ANSYS特高压输电线路电磁分析计算实例
超高压输电线路的电磁场计算及分析
超高压输电线路的电磁场计算及分析随着现代社会的发展，人们对能源需求的增长越来越大。
然而，能源的分布却不平衡。
为了满足市场的需求，越来越多的能源需要从远处输送到消费区域。
然而，传输跨度越远的能源，建设成本也会越来越高。
这个问题可以通过使用超高压输电线路来解决。
然而，超高压输电线路的建设也会面临许多问题，最重要的问题是电磁场的影响。
这篇文章将介绍超高压输电线路电磁场的计算及分析。
超高压输电线路的电磁场来源于输电线路上的电流。
实际上，输电线路可以看作是一个巨大的导电体。
电流从一个极点流过输电线路，然后回到另一个极点。
这种电流生成了一个由输电线路周围的空气、地面以及其他的物品产生的电磁场。
电磁场是由电场和磁场构成的。
电场是由电荷产生的；磁场是由电流产生的。
因此，我们需要使用麦克斯韦方程组来计算电磁场。
麦克斯韦方程组是一组用于描述电磁场的偏微分方程。
对于输电线路上的电磁场，我们可以使用有限元法和有限差分法来计算。
这两种方法都是数值计算方法，可以通过计算机模拟电磁场的行为。
有限元法是一种适用于求解偏微分方程的方法。
它将求解区域分解为若干个小区域，每个小区域内都有代表变量的节点。
然后，通过在这些节点上的变量值的计算来求解方程组的解。
有限差分法是一种将偏微分方程转换为差分方程的方法，然后通过迭代计算来求解差分方程。
将求解区域划分为若干个小点，并在这些点上使用差分近似来计算导数。
然后，通过代入差分形式的方程组来求解。
计算出超高压输电线路的电磁场后，我们可以进行一些电磁场分析。
例如，我们可以计算电磁场的强度、功率和工作频率。
这些参数是评估输电线路安全性和环境影响的重要指标。
此外，电磁场也会对人类健康造成一定的影响。
当人体暴露在高强度电磁场中时，会产生一些不适。
这些不适包括头痛、头晕、失眠、记忆力减退等等。
因此，我们需要对电磁场进行评估，以保护公众健康和环境的安全。
总体而言，超高压输电线路的电磁场计算和分析是一项非常重要的工作。
ANSYS关于电场分析步骤及例子
ANSYS关于电场分析的步骤和例子电场分析要计算的典型物理量有：电场，电流密度，电荷密度，传导焦耳热纯电场分析：包括，稳态电流传导分析，静电场分析，电路分析静电场的分析基础是泊松方程：主要的未知量（节点自由度）是标量电位（电压）可用于电场分析的单元：表1 传导杆单元表 2 2-D实体单元表 3 3-D实体单元表 4 壳单元表 5 特殊单元表 6 通用电路单元表7 带电压自由度单元的反作用力稳态电流传导分析可以分析计算直流电流和电压降产生的电流密度和电位分布。
可以进行两种加载：电压和电流。
稳态电流传导分析认为电压和电流成线性关系，即电流与所加电压成正比。
稳态电流传导分析的步骤稳态电流传导分析有三个主要的步骤：1.建立模型2.加载并求解3.观察结1.建立模型建立模型，定义工作文件名和标题：命令：/FILNAME, /TITLEGUI：Utility Menu>File>Change JobnameUtility Menu>File>Change Title在GUI参数选择框中选择Electric选项。
以便能够选择需要的单元。
GUI:Main Menu>Preferences>Electromagnetics>Electric然后按照《ANSYS建模与分网指南》中的描述定义单元类型、定义材料特性并建立几何模型。
在电流传导分析中，可以使用下列单元：·LINK68：三维二节点热/电线单元·PLANE67：二维四节点热/电四边形单元·SOLID5：三维八节点结构/热/磁/电六面体单元·SOLID69：三维八节点热/电六面体单元·SOLID98：三维十节点结构/热/磁/电四面体单元·SHELL157：三维四节点热/电壳单元·MATRIX50：三维超单元单元的详细介绍可参看前面单元表。
必须只定义一种材料特性：电阻(RSVX)，它可以是和温度有关的。
输电线温度及载流量 ANSYS 计算方法及修正因数
输电线温度及载流量 ANSYS 计算方法及修正因数陈锡阳;刘洋;马燕鹏;刘云鹏;吴振扬【摘要】ANSYS software is adopted to establish a mathematical model.The unit volume heat release of conduc-tors can be calculated under different seasonal illumination intensities and national standard values (1 000W/m2 ) . The simulation analysis is illustrated with an example of LGJ240/ing the conductor parameters from the sim-ulation.Morgan formula calculation results are used to solve conductor temperatures and analysis errors.It has been proved that the effect of illumination intensity is limited on the simulation results from the analysis of errors. The error has linear relation to combined heat release coefficient and the current capacity.According to the influen-cing factors, a correction factor is obtained by using Matlab multiple linear regression analysis to get more accurate simulation calculation results.%以LGJ240／40钢芯铝绞线为例，利用ANSYS软件建立数学模型，分别考虑不同季节的日照强度和国标规定值1000 W／m2，仿真得出一定载流量下的导线温度，并采用摩尔根公式求解相同条件下的导线温度，以摩尔根公式计算结果为准进行误差分析。
ANSYSWorkbench电磁场分析例子共38页
ANSYS, Inc. Proprietary
Contents
Workbench Electromagnetics
– Workbench Emag Roadmap
– Design Modeler
• Enclosure Symmetry • Winding bodies • Winding Tool
• Workbench v9.0 is the first release with electromagnetic analysis capability. – Support solid and stranded (wound) conductors – Automated computations of force, torque, inductance, and coil flux linkage. – Easily set up simulations to compute results as a function of current, stroke, or rotor angle.
– Up to 3 three symmetry planes can be specified. – Full or partial models can be included in the Enclosure. – During the model transfer from DesignModeler to Simulation, the enclosure feature with symmetry planes forms two kinds of named selections:
– Winding Bodies: Used to represent wound coils for source excitation. The advantage of these bodies is that they are not 3D CAD objects, and hence simplify modeling/meshing of winding structures.
ANSYS特高压输电线路电磁分析计算实例
ANSYS特高压输电线路电磁分析计算实例实例描述：假设有一条特高压输电线路，线路总长度为350km，导线间距为12m，导线直径为30mm，导线材料为硬铝，输电线路中存在220kV的交流电压和60Hz的频率。
我们需要计算线路中各个位置的电场和磁场强度。
首先，我们需要进行几何建模。
在ANSYS中，可以使用几何建模工具创建线路的导线和空间。
确保导线的尺寸和间距准确无误。
然后，我们需要设置材料属性。
在ANSYS中，可以定义材料属性，包括导线的电导率和磁导率。
对于硬铝材料，电导率为35.2*10^6S/m，磁导率为1.257*10^-6H/m。
接下来，我们需要设置求解器和求解设置。
在ANSYS中，可以选择电场或磁场求解器。
对于这个问题，我们需要使用电场和磁场求解器。
设置求解器参数，如网格密度和求解精度。
然后，我们需要设置电压激励。
在ANSYS中，可以选择施加电压或电流边界条件。
对于这个问题，我们需要施加220kV的电压边界条件。
接下来，我们需要设置边界条件。
在ANSYS中，可以选择各种边界条件，如导体接地、绝缘和自由空间。
对于这个问题，我们可以选择绝缘边界条件，即将输电线路周围设置为绝缘边界条件。
然后，我们可以进行求解。
在ANSYS中，可以运行求解器进行电磁场计算。
计算完成后，可以获得线路各个位置的电场和磁场强度分布。
最后，我们可以进行结果的后处理。
在ANSYS中，可以对结果进行可视化和分析。
可以绘制电场和磁场强度的矢量图、等高线图和三维图。
还可以计算线路中的电流分布和功率损耗。
这是一个简单的特高压输电线路的电磁分析计算实例。
通过使用ANSYS进行电磁场计算，可以更好地了解输电线路中电场和磁场的分布情况，帮助工程师设计和优化特高压输电线路的性能。
ansys工程实例(4经典例子)
输气管道受力分析（ANSYS建模）任务和要求：按照输气管道的尺寸及载荷情况,要求在ANSYS中建模，完成整个静力学分析过程。
求出管壁的静力场分布。
要求完成问题分析、求解步骤、程序代码、结果描述和总结五部分。
所给的参数如下：材料参数：弹性模量E=200Gpa; 泊松比0.26；外径R₁=0.6m；内径R₂=0.4m；壁厚t=0.2m。
输气管体内表面的最大冲击载荷P为1Mpa。
四.问题求解（一）．问题分析由于管道沿长度方向的尺寸远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的端面效应，认为在其长度方向无应变产生，即可将该问题简化为平面应变问题，选取管道横截面建立几何模型进行求解。
（二）．求解步骤定义工作文件名选择Utility Menu→File→Chang Jobname 出现Change Jobname对话框，在[/FILNAM] Enter new jobname 输入栏中输入工作名LEILIN10074723，并将New log and eror file 设置为YES，单击[OK]按钮关闭对话框定义单元类型1)选择Main Meun→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delte命令，出现Element Type 对话框，单击[Add]按钮，出现Library of Element types对话框。
2）在Library of Element types复选框选择Strctural、Solid、Quad 8node 82,在Element type reference number输入栏中出入1，单击[OK]按钮关闭该对话框。
3. 定义材料性能参数1）单击Main Meun→Preprocessor→Material Props→Material models出现Define Material Behavion 对话框。
选择依次选择Structural、Linear、Elastic、Isotropic选项，出现Linear Isotropic Material Properties For Material Number 1对话框。
基于ANSYS的输电线路杆线体系模态分析
模 态及 固有频 率 。 分析结构 自重和导 线张力对 门型耐张杆塔 振型和频 率的影 响。得 出结构 自重和导 线张力对杆塔 振动特 性的
影 响较 小； 杆塔 前四 阶的振 型主要是 侧移 和 绕着 自身竖 向 中部 扭转 ， 变形和 振动 最 大处容 易 出现 在杆塔 的顶 端和 中间部 位 ： 杆塔 具有 同一频率 时应 多个不 同பைடு நூலகம் 态的特性 ， 会 对输 电线路 杆线耦合 体 系的受力和 变形产 生重要 影响
基于 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ的输电线路杆线体系模态分析
梁 庆 国 梁 世 容
摘要
彭家宁
边 美华
广西 南 宁 ５ ３ ０ ０ ２ ３ ）
（ 广 西电 网有 限责任 公 司电 力科 学研 究院
利用 Ａ Ｎ Ｓ ￣ Ｓ有限元 分析软件 建立输 电线路 三杆 两跨 有 限元仿真模型 ．研 究不 同工况下该体 系中门型 耐张杆塔 的
关键词 输 电 线路 Ａ Ｎ Ｓ ＹＳ 模 态 分析 自振 频 率
中图分类 号 ： Ｔ Ｍ７ ５
文献标识 码 ： Ａ
文章 编号 ： １ ６ ７ ２ — ９ ０ ６ ４ （ ２ ０ １ ６ ） ０ ６ － ０ ２ ８ — ０ ２ 究可 为输 电线 路杆线 耦合 体系 舞动规 律 的分析 及输 电杆 塔 受力变形 特征 的研究提 供理论基础
对 试 验 输 电 导 线 进 行 了 数 值 模 拟 郭 勇 等 【 ３ ］ 以 频 域 简 化 分 析
（ ４ Ｊ ｌ － １ ５ 杆嵴有限面模搿 （ ｂ ） ｚ － １ ８ 十 １ 培肖限ｊ Ｂ 模型 Ｃ ｏ ） 特线体系裔限茏糖
图 １ 杆 塔 的有 限元 模 型
法为基 础 ， 研究 了塔线 体 系风振 响应 。 通 过理 论计 算与气 弹 模 型风洞试 验对 风振 控制效果 进行 了验证 。 周洪 刚等 建立 了大跨越输 电塔一 线体 系的数值 分析模型 ．研 究 了导线划 分
ANSYSWorkbench电磁场分析例子
© 2004 ANSYS, Inc.
ANSYS, Inc. Proprietary
Winding Bodies & Tool
• Feature: Design Modeler (DM) includes two new tools to allow a user to easily create current carrying coils:
– Winding Bodies: Used to represent wound coils for source excitation. The advantage of these bodies is that they are not 3D CAD objects, and hence simplify modeling/meshing of winding structures.
– Upon “attach to Simulation”, Winding Bodies are assigned as Conductor bodies.
– Winding Tool: Used to create more complex coils for motor windings. The Winding Tool uses a Worksheet table format to drive the creation of multiply connected Winding Bodies. Or a user can read in a text file created by MSExcel.
– Design Modeler
• Enclosure Symmetry • Winding Bodies • Winding Tool
基于ANSYS分析的典型500 kV电流互感器电场分布计算
基于ANSYS分析的典型500 kV电流互感器电场分布计算王宇;李丽;汤龙华;黄成吉;王圆圆【摘要】叙述了如何通过ANSYS分析计算典型500 kV电流互感器电场分布的方法,并得出典型500 kV电流互感器的电场分布。
计算结果表明,接地屏蔽管与 SF6气体间隙分界面、一次绕组与 SF6气体间隙分界面、悬浮电位和高压电位屏蔽罩表面与 SF6气体间隙分界面均是最大电场强度较大的区域,最大电场强度分别达到7.85 kV/mm、6.57 kV/mm和5.81 kV/mm,相对来说更容易称为气体绝缘的薄弱部位。
在这些区域如果出现金属突出物、金属碎屑等物质时容易导致严重的电场畸变,从而造成严重的安全隐患。
在涉及500 kV典型电流互感器的故障模拟试验中,可以针对这些薄弱环节进行故障模拟试验。
%This paper describes method how to analyze and calculate electric field distribution of typical 500 kV current trans-former by using ANSYS and gains a result.The calculation result indicates that the interface between grounding screen tube and SF6 gas gap,the interface between primary winding and SF6 gas gap and the interface between screen tubes of suspended potential and high voltage potential and SF6 gas gap are major areas of maximum electric field intensity.The maximum elec-tric field intensity is respectively reaching to 7.85 kV/mm,6.57 kV/mm and 5.81 kV/mm which comparatively means weak part for gas insulation.If there are some substances such as metal protrusions and fragments in these areas,it is easy to cause serious electric field distortion which may result in serious potential safety hazard.In fault simulation testing for 500 kV typical current transformer,it is suggested to proceed fault simulation testing for these weak links.【期刊名称】《广东电力》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】6页(P73-78)【关键词】六氟化硫;电流互感器;电场计算;故障模拟【作者】王宇;李丽;汤龙华;黄成吉;王圆圆【作者单位】广东电网公司电力科学研究院，广东广州510080;广东电网公司电力科学研究院，广东广州510080;广东电网公司电力科学研究院，广东广州510080;广东电网公司电力科学研究院，广东广州510080;西安交通大学，陕西西安710018【正文语种】中文【中图分类】TM152随着国民经济的发展，全社会对电力系统可靠性的要求不断提高，电流互感器作为主要的电气设备之一，其运行可靠性直接影响着电网的安全稳定运行。
ANSYS电磁场分析例子
ANSYS电磁场分析例子我们将考虑一个简单的电磁场问题，即一个平行板电容器的电场分布。
这个问题可以很容易地通过ANSYS进行建模和求解。
首先，我们需要进行几何建模。
在ANSYS的建模界面中，我们可以使用几何建模工具来创建一个具有平行板结构的电容器。
我们可以定义平行板的尺寸、间距以及材料属性等。
接下来，我们需要定义边界条件。
在这个问题中，平行板上的电势是已知的。
我们可以在边界条件中指定平行板上的电势值，然后在求解过程中，ANSYS将根据这些边界条件计算电势分布。
然后，我们需要设置求解器选项。
ANSYS提供了多种求解器选项，包括有限元法、有限差分法等。
我们可以根据我们的具体问题选择合适的求解器。
接下来，我们需要应用材料属性。
我们可以在材料库中选择合适的材料，并将其应用于电容器的几何模型中，以便ANSYS可以根据这些材料属性计算电场分布。
最后，我们可以运行求解器并分析结果。
一旦求解器完成计算，我们可以在ANSYS的后处理界面中查看电场分布结果。
ANSYS提供了丰富的后处理工具，包括可视化和数据分析工具，可以帮助我们更好地理解和解释电场分布结果。
通过以上步骤，我们可以使用ANSYS进行电磁场分析，并得到电场分布结果。
根据这些结果，我们可以评估电容器的性能，例如电势分布、电场强度等。
这些信息对于设计和优化电容器以及解决其他电磁问题非常有价值。
总结起来，ANSYS电磁场分析是一种强大的工具，可以用于解决各种电磁问题。
通过几何建模、边界条件设置、求解器选项设置、应用材料属性和结果分析等步骤，我们可以使用ANSYS获得准确和可靠的电场分布结果，为问题的解决和优化提供有力支持。
ANSYS特高压输电线路电磁分析计算实例
第3章运用ansys软件对导线场强进行仿真计算本文中选择的杆塔为750kv线路ZB128酒杯型直线塔，各相导线采用8×LGJ-500/45，子导线直径30mm，子导线间距0.4m；架空地线为LHBGJ-120/70。
因为750kv为线电压，÷=612.37（kv）。
则加载的相电压为750⨯233.1利用ansys软件进行输电线路建模⑴打开ansys软件操作界面进行操作main menu—preferences，选择electric选项，确定仿真对象为电磁类型⑵.Mainmenu—preprocessor—modeling—create—areas—circle—annulus进行设定所要建模的导线截面积以及高度和彼此距离⑶mainmenu—preprocessor—modeling—create—keypoints—in active cs设定仿真边界的关键点⑷ .mainmenu—preprocessor—modeling—create—lines—straight line将关键点练成直线形成边界。
⑸main menu—preprocessor—element type—add/edit/delete进行单元类型定义，选择add后找到electrostatic的2D quad 121。
⑹main menu—preprocessor—material props定义单元材料属性，选择electromagnetics中的relative permeability进行材料介电常数设定，空气为1，导线为3.54E7。
ck—all进行独立面划分（8）main menu—preprocessor—meshing—meshing tool进行网格划分，选择areas后点击mesh按钮，在之后出现的对话框中选择pick all（9）.mainmenu—solution—defineloads—apply—electric—boundary—voltage进行电压加载，对地和架空地线加载0v电压，对输电线路加载612.37kv（10）main menu—solution—solve—current LS进行结果计算（11）main menu—general postproc—plot results—contout plot—nodal solu—nodal solution—DOF solution—electric potential选择进行云图输出输出的云图结果如下：云图中显示为电场强度（12）main menu—general postproc—element table—define table点击apply输入sene选择energy中的elec energy sene点击apply，输入efx选择flux&gradient中的elec field efx点击apply，输入efy选择flux&gradient中的efy定义坐标（13）main menu—general postproc—plot results—vector plot—user define输入efx，efy进行向量图输出输出的向量图结果如下：。
ansys maxwell 采用的计算电磁学技术方法
ANSYS MAXWELL 采用的计算电磁学技术方法
ANSYS MAXWELL 是一款强大的电磁场模拟软件，可用于计算各种电磁场问题。
本文将介绍 ANSYS MAXWELL 采用的计算电磁学技术方法，包括静态磁场分析、标量势法、单元边法等。
同时，本文还将介绍如何在 ANSYS MAXWELL 中定义材料性能、设置电流源等。
ANSYS MAXWELL 是一款功能强大的电磁场模拟软件，可用于计算各种电磁场问题。
在 ANSYS MAXWELL 中，可以使用静态磁场分析、
标量势法、单元边法等方法进行电磁场计算。
其中，静态磁场分析是最常用的方法之一。
使用静态磁场分析时，可以分析不随时间变化的磁场。
对于三维静态磁场分析，可以采用标量势法或单元边法。
标量势法包括简化标量势法、微分标量势法、广义标量势法等，可以根据具体问题选择不同的分析方法。
而单元边法适用于计算电流源等复杂模型的磁场分布。
在 ANSYS MAXWELL 中，可以采用材料库中已有的材料性能定义，也可以自定义材料性能。
自定义材料性能时，需要定义材料的路径、磁导率、电导率等参数。
此外，还可以在 ANSYS MAXWELL 中设置电
流源，以模拟实际的电磁场问题。
总之，ANSYS MAXWELL 采用的计算电磁学技术方法可以用于各种电磁场问题的模拟计算。
通过学习这些方法，可以更好地理解电磁场模拟的基本原理，并提高电磁场模拟的计算效率。
ansys压电分析实例Ansys压电分析
ansys压电分析实例Ansys压电分析导读：就爱阅读网友为您分享以下“Ansys压电分析”的资讯，希望对您有所帮助，感谢您对的支持! ansys压电分析压电效应分析是一种结构－电场耦合分析。
当给石英和陶瓷等压电材料加电压时，它们会产生位移，反之若使之振动，则会产生电压。
压力传感器就是压电效应的一种典型的应用。
压电分析（ANSYS/Multiphysics或ANSYS /Mechanical软件包提供这种分析）类型可以是静力、模态、预应力模态、谐波、预应力谐波和瞬态分析。
压电分析只能用下列单元类型之一：PLANE13, KEYOPT(1)=7，耦合场四边形实体单元SOLID5, KEYOPT(1)=0或3，耦合场六面体单元SOLID98, KEYOPT(1)=0或3，耦合场四面体单元KEYOPT选项激活压电自由度：位移和电压。
对于SOLID5和SOLID98，KEYOPT(1)=3仅激活压电选项。
注意：如果模型中激活了至少一个带有压电自由度（位移和VOLT）的单元，则需要用到VOLT自由度的所有单元必须是上面三种压电单元其中之一。
而且，所有的这些单元均需激活压电自由度。
如果不希望在这些单元中存在压电效应，则需给材料定义非常小的压电特性。
压电KEYOPT用NLGEOM，SSTIF，PSTRES命令可用大挠度和应力刚化作用（参见《ANSYS Commands Reference》对这些命令的更多信息，参见《ANSYS Structural Analysis Guide》及《ANSYS，Inc. Theory Reference》的第三章关于大挠度及应力刚化功能的更多信息）。
对PLANE13，通过设置KEYOPT（1）＝7可用大挠度及应力刚化功能。
对SOLID5及SOLID98通过设置KEYOPT（1）＝3可用大挠度及应力刚化功能。
而且小挠度及应力刚化选项可以通过KEYOPT （1）＝0使用。
注意－对压电分析不能使用自动求解控制。
ANSYSWorkbench电磁场分析例子共39页文档
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Contents
Workbench Electromagnetics
– Workbench Emag Roadmap
– Design Modeler
• Enclosure Symmetry • Winding bodies • Winding Tool
– Workbench Emag Roadmap
– Design Modeler
• Enclosure Symmetry • Winding Bodies • Winding Tool
– Simulation
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Workbench Emag Roadmap
• Workbench Emag capability is mapped to & accessed via:
– ANSYS Emag (stand alone or enabled task) – ANSYS Multiphysics license keys.
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ANSYSWorkbench电磁场分 析例子
ANSYS Workbench 9.0 Electromagnetics
Paul Lethbridge
© 2004 ANSYS, Inc.
ANSYS, Inc. Proprietary
Contents
Workbench Electromagnetics
© 2004 ANSYS, Inc.
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Enclosure Symmetry
ANSYS+Workbench+9.0电磁学教程实例
Winding cross-section displayed
A line body can be promoted to a winding body. Turns and cross-section (CS) dimensions are entered
ANSYS, Inc. Proprieta
• Enclosure tool: Released at 8.0. This tool is used to completely enclose the bodies of a model in a material typically required for an Emag analysis.
Contents
Workbench Electromagnetics
– Workbench Emag Roadmap
– Design Modeler
• Enclosure Symmetry • Winding bodies • Winding Tool
– Simulation
• Tools Layout • Winding bodies • Material Properties • Air Gap Mesh Sizing • Conductors • Solution
• Benefits: Very easy to use, rapid creation of coil windings.
ANSYS, Inc. Proprieta
Winding Bodies
Tangent orientation vector (blue arrow) defines direction of current.
• Workbench v9.0 is the first release with electromagnetic analysis capability. – Support solid and stranded (wound) conductors – Automated computations of force, torque, inductance, and coil flux linkage. – Easily set up simulations to compute results as a function of current, stroke, or rotor angle.
基于ANSYS有限元热效应分析的高压电力电缆选型研究
基于ANSYS有限元热效应分析的高压电力电缆选型研究作者：苟明来源：《中国科技博览》2016年第18期[摘要]高压电力电缆作为电能输送的重要部分，随着城镇化的快速推进，土地资源日趋紧缺，高压电力电缆得到了更为广泛的应用和关注，本文通过ANSYS有限元热效应建模计算分析，结合依托工程实际短路电流水平，通过温升效应分析，对高压电力电缆进行优化选择。
[关键词]高压电缆、电缆敷设、电缆排管、热稳定效应、电缆选型中图分类号：TM2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）18-0100-010概述随着城市化的快速发展，土地资源日趋紧缺，电能输送方式从地上转入地下也是形势所迫，为提高电力电缆的利用率，最终达到节能减排效应，本工程通过天津110kV本中一、二回线路改造工程为实体，利用ANSYS软件进行有限元建模计算分析，结合依托工程接入系统短路电流水平，通过电缆温升效应校验，选择出最优的电力电缆。
1 电缆温度场分析与选型方案电力电缆的数值计算方法主要包括：有限元法、有限差分法、边界元法、有限容积法等。
根据具体的应用环境和要求采用合适的方法可以使得计算更加简单、准确。
本工程采用有限元的数值计算方法对电力电缆进行温度分析和方案设计。
1.1 依托工程相关参数经核算，各条线路正常方式及N-1情况的短路情况下的电流载荷及其作用时间如表1所示。
这一数据将是仿真分析时的载荷来源依据。
根据电缆材料选择，初选电缆为110kV交联聚乙烯绝缘皱纹铝套高密度聚乙烯护套纵向阻水电力电缆，具体电缆的截面积由载流量计算核定。
1.2 电缆温度分布基本规律研究及电缆截面确定为优化设计电缆载流量，通过加载电磁场分析得到的热源分布，总体来说，中间部分的电缆温度高于两端电缆的温度，下层电缆的温度高于上层电缆的温度。
造成这一分布规律的原因是：中间部分的电缆散热条件较两端电缆差，同时上层电缆离地面更近，其热量更容易通过地面的热对流而被带走。
基于ANSYS的输电线路杆塔有限元分析毕业论文
毕业论文声明本人郑重声明：1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。
除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。
对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。
本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。
3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。
4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。
论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。
论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。
学位论文作者（签名）：年月关于毕业论文使用授权的声明本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。
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同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。
本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。
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本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
ANSYS特高压输电线路电磁分析计算实例
第3章 运用ansys 软件对导线场强进行仿真计算本文中选择的杆塔为750kv 线路ZB128酒杯型直线塔，各相导线采用8X LGJ-500/45 , 子导线直径30mm 子导线间距0.4m ；架空地线为LHBGJ-120/70。
因为750kv 为线电压， 则加载的相电压为750、2「3=612.37 (kv )。
3.1利用ansys 软件进行输电线路建模⑴打开 ansys 软件操作界面进行操作 main menu — preferences ，选择 electric 确定仿真对象为电磁类型 A Preferiefnces for GUI Filteririrg|[KEYW][/PMETH] Preferences for GUI iFilt&ring Irdmdu-al disciplined) to %how in th& GUI厂 i&tructural 厂 Thermal 厂 ANSYS Fluidr FLOTRAN CFDElectromagnetic:厂 Magnetic-Nod a I 厂 iMagnetic-Edg# 厂 High Frequency R? ElertrieNote: If no individual disciplines are selected they wiill all show ・ Discipline optionsh-MethodC 1 p-Method Strict.「p-Method Elertr.(2).Mainmenu — preprocessor — modeling — create — areas — circle — annulus 进行设定所要建模的导线截面积以及高度和彼此距离选项,CancelHelp |⑷.ma inmenu — preprocessor — modeli ng — create — lines — straight line 点练成直线形成边界H Preferences 二日 PreproceMor13 Element Type 3 Real Constants [±J Material Props 曰 Modeling日 Create□ Keypoints 田 Lines □ Are”田 ArbitraryI±1 Rectangle E Circle 0 Solid Circlennulu 厨 Partial Annulus 0 Ey End Points 回 By Dimensions 田 Polygon 0 Area Fillet 田 Volumes 13 NodesS Elements 旨匚pntact Pair S Circuit園 Racetrack Coil I±1 Transducers 田 Operatem ■■ __________ t a jii _ _12J E_ -* Pick UnpickGlobal K =WP XWP VRad-1Rad-2OK ApplyResetC NIWIB I(3) mai nmen —preprocessor — modeli ng — create — keypo ints — in active cs 真边界的关键点设定仿/\ Create KeypoJnts in Active Coordinate System (K]| Create Keypoint 乡 in Active Coordinate System NPT Key point number X,¥d Z Location iln active CSOKApplyHelp I将关键 /\ Annular Circular Area I ___________ .Help(5) mai n menu — preprocessor — eleme nt type — add/edit/delete 进行单元类型定义,选择 add 后找到 electrostatic 的 2D quad 121。
ANSYS电磁场分析例子
2.1-8
•
定义材料 Preprocessor>Material Props>Isotropic
•
定义空气为1号材料(MURX = 1)
• 选择OK
• 选择 Apply (自动循环地定义下一个材料号）
2.1-9
•
定义衔铁为2号材料
• 选择OK
• 选择 Apply (自动循环地选择下一个材料号）
2.1-10
•
定义所有物理区的单元类型为 PLANE53
Preprocessor>Element type>Add/Edit/Delete
• 选择 Add
•
•
选择磁矢量和8节点53号单元
选择 OK
2.1-7
• • • • •
模拟模型的轴对称形状 选择Options（选项） Element behavior（单元行为） 选择 Axisymmetric（轴对称） 选择OK
X
2.1-4
•
建模 – 设置电磁学预选项（过滤器） – 对各物理区定义单元类型 – 定义材料性质 – 对每个物理区定义实体模型 • 铁芯 • 线圈 • 空气 – 给各物理区赋材料属性
– 加边界条件
2.1-5
•
设置预选过滤掉其它应用的菜单 Main menu>preferences
• 选择OK
2.1-6
这种操作后，原先平面被删除， 而新的平面被重新编号
2.1-14
• • • •
这些平面要求与物理区和材料联系起来 Preprocessor>-Attributes-Define>Picked Areas 用鼠标点取衔铁平面 选择OK (在选取框内） 材料号窗口输入2
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第3章运用ansys软件对导线场强进行仿真计算
本文中选择的杆塔为750kv线路ZB128酒杯型直线塔，各相导线采用8×LGJ-500/45，
子导线直径30mm，子导线间距0.4m；架空地线为LHBGJ-120/70。
因为750kv为线电压，
÷=612.37（kv）。
则加载的相电压为750⨯23
3.1利用ansys软件进行输电线路建模
⑴打开ansys软件操作界面进行操作main menu—preferences，选择electric选项，确定仿真对象为电磁类型
⑵.Mainmenu—preprocessor—modeling—create—areas—circle—annulus进行设定所要建模的导线截面积以及高度和彼此距离
⑶mainmenu—preprocessor—modeling—create—keypoints—in active cs设定仿真边界的关键点
⑷ .mainmenu—preprocessor—modeling—create—lines—straight line将关键点练成直线形成边界。
⑸main menu—preprocessor—element type—add/edit/delete进行单元类型定义，选择add后找到electrostatic的2D quad 121。
⑹main menu—preprocessor—material props定义单元材料属性，选择electromagnetics中的relative permeability进行材料介电常数设定，空气为1，导线为3.54E7。
ck—all进行独立面划分
（8）main menu—preprocessor—meshing—meshing tool进行网格划分，选择areas后点击mesh按钮，在之后出现的对话框中选择pick all
（9）.mainmenu—solution—defineloads—apply—electric—boundary—voltage进行电压加载，对地和架空地线加载0v电压，对输电线路加载612.37kv
（10）main menu—solution—solve—current LS进行结果计算
（11）main menu—general postproc—plot results—contout plot—nodal solu—nodal solution—DOF solution—electric potential选择进行云图输出
输出的云图结果如下：
云图中显示为电场强度
（12）main menu—general postproc—element table—define table点击apply输入sene选择energy中的elec energy sene点击apply，输入efx选择flux&gradient中的elec field efx点击apply，输入efy选择flux&gradient中的efy定义坐标
（13）main menu—general postproc—plot results—vector plot—user define输入efx，efy进行向量图输出
输出的向量图结果如下：。