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近年来,随着经济飞速发展,特高压作为全球能源互联网和“一带一路”的重要支撑项目,在我国的电网建设中具有十分重要的战略地位和广阔的发展前景。气体绝缘输电线路(Gas Insulated MetalenClosed Transmission Lines,GIL)作为普通架空线路的替代方案,由于其密封性好、安全稳定性髙、占地面积小等优势,在特髙压输变电工程中也被广泛应用。 随着GIL在我国高压、特高压乃至超高压等领域中的投入运行,GIL的可靠性设计和在线监测研究成为近年来关注的热点,GIL温升计算问题就是其中研究的重点之一。本论文针对基于有限元法的GIL温升问题数学模型建立和多种因素影响下的温升计算结果进行研究,并取得了如下的研究成果: 第一,在GIL温升计算的模型建立方面,针对电磁场和温度场分别建立相应的数学模型。选取GIL的导体一外壳截面进行研究,采用二维建模方法,通过基本的物理建模获得GIL的稳态电磁场模型。进一步,考虑GIL的SF6绝缘气体特性,建立通电后的GIL温度场模型,并充分考虑各种边界条件的热平衡状态,给出边界条件联立方程组。 第二,结合工程实际,研究1000kVGIL在淮南、南京、上海特高压工程苏州交流站的安装、试验与参数设计。实际考察在特高压苏州交流站中,1000kV GIL的安装位置、承载的具体电流传输任务,从而具体理解GIL需要达到的可靠性要求及在线监测标准。分析说明导体材料、SF6绝缘气体等在参数设计及安装阶段的注意事项及其对GIL运行的影响效果,为GIL温升问题在实际工程中的计算奠定基础。 第三,基于GIL的电磁场、温度场及边界方程,根据苏州站1000kVGIL的实际参数,采用有限元分析方法计算温升情况。分析不同的导体电流及气体压强对GIL温升带来的影响;分析在不同气温、风速及日照条件下的GIL温升情况。计算结果和实际测量值的误差在5%内,证明了本文建立GIL温升理论模型的有效性。本文提出的GIL温升计算方法对未来特高压输变电工程建设(如长江苏通GIL管廊工程)中GIL的参数设计、载流运行分析及在线监测等领域起到借鉴作用,具有理论和实际指导意义。