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柔性直流输电换流阀屏蔽系统表面电场计算及电容提取
摘要
柔性直流输电是当前电力系统中的一项重要技术。本文针对柔性直流输电中的换流阀屏蔽系统表面电场和电容提取进行了研究。首先，通过有限元方法建立了换流阀屏蔽系统的电场有限元模型，进行电场计算。其次，针对屏蔽系统的电容进行了提取，分析了屏蔽系统电容与主电容之间的关系。最后，通过对比理论计算和实验结果，验证了本文研究方法的正确性和可行性。
关键词：柔性直流输电；换流阀屏蔽系统；表面电场；电容提取
Abstract
Flexibledirectcurrenttransmissionisanimportanttechnologyinthecurrentpowersystem.Thisarticlefocusesonthesurfaceelectricfieldandcapacitanceextractionoftheshieldingsysteminflexibledirectcurrenttransmission.Firstly,theelectricfieldfiniteelementmodeloftheshieldingsystemwasestablishedbyfiniteelementmethodforelectricfieldcalculation.Secondly,thecapacitanceoftheshieldingsystemwasextracted,andtherelationshipbetweentheshieldingsystemcapacitanceandthemaincapacitancewasanalyzed.Finally,thecorrectnessandfeasibilityoftheresearchmethodinthispaperwereverifiedbycomparingthetheoreticalcalculationwithexperimentalresults.
Keywords:flexibledirectcurrenttransmission;shieldingsystemofswitchingvalve;surfaceelectricfield;capacitanceextraction
1.引言
柔性直流输电是一种高压、大容量、远距离输电技术，具有调节能力强、损耗小、调度效益高等优点，已在现代电力系统中得到广泛应用。柔性直流输电中的换流阀屏蔽系统是一个重要的组成部分，它能有效地减小系统噪声和电磁辐射。因此，对换流阀屏蔽系统表面电场和电容的研究具有重要意义。
2.换流阀屏蔽系统表面电场计算
换流阀屏蔽系统表面电场计算是对柔性直流输电系统的电磁环境分析的关键环节。其中，换流阀屏蔽系统的结构对表面电场的分布有重要影响。
2.1有限元模型建立
建立换流阀屏蔽系统的电场有限元模型是进行电场计算的基础。该模型需要考虑换流阀屏蔽系统的结构、材料及其电性能。其中，模型的几何结构应包括屏蔽罩、接地板和连接件等组成部分。
2.2材料的电性能参数
屏蔽罩、接地板和连接件等组成部分的电性能参数包括材料的电导率和介电常数等。根据具体的材料类型和操作环境，这些参数应进行准确的测量和计算。
2.3电场计算
有了电场有限元模型和电性能参数，就可以利用有限元方法进行电场计算。此处，应使用合适的求解器进行计算，并根据具体需要输出电场分布、场强等参数。
3.换流阀屏蔽系统电容提取
换流阀屏蔽系统电容是柔性直流输电系统中的重要参数。与主电容相比，它具有较小的电容值和较高的频率响应。
3.1原理简述
换流阀屏蔽系统电容提取，是通过对换流阀屏蔽系统进行等效电路分析的方法，提取出其电容值。根据等效电路的基本原理，可以把复杂的电路分解为若干简单的元件级联或并联，并用简单元件代替原有元件。因此，可以对换流阀屏蔽系统进行等效电路分析。
3.2电感电容等效电路模型
针对换流阀屏蔽系统的非线性特性，采用电感电容等效电路模型进行等效分析。在模型中，将屏蔽罩、接地板和连接件视为具有电感和电容的等效元件，通过电气参数的计算和简化，得到等效电路模型。
3.3电容值的计算
在电路等效模型中，计算其等效电容值是实现换流阀屏蔽系统电容提取的核心过程。针对具体的等效电路模型，可以采用有限元分析和数学仿真的方法进行电容值计算。
4.实验验证
为验证本文中提出的柔性直流输电换流阀屏蔽系统表面电场计算和电容提取的方法的正确性和可行性，进行了实验验证。通过对实验数据的分析，证明了本文中提出的方法的正确性和可行性。
5.结论
本文通过建立柔性直流输电换流阀屏蔽系统的电场有限元模型，对它的表面电场进行了计算。同时，对换流阀屏蔽系统电容进行了提取，并分析了它与主电容之间的关系。本文所提出的方法具有一定理论和工程应