直流输电线路三维合成电场计算的有限元方法 - 电工技术学报.pdf

20 11 年 4 月 电 工 技 术 学 报 Vol.26 No. 4 第 26 卷第 4 期 TRAN SACTION S OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Apr . 20 11 直流输电线路三维合成电场计算的有限元方法 1 1 1 1 2 2 2 2 甄永赞 崔翔 罗兆楠 卢铁兵 陆家榆 杨勇 刘元庆 韩辉 鞠勇2 （1. 华北电力大学电气与电子工程学院 北京 1022062. 中国电力科学研究院 北京 100085） 摘要 详细计 直流输电线路下方人员活动及线下存在建筑物的合成电场分布时，迫切需 要进行三维离子流场计 。提出一种可计 双极三维离子流场的数值计 方法——三维上流有 限元法。该方法首先应用于同轴圆柱、同心球壳的离子流场 例，计 结果与解析解吻合得很 好。然后将其应用于直流输电线下存在建筑物情况下的合成电场计 ，模拟 验结果证明了 法的有效性，同时计 过程表明该 法具有良好的收敛性。该方法亦适用于其他领域类似问题 的计 。 关键词：直流输电 三维 合成电场 有限元 中图分类号：TM72 1.1 FEM for 3D Total Electric Field Calculation Near HVDC Lines Zhen Yongzan 1 Cui X iang 1 L uo Zhaonan 1 L u Tiebing 1 L u J iay u2 Yang Yong2 L iu Yuanqing2 Han H ui2 J u Yong2 （1. North China Electric Power University Beij ing 102206 China 2. Electric Power Research Institute Beij ing 100085 China ） Abstract In order to analyze total electric field with people or buildings below high voltage direct current （HVDC ） lines in detail ， three-dimensional ionized field calculation is urgently needed. Three-dimensional upstream finite element method ，which could be applied for two poles 3D ionized field calculation ，is proposed in this paper . Firstly ，the method is used to calculate ion flow field of coaxial cylinder and concentric sphere model ，and the numerical results agree very well with the analytical solutions. Then ，it is applied to calculate the total electric field with building below HVDC lines ，and its validity is proved by the simulation experiment results. At the same time ，the method shows good co