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随着我国超高压电网的快速扩大和蓬勃发展,我国电网将实现从超高压向特高压的跨越。在特高压输变电系统中,GIS设备的安全可靠性是特高压电网稳定运行的基础。GIS设备的涡流损耗及其造成的局部过热问题是GIS设备设计计算中的一个关键问题。GIS设备的额定电流越大,磁场就越强,涡流损耗也就越大,以及由涡流损耗造成的温升过高问题也就越突出。因此,如何解决这一问题就显得至关重要。本文首先介绍了特高压GIS设备涡流场及温升计算的意义和目的,并论述了涡流场计算及GIS设备场域分析的国内外研究概况。接着以我国第一条特高压输电线路中的电力设备1100 kV GIS隔离开关及母线为研究对象,基于ANSYS电磁场数值分析软件平台,采用有限元方法,运用电磁学理论,对其涡流场进行分析和计算。首先建立1100 kV GIS隔离开关及母线的三维分析模型计算工频电流下GIS载流及外壳涡流引起的能量损耗,给出隔离开关气室及母线中主导体和外壳上的的磁感应强度分布,涡流损耗值及短路电动力。并在此基础上对不同材料和壁厚的1100 kV GIS隔离开关额定运行条件下外壳上的感应电流分布、感应电流形成的涡流损耗功率进行了定量计算,详细比较了外壳壁厚及材料对外壳损耗的影响。其次,在计算特高压GIS隔离开关及母线涡流场的基础上,对其进行了磁场及温度场的分析,采用间接耦合的方法将磁场得出的涡流损耗作为流场分析的载荷,使流场与温度场进行耦合,得出主导体及外壳上的温度场分布及内部SF6气体流动情况。其计算结果与实验和理论计算结果进行了对比,结果基本吻合,说明了计算结果的正确性及用ANSYS软件仿真分析的可行性。同时本文还以特高压GIS母线为例,对其外壳全连式结构的电磁场进行了分析和计算,并讨论了两种连接方式对GIS设备磁感应分布及损耗功率的影响。