, Chongqing 400030, China; 2. EHV ofMaintenance & Test Center, China Southernpower Grid, Guangzhou 510663, China; 3. Nanping Power Supply Bureau, Chongqing Power Company, Chongqing 400060, China; ) Abstract: To raise the low computation efficiency existed in calculation of power frequency electric field (PFEF) of the key devices in substation, a hybrid technique combining the fastmulti2pole method (FMM) , the boundary element method (BEM) and charge simulation method (CSM) has been proposed to solv

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