李乃一
- 作品数：13 被引量：151H指数：7
- 供职机构：西安交通大学电气工程学院更多>>
- 发文基金：国家电网公司科技项目国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：电气工程一般工业技术更多>>
- 直流电压下环氧浇注绝缘子的表面电场分析被引量：3
- 2016年
- 针对直流气体绝缘设备电场分析及结构设计时气体侧模型的选择问题,以高压直流气体绝缘穿墙套管用环氧浇注绝缘子为研究对象,建立了直流电压下环氧浇注绝缘子的电场计算模型。其中,对气体侧分别采用离子迁移模型和线性模型,在直流电压下对环氧浇注绝缘子的表面电场进行了计算及分析。研究了不同气体电离率、外施电压、体积电导率等条件下两种模型对计算结果的影响及相互替换的条件,给出了直流电压下气体侧模型的选择建议。结果表明:离子迁移模型得到的绝缘子表面电场计算结果受气体中空间电荷不均匀分布的影响,随场强的变化呈现出较强的非线性;线性模型用以匹配离子迁移模型计算结果的气体电导率取值与气体电离率成正比,与外施电压等级成反比;当外施电压等级较高、绝缘子体积电导率较大时,固体侧电流在绝缘子表面电荷积聚过程中起主要作用,离子迁移模型与线性模型得到的计算结果差异较小。这时,线性模型计算时间更短,更适用于环氧浇注绝缘子的结构优化设计。
- 李乃一彭宗仁刘鹏
- 关键词：直流绝缘子气体绝缘电场计算
- 直流GIL柱式绝缘子表面电荷积聚特性被引量：11
- 2018年
- 直流气体绝缘输电线路(GIL)在长时间电压作用下,内部柱式支撑绝缘子表面易积聚电荷,容易导致绝缘子沿面闪络。因此,研究直流电压下绝缘子表面电荷的积聚特性,对提高直流GIL的绝缘性能和运行可靠性具有重要意义。本文以直流GIL柱式支撑绝缘子为研究对象,设计并搭建表面电荷测量实验平台,引入弱电离气体的迁移扩散方程,利用多物理场有限元分析软件,建立绝缘子-气体复合绝缘结构的表面电荷积聚模型,测量并仿真简化的柱式绝缘子的表面电荷积聚情况,并结合实验和仿真计算结果分析表面电荷积聚成因。同时,建立±800kV直流GIL模型,分析绝缘子的表面电导率、体积电导率和气体的气体电离率对气固界面电场强度和表面电荷积聚的影响。研究深化了直流电压作用下对气-固绝缘界面电荷积聚机理的认识,为直流GIL设备中固体绝缘件的结构设计提供了方法和依据。
- 田汇冬李乃一吴泽华郭子豪郭子豪
- 关键词：表面电荷直流电压电荷积聚电场分布
- 400kV换流变压器阀侧套管内绝缘计算被引量：5
- 2015年
- 本文对400k V换流变压器阀侧套管内绝缘设计进行了研究,对电容芯子用油浸纸绝缘材料进行了介电常数和直流电导率测量,依据试验得到的参数在各种工况下对套管进行了电场仿真计算。
- 李乃一王明胜杨仁毅
- 关键词：电场计算
- 1100kV GIS用SF_6气体绝缘复合套管结构有限元仿真分析被引量：4
- 2019年
- 对1 100 kV高压组合开关电器(GIS)用SF_6气体绝缘复合套管内部SF_6气体压强的确定、GIS复合套管内屏蔽结构许用场强进行了讨论分析,确定了套管内部金属屏蔽和外绝缘结构设计方案。基于此,建立了1 100 kV GIS套管的三维有限元仿真计算模型,并对其内部金属屏蔽和绝缘件电场分布进行了仿真模拟,同时对套管基座进行了机械应力分布计算。结果表明:套管金属屏蔽最大电场强度约为10 k V/mm,复合绝缘子护套表面电位分布接近线性分布;当负荷加载方向垂直于GIS管道方向时,弯曲应力最大值为11.2 MPa;在1.1倍额定电流6 930 A下,套管中温度最高点位于中心导杆附近,最高温度为80℃,满足设计要求,试制的SF_6气体绝缘复合套管通过了全部型式试验。
- 张施令何永胜李乃一彭宗仁
- 关键词：三维有限元电场分布应力分布
- 采用有限元和粒子群算法优化特高压复合绝缘子均压环结构被引量：27
- 2012年
- 交流1 000kV同塔单回输电线路中采用的是V串和I串复合绝缘子,其分裂导线、连接金具和均压环等结构较为复杂,电场强度较高,易发生电晕,因此需对均压环结构进行优化研究。运用有限元分析软件ANSYS建立3维模型进行电场计算,同时采用ANSYS参数化编程语言(ANSYS parametric design language,APDL)实现了粒子群(particle swarm optimization,PSO)算法。对因模型结构复杂导致的计算量增加问题,运用ANSYS中的Submodeling技术有效减少了计算量,且能达到较高精度。研究结果表明:V串均压环的最大场强比I串约高出13.9%,V串绝缘子沿面最大场强比I串高出约29.2%,且结合有限元法(finite element method,FEM)与PSO算法,在ANSYS计算环境下能较好实现V串和I串复合绝缘子均压环结构的多参数优化。研究成果可使均压环和绝缘子沿面最大场强满足控制要求,挂网运行后未出现电晕。此方法能较好解决大场域、多介质复杂模型的结构优化问题,对粒子群智能算法在绝缘结构优化设计领域的研究具有参考价值。
- 张施令胡伟彭宗仁李乃一
- 关键词：复合绝缘子电场计算ANSYS粒子群算法
- 特高压SF_6气体绝缘套管内屏蔽结构研究被引量：12
- 2015年
- 为了研究特高压SF6气体绝缘套管内屏蔽结构的电场分布特性并制定合理的结构设计方案,通过对特高压SF6气体绝缘套管进行有限元电场分析,研究了边缘效应和结构参数对内屏蔽电极表面电场的影响。在此基础上,针对仅通过控制电极表面电场进行内屏蔽结构设计的局限性,研究了SF6局放起始电场强度对内屏蔽结构设计的影响。结果表明:内屏蔽电极边缘外形对电极边缘电场强度影响较大,而对电极中部电场强度影响较小,因此进行内屏蔽结构设计需要考虑边缘效应对电极表面电场的影响,将边缘外形设计和电极尺寸设计分开进行;此外,边缘外形对边缘SF6局放起始电场强度影响较大,在进行边缘外形设计时需要综合考虑表面电场强度和局放起始电场强度的影响。
- 李乃一彭宗仁刘鹏
- 关键词：特高压表面电场强度
- 特高压交流盆式绝缘子电场分布计算及屏蔽罩结构优化被引量：48
- 2013年
- 为提高特高压盆式绝缘子(BTI)可靠性,运用有限元方法计算分析了中心导体和屏蔽罩对特高压交流盆式绝缘子表面电场分布的影响。基于MATLAB和ANSYS,采用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对屏蔽罩结构进行优化设计。结果表明,直导体或导体有小凹槽均会导致盆体凹面靠近导体的小三角区域电场发生畸变,加装屏蔽罩可以优化屏蔽盆体表面的高电场强度区域状态。优化后的凹面最大电场强度较优化前降低7.2%,该优化方法有效改善了盆式绝缘子表面电场分布。
- 杜进桥张施令李乃一彭宗仁
- 关键词：特高压盆式绝缘子电场计算非支配排序遗传算法
- 换流变压器阀侧直流套管机械性能三维仿真被引量：1
- 2015年
- 介绍±400 kV换流变压器阀侧油-SF6直流套管的机械结构,运用有限元分析软件建立三维物理模型,分析计算直流套管在弯曲及扭转各种应力条件下的位移量,验证了直流套管的机械性能。
- 王明胜杨仁毅李乃一栾兰
- 关键词：机械性能应力
- 1000kV特高压交流输电线路双回耐张塔刚性跳线电晕抑制分析被引量：7
- 2014年
- 特高压交流1 000 kV双回耐张塔结构复杂,为分析其刚性跳线表面电场分布,并抑制电晕放电,运用3维有限元分析软件ANSYS,考虑了杆塔、金具、绝缘子串等因素和相间影响,计算了特高压双回耐张塔采用铝管式结构时刚性跳线的表面电场分布,对比分析了跳线表面场强的不同影响因素;并选取特高压试验示范工程典型单回耐张塔JTP3,通过电场仿真计算结合实地电晕测量,确定了特高压双回耐张塔刚性跳线表面场强的控制值;最后研究了跳线表面场强随弧垂值、耐张塔转角度数以及跳线直径的变化规律。研究结果表明:相间影响对中相跳线表面场强影响相对较大,杆塔、大地以及回间影响对中相跳线表面场强的影响百分比<5%,特高压双回耐张塔刚性跳线表面场强控制值可取为2 600 kV/m,刚性跳线应选用JL/G3A-900/40型导线并在实际安装中应使弧垂值控制在<0.2 m。
- 杨熙王青于廖晋陶李乃一杜进桥彭宗仁
- 关键词：特高压刚性跳线电场分布
- RBF神经网络与NSGA-II混合算法用于±1 100kV穿墙套管3维电场模拟及内屏蔽结构优化被引量：19
- 2014年
- ±1 100 kV特高压穿墙套管是直流输电系统中的重要设备,但目前对其3维静电场模拟和内屏蔽层结构智能优化鲜有报道。鉴于此,以特高压穿墙套管及其内屏蔽结构为研究对象,建立了3维有限元模型进行电场模拟。提出了应用径向基函数(RBF)神经网络与NSGA-II混合算法对套管内屏蔽结构进行多目标优化,并运用经典显示函数验证了该算法的有效性。在此基础上,建立了穿墙套管内屏蔽结构的多目标优化数学模型,结合RBF神经网络与NSGA-II混合算法对内屏蔽结构进行了优化设计,使套管内屏蔽各关键位置处电场强度(简称场强)均满足控制要求。研究表明:与自由网格划分相比,体旋转扫掠网格划分可使有限元模型生成的节点数量降低58.2%;墙体和均压环对套管复合外套有较好的屏蔽作用,且高场强区主要集中在内屏蔽表面,优化后最高场强降低14.5%。3维电场模拟结果可为穿墙套管的设计、制造和运行提供数据和理论依据,且所提算法能较好地解决大场域、多介质复杂模型结构优化耗时较多的问题。
- 张施令彭宗仁杜进桥李乃一胡伟邓志祥
- 关键词：穿墙套管RBF神经网络NSGA-II算法
