[发明专利]一种高压变电站工频电场的评估方法

摘要

本发明是高压变电站工频电场的评估方法，其特点是：它包括基于边界元法的变电站设备表面电场和空间电场计算；能够模拟变电站主变、高抗、开关等各种复杂结构的电气设备，充分考虑其对空间电场的影响，特别是上述关键设备附近的空间电场分布，从而对变电站工频电场做出有效评估，对主变、高抗等面结构设备及均压环、母线等线结构设备具有广泛的适应性，便于考虑各种设备的影响，对整个高压变电站工频电场做出准确评估，具有较高的工程价值。

主权项

1. 一种高压变电站工频电场评估方法，其特征是，它包括以下步骤：1）基于边界元法的表面等效电荷计算根据导体系统电位分布的基本原理，边界积分方程为：(1)式中，φ表示场点电位，R表示场点和线电荷源之间的距离，表示面积分区域，表示设备表面等效面电荷密度，将边界面划分成若干单元，在单元内采用插值方法对电位函数进行线性插值近似，电位的插值表达式为(2)令，表面电场强度的插值表达式为(3)式中为插值函数，应用伽辽金加权余量格式离散式(1)，将整个边界的积分用单元积分之和表示，则(4)将方程写成矩阵形式(5)对比方程，可得(6)(7)矩阵元素是单元积分叠加的结果，[A]矩阵只涉及场单元，[B]涉及边界场单元和边界源单元，i是场单元中的节点局部编号，j是源单元中的节点局部编号，基于基函数、权函数与单元形状函数的关系，将对应的单元形状函数代入，可得(8)(9)可以得到已知导体电位求解导体表面等效电荷的代数方程组(10)通过求解上述代数方程组，即可得到设备表面等效电荷密度；2）高压变电站空间工频电场计算采用步骤1）得出设备的表面等效电荷后，直接利用电场的积分公式，求出空间任意一点的电场，见下式，(11)其中，r和分别表示场点和源点，表示源单元，对变电站空间工频电场做出评估。