特高压输电线路无源干扰谐振特性及其影响因子研究

特高压输电线路对各类无线电台站的无源干扰存在着谐振的现象。IEEE仅给出了535~1705kHz范围内,输电线路无源干扰的谐振机理和谐振频率。为研究更高频率下的无源干扰谐振特性,采用特高压输电线路无源干扰线-面混合模型进行仿真分析,即铁塔采用面模型,地线采用线模型,整个模型由垂直极化平面波进行激励。基于矩量法,对线-面模型接点处的基函数及求解方法进行了介绍,并求解了0.5~50.5MHz范围内不同频率下的无源干扰水平。对有可能影响无源干扰谐振特性的因子,如地线、导线、铁塔数量及线路档距进行了研究。分析结果表明,线路档距是影响无源干扰谐振的决定性因子。     

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。     

特高压输电线路对高频信号无源干扰的近似求解

随着特高压(UHV)输电工程的建设,特高压输电线路对邻近无线电台站高频信号的无源干扰是目前迫切需要解决的问题。针对矩量法求解输电线路无源干扰存在的计算量过大,无法求解线路对高频信号无源干扰的缺点,基于输电线路无源干扰面模型,提出了采用一致性几何绕射理论(uniform geometrical theory of diffraction,UTD)求解输电线路对高频信号无源干扰的思想。根据一致性几何绕射理论中的边缘绕射和表面绕射模型,研究了铁塔角钢和导线面模型在高频入射线照射下的绕射场,并介绍了该绕射场的求解方法。结合具体的工程问题,对极高频信号的输电线路无源干扰问题进行了分析研究。经验证,采用UTD方法可以实现对输电线路高频信号无源干扰问题的求解,也可反映各种线路条件下无源干扰的变化趋势。     

中波频段输电线路无源干扰的谐振及地线感应电流特性

当前我国特高压输电线路无源干扰的谐振主要引用IEEE的研究结论,然而IEEE认为该结论仅适用1.7MHz以下频率。针对于输电铁塔与地线相连的情况,根据IEEE的研究成果,归纳出依据地线感应电流特性判定输电线路无源干扰谐振的产生条件。以IEEE研究模型为对象,采用线天线和垂直极化平面波进行激励,结合输电线路无源干扰线电场积分方程与矩量法,计算并分析了100k Hz~3MHz频率的地线感应电流及无源水平。研究结果验证了IEEE提出的1.7MHz以下频率感应电流为无源干扰决定性影响因子的结论,但"整数倍波长回路谐振频率"预测准确性有限。     

输电线路铁塔三维数字化建模方法研究

输电线路工程正在大力推进三维数字化和智能电网的建设,实现对设备设施全寿命周期的管理。但目前针对铁塔的三维数字化建模方法暂无系统性研究。对铁塔三维数字化模型进行定义,分析模型细节层次,总结和分析目前主要的建模方法及优缺点,提出了一种从铁塔计算模型直接生成三维实体模型的建模方法,从而构建满足全寿命周期管理的铁塔模型。梳理现有铁塔三维数字化建模通用软件的优缺点,采用Tekla Structures软件,建立一种特高压工程铁塔三维模型。     

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。     

特高压输电铁塔动力特性分析

为分析特高压铁塔的自振动力特性,运用ANSYS建立SZ301型1000 kV交流同塔双回输电铁塔三维梁杆混合模型,运用Block Lanczos方法提取前10阶频率和12阶振型。研究结果表明,有限元计算自振频率符合工程计算要求,建立的三维模型正确;特高压单塔振型主要集中在塔身横隔面塔材,应注意进行塔颈和塔身主材补强设计;低阶模态为塔头振动,塔高增加使得整塔结构刚度降低,为进一步研究特高压塔线体系在动态荷载下的动态特性提供参考。     

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。     

甚高频段特高压输电线路无源干扰求解

特高压输电线路工程的建设对于实现远距离电力系统互联十分关键,随着特高压输电线路工程的建设,其对线路临近的甚高频信号（30~300 MHz）的无源干扰问题亟待解决。针对矩量法计算量的局限性以及现有特高压输电线路甚高频无源干扰问题尚没有确定的求解方法的问题,建立了特高压输电线路无源干扰的面模型,提出了采用迭代物理光学法（iterative physical optics,IPO）对甚高频特高压无源干扰问题进行求解的思路。以甚高频频段（30~300 MHz）为例,根据IPO理论,对特高压输电线路模型中存在的不连续情况进行了修正,对该频段下的无源干扰问题进行了求解。研究表明,采用IPO方法可以实现对甚高频特高压输电线路无源干扰问题的求解,也为该问题的确定求解方法提供了可行的思路。     

交流特高压输电线路对雷达台站的无源干扰研究

交流特高压输电线路对其附近的对空情报雷达站的电磁干扰影响,包括有源干扰和无源干扰。本文分析了两种干扰的计算方法,并建议了交流特高压输电线路对对空情报雷达站的防护距离。文中分别对交流特高压输电线路的有源干扰和无源干扰进行分析,计算了线路电晕导致的无线电干扰和特高压输电线路的塔、线对对空情报雷达的距离探测性能影响。综合阵地反射面影响、遮蔽影响和二次辐射回波干扰影响,并依据保护距离最终确定选择两者中较大的原则,提出了交流特高压输电线路与对空情报雷达站的无源干扰防护距离建议。     

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。     

±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。     

特高压交流线路邻近建筑物时畸变电场的研究

1 000 kV晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程已投入商业运行,随着输电线路电压等级的升高,电磁环境愈加复杂,而过于恶劣的电磁环境很可能会对附近无线电台站的工作及周围居民和输电线路工作人员的工作和生活产生影响,引起的纠纷也日益增多.基于此,笔者利用CDEGS软件对特高压走廊邻近民房时其周边电场进行仿真计算,并与...     

±800kV特高压直流输电线路电磁干扰研究

直流输电线路在正常电压运行下允许一定程度的电晕放电,电晕放电产生电晕损失,引起无线电干扰及可听噪声。分析了±800 kV特高压直流输电线路的无线电干扰及可听噪声,采用逐步镜像法计算导线表面电位梯度,分析无线电干扰及可听噪声的计算方法,编写计算程序,计算结果表明:改变导线截面、导线对地高度、分裂间距及导线分裂数可降低无线电干扰及可听噪声的水平。     

特高压交流输电线路电磁环境研究

研究特高压交流输电电磁环境问题对我国特高压工程建设具有重要意义。采用逐次镜像法计算酒杯塔、紧凑型和同塔双回直线塔的1000 kV交流输电线路导线表面和线路下方距地面1 m水平线处的电场强度；计算了3种塔型下特高压交流输电线路的电晕损耗、无线电干扰、可听噪声、导线最低对地距离和走廊宽度；分析电晕损耗、无线电干扰和可听噪声随海拔变化的情况。结果表明通过选择合适的线路参数可满足特高压交流输电电磁环境指标要求，电晕损耗随海拔有近似指数增加的变化规律，无线电干扰随海拔有近似线性增加的变化规律。     

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。     

Power lines: broadcasting's problem child

Scattering and reradiation of radio signals by power lines, which causes undesired changes in broadcast antenna patterns, is discussed, using as an example station CHFA, serving Edmonton, Alberta. The computer model of a power line is presented, and it is shown how it can be used to detune the line, i.e. to suppress the current flow that is induced on the towers by the broadcast antenna which reduces the reradiated field