基于FEPG的电磁场计算若干问题的研究
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摘要
基于飞箭公司FEPG系统平台，本论文研究了静电场，准静电场，时谐场的求解问题。采用虚拟介电常数法计算绝缘子存在悬浮导体的电场分布，采用等效电导率法计算绝缘子存在表面污秽或局部击穿情况下的电场分布。对虚拟介电常数和等效电导率的取值范围进行了讨论，得出了一些有用的结论。对于电流互感器硅钢片涡流损耗的计算，本文提出了不同于传统的A-φ方法的H求解办法，从而大大简化了计算。另外，基于FEPG为开发平台，编写了三维电场分析软件，软件以Visual C++编写界面，以Visual Fortran为核心计算程序。
Based on the FEPG system of Feijian, the solutions of static electric field, quasi-static electric field and time-harmonic field are researched. Then virtual dielectric constant method is adopted to calculate the electric field distribution with floating electrodes, and equivalent conductance rate method is adopted to calculate the electric field distribution with surface filth or local puncture in the insulator, furthermore the value scope of virtual conductance rate and equivalent conductance rate are discussed and some useful results are got .For the solution of vortex loss of silicon steel sheets concerning current transformer, the H solution has also been put forward rather than traditional A ?(p method in order to reduce calculation load. In addition, based on the developing platform of FEPG, three-dimensional electric field analysis software has been developed, the main interface of which is written in visual C++, while the core calculation procedures are written in visual Fortran.
Huang Cheng (Electric power system and automation)
Directed by Prof. Wang Zezhong
Based on the FEPG system of Feijian, the solutions of static electric field, quasi-static electric field and time-harmonic field are researched. Then virtual dielectric constant method is adopted to calculate the electric field distribution with floating electrodes, and equivalent conductance rate method is adopted to calculate the electric field distribution with surface filth or local puncture in the insulator, furthermore the value scope of virtual conductance rate and equivalent conductance rate are discussed and some useful results are got .For the solution of vortex loss of silicon steel sheets concerning current transformer, the H solution has also been put forward rather than traditional A ?(p method in order to reduce calculation load. In addition, based on the developing platform of FEPG, three-dimensional electric field analysis software has been developed, the main interface of which is written in visual C++, while the core calculation procedures are written in visual Fortran.
Huang Cheng (Electric power system and automation)
Directed by Prof. Wang Zezhong
引文
[1]赵良．合成绝缘子三维电场FEM-BEM迭代解法的研究，硕士学位论文．北京：华北电力大学(北京)电力工程系，2002．
[2]飞箭软件公司．FEPG4.2 beginner初级教程，2002，12．
[3]倪光正，钱秀英等．电磁场数值计算．北京：高等教育出版社，1996，12．
[4]崔翔．应用有限元方法计算含有电位悬浮导体的电场分布．华北电力大学学报，1995，4，22(2)，1～7．
[5]闫照文，黄伟，盛剑霓．用模拟电荷-小波法计算含有电位悬浮导体的电场分布．西安交通大学学报．2000，2，34(2)，16～19．
[6]戴栋，马西奎，韩社教，张西元．氧化锌避雷器电位分布计算中电位悬浮导体处理方法的研究．电磁避雷器，2000年第6期，26～30．
[7]韩社教，戴栋，马西奎，张西元．应用有限元法计算氧化锌避雷器电位分布．中国电机工程学报，2001，12，21(12)，105～114．
[8]彭兵．用边界元法计算静电场第四类非混合边值问题．电机与控制学，2000，6，4(2)，110～112．
[9]郑勤红，解福瑶，钱双平等．用边界元法计算含有电位悬浮导体的静电场问题．电工电能新技术，1998，17(2)，10～13．
[10]王泽忠．工程电磁场讲义．华北电力大学[北京]教材科，2000，10．
[11]盛剑霓．工程电磁场数值分析．西安交通大学出版社，1991，11，第一版．
[12]钱华山．在线生成有限元程序系统FEPG．计算机辅助设计与制造，2000年12期．
[13]杨友卿．一种高效的有限元自动编程工具-FEPG系统．力学与实践，1998年02期．
[14]王世山，王德林，李彦明．大型有限元软件ANSYS在电磁领域的使用．高压电器，2002年03期．
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[16]袁致川．沿绝缘子串电位分布的数值计算法．高电压技术，1997，Vol．23，No．2，69-71，80．
[17]钟山．合成绝缘子电场计算与分析．清华大学工学硕士学位论文，2000年．
[18]金建铭(美)著，王建国译．电磁场有限元方法．西安：西电子科技大学出版社，
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[20]王立福，张世琨，朱冰．软件工程—技术、方法与环境．北京：北京大学出版社，2000．
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[24]J.P. Peng, S. Salon, M.V.K. CharI. A Comparison of Finite Element And Boundary Element Formulations for Three-Dimensional Magneto-static Problems. IEEE Transactions on Magnetics, 1984, Vol. 20, No. 5,1950～1952.
[25]G. Meunier, J.L. Coulomb, S.J. Salon, L. Krahenbul. Hybrid Finite Element Boundary Element Solutions for Three Dimensional Scalar Potential Problems. IEEE Transactions on Magnetics, 1986, Vol. 22, No. 5, 1040～1042.
[26]徐建源，汪枫，肖凤良．三相共箱GIS盆式绝缘子三维电场的计算分析．高电压技术，2000，Vol．26，No．1，11～14．
[27]袁致川．沿绝缘子串电位分布的数值计算法．高电压技术，1997，Vol．23，No．2，69～71，80．
[28]曾余庚，刘京生，张雪阳．有限元法与边界元法．西安：西安电子科技大学出版社，1991．12．
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[30]刘姜玲．合成绝缘子三维电场分区边界元法的研究，硕士学位论文．北京：华北电力大学(北京)电力工程系，2003．
[31]P．P．席尔维斯特，R．L．费拉里著，简柏敦，倪光正译．有限元法在电气工程中的应用(第二版中译本)．杭州：浙江大学出版社，1995．
[32]H. EI-Kishky and R.S. Gorur. Electric Potential and Field Computation along ac HV Insulators. Department of Electrical Engineering, Arizona State University, Tempe AZ, USA, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insualtion, Vol. 1 No. 6, December 1994.
[33]北京飞箭软件公司．有限元程序自动生成系统FEPG4.0 FEPG．GID初学入门，2002，5．
[34]北京飞箭软件公司．有限元程序自动生成系统FEPG4.0初学入门培训教材，2002，5．
[35]张仁豫．绝缘污秽放电．北京：水利电力出版社，1994．
[36]国际电工委员会．IEC507-1991．交流系统用高压绝缘子的人工污秽试验．1991，04．
[37]关志成，刘虹，王黎明，等．用局部表面电导率法研究绝缘子的积污规律．清华大学学报，2000，(1)：10～12．
[38]徐通训，徐喜佑．电力设备防污闪技术．北京：能源部电力司，1995．
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