现代电工工程问题建模仿真报告

1、现代电工工程问题建模与仿真课程作业现代电工工程问题建模与仿真姓 名：杨 峰学 院：电气工程专 业：电工理论与新技术学 号：t2016年 4 月 26 日题目： 高压直流输电线绝缘子周围空间电场分布规律研究仿真800kV高压直流输电线绝缘子串周围的电场分布，以及绝缘子串表面的电位分布规律。请查阅相关高压直流输电线绝缘子串的资料，确定绝缘子串的构成，几何尺寸，以及介电常数。绘制出：（1） 绝缘子串周围的电场强度云图和矢量线图（2） 电位分布云图。1. 模型搭建（model）在查阅有关参考文献1找到800kV高压直流输电线绝缘子串的相关数据如下：芯棒大伞裙中伞裙小伞裙直径mm40220190170个

2、数1434343长度mm9400100100100其中芯棒材料为自定义材料1电导率为0，电容率为5。绝缘子材料为自定义1材料电导率为0电容率为4。操作步骤：ProjectInsert Maxwell 3D DesignFileSave asgaoyajuyuanzi（工程命名为“gaoyajuyuanzi”）选择求解器类型：Maxwell Solution Type Electric DC Conductioninclude insulator field创建芯棒：DrawCylinder中心坐标：（x,y,z）(0,0,-5700)直径高度：（dx,dy,dz）(40,40,9400)Ass

3、ign Material add Material为了画绝缘子模型方便，先设置其不可见ViewHide in Active View创建绝缘子：1. 大伞裙Drawcone中心坐标：（x,y,z）(0,0, 0)底圆直径：（dx,dy,dz）(220,0,0)顶圆直径：（dx,dy,dz）(-180,0,0)高度坐标：（dx,dy,dz）(0,0,100)Drawcone中心坐标：（x,y,z）(0,0, 0)底圆直径：（dx,dy,dz）(200,0,0)顶圆直径：（dx,dy,dz）(-160,0,0)高度坐标：（dx,dy,dz）(0,0,100)选中这两个圆台，进行减操作得到大伞裙Ed

4、itBooleanSubstract设置材料Assign Material add Material2.中伞裙Drawcone中心坐标：（x,y,z）(0,0, 0)底圆直径：（dx,dy,dz）(190,0,0)顶圆直径：（dx,dy,dz）(-150,0,0)高度坐标：（dx,dy,dz）(0,0,100)Drawcone中心坐标：（x,y,z）(0,0, 0)底圆直径：（dx,dy,dz）(170,0,0)顶圆直径：（dx,dy,dz）(-130,0,0)高度坐标：（dx,dy,dz）(0,0,100)选中这两个圆台，进行减操作得到中伞裙EditBooleanSubstract设置材料A

5、ssign Material add Material3.小伞裙Drawcone中心坐标：（x,y,z）(0,0, 0)底圆直径：（dx,dy,dz）(170,0,0)顶圆直径：（dx,dy,dz）(-130,0,0)高度坐标：（dx,dy,dz）(0,0,100)Drawcone中心坐标：（x,y,z）(0,0, 0)底圆直径：（dx,dy,dz）(150,0,0)顶圆直径：（dx,dy,dz）(-110,0,0)高度坐标：（dx,dy,dz）(0,0,100)选中这两个圆台，进行减操作得到小伞裙EditBooleanSubstract设置材料Assign Material add Mate

6、rial对得到的三类伞裙进行如下位移和复制操作的到一整串绝缘子：相关资料1中绝缘子排布图如下：可知伞裙之间间隔数据以及各类伞裙排列规律，于是有以下操作：选中中伞裙：EditArrageMove移动方向：（x,y,z）(0,0,1)移动距离：（dx,dy,dz）(0,0,-51)选中小伞裙：EditArrageMove移动方向：（x,y,z）(0,0,1)移动距离：（dx,dy,dz）(0,0,-102)得到这样一组绝缘子的基础排列如下图：选中这组绝缘子，进行如下复制操作得到整个绝缘子串：EditDuplicateAlong line方向坐标：（x,y,z）(0,0,1)间隔距离：（dx,dy,

7、dz）(0,0,153)一共保留个数：22然后进行镜像复制得到一共43组基本伞裙构成的绝缘子串，并将芯棒显示出来，得到整个完整的模型:EditDuplicatemirror方向坐标：（x,y,z）(0,0,-1)复制距离：（dx,dy,dz）(0,0,-5700)创建计算区域（Region）设置激励（Assign Excitation）选中芯棒的顶面Maxwell 3D Excitations Assign Voltage800kV选中芯棒的底面Maxwell 3D Excitations Assign Voltage0V设置计算参数（Assign Executive Parameter）Ma

8、xwell 3D Parameters Assign Matrix Voltage1, Voltage2设置剖分操作（Assign Mesh Operations）选中所有物体，Ctrl+AMaxwell 3D Mesh operations Assign Inside Selection Length Based不选Restrict length of elements选中Restrict the number of elements输入maximum number of elements：10000（设置剖分单元的最大数量）设置自适应计算参数（Create Analysis Setup）Maxwell 3D Analysis Setup Add Solution Setup最大迭代次数： Maximum number of passes 10误差要求： Percent Error 1%每次迭代加密剖分单元比例： Refinement per Pass 50%Check&Run可能是由于我笔记本电脑的原因，所建的模型太大，单位矢量