多回输电线路对短波无线电测向台无源干扰防护距离计算分析

输电线路对小孔径短波无线电测向台无源干扰防护距离计算是工程设计中的关键问题。针对短波测向台的工作频率,分析了单基铁塔高度为λ/4和3λ/4时对短波测向台无源干扰的影响;根据测向设备总的测向误差不得超过1°的限值,推导了多回输电线路对短波测向台无源干扰防护距离的计算方法。该方法对解决输电线路与短波测向台电磁兼容问题,提出的防护措施更加合理、全面、严谨。为《直流架空输电线路对无线电台电磁干扰防护设计规范》行业新标准的制订和工程设计提供了依据。     

高压架空输电线路对短波无线电测向、收信台(站)的影响及保护间距的计算和试验

一、高压架空输电线路对短波无线电测向台(站)的影响高压架空输电线路对短波无线电测向的影响主要来自两个方面:一是有源方面,即高压架空输电线路的无线电干扰;二是无源方面,即高压架空输电线路的各种导体的再次辐射。高压架空输电线路的无线电干扰主要由电晕产生,与环境(背景)噪声比较,由于它的存     

中短波段输电线路无源干扰防护间距求解的关键问题

为更准确地计算输电线路对各类无线台站的无源干扰防护间距,对仿真模型、干扰极大值频率和防护间距计算方法进行研究。仿真模型采用垂直极化平面波进行激励,线路铁塔仿真为面模型,地线仿真为线模型,阐述了线-面模型接点处的基函数及求解方法。结合当前输电线路无源干扰谐振频率发生在整数倍波长回路谐振频率和λ/4谐振频率的观点,计算了垂直极化平面波激励下的输电线路感应电流和不同观测点处的无源干扰水平。结果表明平面波激励下的无源干扰最大值出现的频率符合1倍波长回路谐振频率,不符合λ/4谐振频率;当频率达短波频段后,整数倍波长回路谐振频率不再适用。提出了输电线路无源干扰防护间距的求解方法,以调幅广播收音台一级台为例,求解了特高压直流输电线路对其的防护间距。     

输电线路对短波无线电测向台(站)的无源干扰

特高压输电线路的建设对无线电设施造成了无源干扰,其主要是由输电线路的金属部件在无线电波激励下产生感应电流,进而产生反射波引起。该反射波会影响无线电测向台的测向精度,引起示向度误差。为此,建立了铁塔–架空地线系统的电磁散射模型,采用矩量法与电路相结合的方法求解输电线路在无线电波激励下产生的感应电流和反射波,该方法计算结果与解析法计算结果、现场试验测量数据吻合性较好。     

UHV交流输电线路对调幅广播收音台防护间距

为研究特高压交流输电线路对调幅广播收音台的防护间距,通过特高压交流试验基地的实测数据,得到了特高压交流输电线路的无线电干扰水平,为有源干扰的计算提供了强有力的数据支持。利用NEC电磁计算软件,建立了特高压输电线路的实体模型,计算了无源干扰随频率、入射角度以及防护间距的变化规律,得到了特高压交流线路3种典型塔型的无源干扰水平。最后通过比较有源干扰和无源干扰影响,给出了特高压交流架空输电线路对调幅广播收音台的防护间距计算值。     

短波频段内UHV输电线路对无线电台站的无源干扰

为了解特高压交流输电线路对无线电站的无源干扰的影响,利用基于线天线电磁场计算的矩量法程序NEC研究了入射电磁波在1000kV特高压交流输电线路、架空地线以及铁塔上产生的电磁散射对附近无线电台站的无源干扰问题。利用该方法计算分析不同类型的特高压输电线路的无源干扰水平,得到了特高压输电线路的避让距离;通过与特高压线路缩比模型试验的比较验证了所提出避让距离的有效性。考虑到1000kV交流特高压输电线路的其他因素可能产生的影响,从偏严和保护环境的角度出发,建议在短波频段内1000kV交流特高压输电线路对不同无线电台站无源影响的防护间距为:一级无线电台站2000m;二级无线电台站1000m;三级无线电台站500m。     

短波频段输电线路无源干扰谐振影响因子的关联性分析

IEEE对中波频段输电线路无源干扰谐振机理及其影响因子进行了较为深入的研究,但相关结论无法解释短波频段无源干扰仍存在的谐振现象。为得到短波频段输电线路无源干扰谐振的决定性影响因子,考虑各种可能对干扰造成影响的因素,如线路档距、铁塔数量、导线、地线等单一宏观结构,研究输电线路与天线组成的电磁开放系统中场域的无源干扰水平。引入灰色系统理论及相关性分析,计算各种影响因子对干扰变化的灵敏度,得到各种宏观结构与干扰的关联程度。分析结果表明,线路档距是短波频段无源干扰谐振的决定性影响因子,线路设计阶段可采取调整档距的方法规避干扰极值频点。     

输电线路对短波信号的二次辐射计算模型

输电线路对邻近的无线台站的无源干扰目前没有成熟的计算方法,其主要原因在于实际的输电线路模型太过复杂,按照实体模型建模分析计算量过于庞大,计算机无法处理,为了解决此问题,从二次辐射产生的机理出发,采用等效干扰的思路对杆塔和线路进行合理的简化,提出了可用于计算高压输电线路二次辐射场强的简化模型,实现了工程上无源干扰的模拟仿真。以短波测向台站为研究对象,通过与试验数据对比,证明了该简化模型有足够的准确度,可应用于今后高电压等级输电线路与相邻无线电台站间的电磁防护间距设计。     

基于特征模理论的输电线路铁塔无源干扰研究

输电线路铁塔作为大型金属导体会对邻近的无线电台站产生干扰现象,其主要是由输电线路铁塔受无线电激励在金属表面产生感应电流,进而形成电磁散射场引起。为了抑制输电线路铁塔的无源干扰影响,提出使用特征模理论对输电线路铁塔进行分析。首先根据特征模理论计算,得到若干个特征模式。然后依据特征模式的模式显著性提出对特征模式的模式选择方法,采用矩量法与该方法的计算结果对比,验证了所提方法的可行性。最后通过特征模式电流密度的分布情况,对鼓型塔的全横臂细节锥形模型横担半径、横担长度、塔身半径等本体结构特征与无源干扰之间的关联特性进行分析。结果表明,鼓型塔的结构特征中对无源干扰影响最大的是塔基座、中间塔杆和低处横担,调整结构前后使得观测点处无源干扰大小减小了17%,抑制了输电铁塔的无源干扰能力。论文为输电线路的主动防护措施的制定提供指导和理论依据。     

空间谱估计测向算法计算高压直流输电线路对短波无线电测向台站无源干扰影响的研究

高压直流线路对短波无线电测向台站的电磁影响是电力线路设计和建设中一个必须考虑的因素。提出了一种矩量法和多重信号分类方法(MUSIC)相结合的计算步骤,即,采用矩量法计算高压直流输电的电磁再辐射场,然后采用MUSIC方法计算电波的来波方向。通过现场试验,验证了文中计算方法的有效性。针对典型高压交流输电线路进行数值仿真,数值结果表明,在MUSIC测向体系下,高压直流线路和无线电测向台站的接近距离远小于相关规程确定的防护距离。论文方法为现代测向体制下,高压直流电力线路和无线电测向台站之间的电磁兼容问题的评估提供了解决方案。     

特高压输电线路对调幅广播台站的无源干扰

特高压输电线路对调幅广播台站的无源干扰主要是由垂直杆塔引起的。文章通过实体建模,用矩量法计算了不同防护间距下与杆塔垂直的平面上特高压输电线路对调幅广播台站的无源干扰水平,以及无源干扰随广播台站工作频率的变化关系。计算结果表明,无源干扰随着防护间距的增大而衰减,在某一防护间距下,无源干扰随着频率的增大而衰减,并且无源干扰较大值都出现在低频段(5MHz以内)。因此如果从无源干扰的角度考虑,可以按照500 kV线路的要求来确定特高压输电线路对调幅广播台的防护间距,并留出适当的裕度。     

±800 kV换流站无线电干扰研究

分析了特高压直流换流站的无线电干扰源及其传播方式,以拟建中的±800 kV向家坝—上海直流输电工程为例,进行换流站无线电干扰的预测方法研究和计算：分析了干扰电压源、建立了高频模型,优化了无线电干扰(radio interference,RI)滤波器的设计。结果表明：换流站总无线电干扰以及交流、直流线路和接地极线路的无线电干扰频谱均随频率升高而下降;合理装设RI滤波器后,规定测量位置的无线电干扰水平基本上都小于40 dB;±500 kV换流站的无线电干扰限值可以作为±800 kV换流站的无线电干扰控制限值。文章还给出了减少换流站无线电干扰的相关建议。     

交直流交叉跨越碰线故障及其保护风险分析

中国直流输电工程输送距离长、跨度大,与交流线路跨越的情况日益增多。电网出现了新的故障形式——交直流碰线故障,其故障特征及对继电保护的影响研究比较匮乏。对碰线故障的特征进行理论分析,基于详细直流工程PSCAD/EMTDC仿真平台搭建交直流同塔模型,对碰线故障引起的特征量及其影响因素进行研究,并分析其对交直流保护动作特性的潜在挑战。仿真结果表明:碰线故障引入的工频分量会使直流线路行波保护动作率降低;行波保护与交直流碰线保护在保护配合范围内存在动作死区;交流距离保护灵敏度下降。     

变电站空载母线波过程的精细积分计算方法

精细积分计算方法能够对具有任意负载的有损耦合输电线的波过程进行有效的分析。文中将该方法扩展到具有分支结构的输电线路的波过程分析之中，并通过对变电站空载母线加电的波过程进行数值分析，结果表明精细积分计算方法可以有效地用于研究变电站开关场内二次设备的电磁干扰问题。     

特高压角钢铁塔无源干扰计算的三维面模型

为更准确地计算特高压输电线路对各类无线台站的无源干扰防护距离,提出建立单基角钢铁塔无源干扰三维面模型的方法。依据输电线路无源干扰的线、面电场积分方程,分析已有铁塔线模型的等效依据和高频段误差增大的原因。为保证铁塔感应电流的连续性,有效体现角钢的局部特征,提出基于三角面元的铁塔有(无)辅材的三维面模型。选择RWG(rao-wilton-gisson)基函数和伽略金检验,采用矩量法计算铁塔面模型无源干扰水平,并与线模型计算结果进行比较。结果表明,随着计算频率的增高,铁塔线模型与面模型的计算结果变化趋势相同,数值差异逐渐增大。如以0.1 dB为偏差允许值,建议在16.7 MHz以上频率采用更能模拟实际情况的特高压铁塔面模型。     

适配柔直系统快速性及可靠性需求的雷击干扰识别方法

直流线路遭受雷击干扰易导致行波保护等灵敏性较高的主保护误动作。在主保护动作前,可靠区分雷击干扰和短路故障将有效提高主保护的安全性,保障直流系统的安全稳定运行。但对于柔直系统而言,现有雷击干扰识别方法动作速度不足,难以在主保护动作之前判定雷击/故障性质,且在因数据传输异常或噪声干扰条件下出现远偏离实际值的坏数据时,动作性能有待进一步提升。为此,提出了一种具有足够速动性及安全性的雷击干扰识别方法。首先揭示了反向线模电压行波的特征。然后根据所揭示的特征分别提出了基于小波熵相对变化率识别算法的判据以及一种结合中值滤波的线性拟合函数一次项系数大小的判据,二者协同工作实现不同雷击及故障叠加场景下雷击非故障场景的识别与主保护的闭锁,从而有效增强主保护的安全性。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,在短至1 ms的时窗内即可在全线范围内完成对雷击干扰的辨识,并具有良好的抗坏数据干扰能力。     

基于自适应MBPE技术的高压输电线路散射特性快速计算方法

准确快速计算高压输电线路的宽频电磁散射特性是研究其对周边通信设施无源干扰影响的重要基础与前提。然而,当前提出的基于等间隔均匀采样模型参数估计（MBPE）技术的快速求解方法存在稳健性差、计算精度低等问题。为此,本文通过引入一种新的MBPE技术和构建一种自适应频点采样方法,提出了一种稳定性强、计算精度高的高压输电线路宽频散射场快速重构方法。以IEEE研究频段和调幅广播收音台站工作频段为例,分别建立高压输电线路无源干扰的直线模型及线面混合模型,并利用矩量法求解自适应采样频点对应的散射场函数信息,以此基于Thiele连分式有理函数对各频段散射场进行插值,从而实现高压输电线路宽频散射场的准确快速求解。结果表明：传统均匀采样MBPE技术稳健性差、计算精度低,全局平均误差高达25.63%,而本文所提自适应MBPE技术仅为9.08%,因而其相比于传统MBPE技术具有可靠性高、通同性强等优点。