湿度风速对直流合成电场和离子流密度的影响

随着高压直流输电工程的持续发展,电压等级的不断提高,直流输电线路特有的离子流场问题已变得日渐突出,成为线路环境评估的重要指标之一,也成为线路设计时的主要制约因素。为此,建立了特高压直流输电线路离子流场数值仿真模型,分析了环境湿度、风速对离子流场的影响规律。研究表明,环境的相对湿度从25%增大到85%,地面合成电场强度减小7.2%,地面离子流密度减小21.0%,湿度对地面合成场强的影响程度较小,而对地面离子流密度的影响程度相对较大;在风的作用下地面合成电场强度和地面离子流密度曲线均有明显的偏移,其迎风侧的峰值减小,背风侧的峰值增大,风速过大可能会使背风侧的地面合成电场强度超标。     

考虑弧垂情况下交流输电线路的地面电场分布

为研究交流输电线路下方的实际地面电场分布,分别分析了导线对地高度对导线电荷量和地面电场的影响。分析结果表明:导线对地高度对电荷量影响不大;在电荷量一定的前提下,导线对地高度对地面电场影响很大。因此,在假设导线对地高度不影响导线电荷的基础上,考虑导线的弧垂形状,以微分矢量叠加的方式求解线路下方的实际地面电场分布并以交流特高压为例进行了计算与验证。分析结果表明:线路下方的高场强范围只在导线档中附近存在,电场强度在远离档中的区域迅速减小,与以对地最小对地高度计算得到的地面电场分布差异很大。研究成果对房屋拆迁的判断有重要的指导意义。     

屏蔽线参数对直流输电线路离子流场的影响

随着特高压直流输电线路的建设和投运,线路电晕引发的电磁环境问题受到广泛关注。为此,基于Kaptzov假设,考虑正、负离子的扩散作用,建立了特高压直流输电线路离子流场数值仿真模型,分析了屏蔽线高度与半径对离子流场的影响规律。结果表明,屏蔽线对直流输电线路下方的合成场强和离子流密度具有一定的屏蔽作用,且屏蔽线电晕放电有助于增强屏蔽效果。在实际工程应用中,屏蔽线高度的增加或屏蔽线半径的减小,均会使得电晕程度增强,从而使屏蔽作用显著增强,最大屏蔽效果可增加10%～20%。研究成果可为制定输电线路超标治理方案提供参考。     

±660 kV宁东直流输电线电磁环境

以宁东-山东±660kV直流线路工程为背景．针对2种运行方式,计算和分析了输电线路下方地面电场与离子流密度的分布情况,研究了工程投运后产生的电磁环境特点。结果表明：在双极运行方式下,地面场强与离子流密度均满足环境要求：由于同性电荷排斥作用．带有相同极性的高电压的并联极导线既加强了地面电场强度．又增加了离子流密度,因此极导线并联大地回线运行方式下的地面场强与离子流密度最大。实际工程中应尽量避免采取这种运行方式。     

±660 kV宁东直流输电线电磁环境

以宁东--山东±660 kV直流线路工程为背景,针对2种运行方式,计算和分析了输电线路下方地面电场与离子流密度的分布情况,研究了工程投运后产生的电磁环境特点.结果表明:在双极运行方式下,地面场强与离子流密度均满足环境要求;由于同性电荷排斥作用,带有相同极性的高电压的并联极导线既加强了地面电场强度,又增加了离子流密度,因此极导线并联大地回线运行方式下的地面场强与离子流密度最大,实际工程中应尽量避免采取这种运行方式.     

特高压输电线路电磁环境研究的matlab实现

利用matlab软件对交流特高压输电线路的工频电场、工频磁场进行了详细的仿真研究,分别介绍了仿真模型的建立方法和程序的具体模块,并采用算例进行仿真,仿真结果表明,避雷线对输电线周围电磁场没有太大影响,而导线对地高度越高,地面附近的电场强度越弱。由此结果可见,采用增加导线对地高度等措施可以减小输电线路下的工频电场。仿真结果对特高压输电线路的建设有一定的指导意义。     

特高压直流输电线路合成电场计算方法及其影响因素分析

为更准确地计算特高压直流输电线路合成场强,采用有限元法计算了±800kV特高压直流输电线路标称电场,在有限元法中引入无限元边界,突破了有限元法计算闭域问题的局限,将计算场域有效地扩展到无穷远处,进而总结了美国EPRI提出的经验公式,计算了线路下方合成场强,并结合环境及大气条件对电晕放电的影响,分析了地面合成场强随导线表面状况、湿度、气压和海拔高度变化的规律。结果表明,所提算法合理、可行,且具有较高精度,可为特高压输电线路建设和运行提供参考;直流输电线路合成场强计算不可忽略环境及大气条件的影响。     

特高压输电线路下方工频电磁场的研究

以前苏联特高压输电线路为模型，利用CDEGS软件包对影响线路下方地面以上的工频电场的对地高度、相间距离、分裂导线的根数、分裂间距、子导线直径等各种因素进行了仿真，得出升高相导线对地高度、减小相间距离、减少分裂根数、缩短分裂间距、选择小截面子导线均可以减小地面场强，其中提高输电线路对地高度的效果最明显。另外，还提出在相导线与地面之间安装屏蔽线的方法，并对架设2、3、5和7根屏蔽线的情况进行了仿真，仿真结果表明安装屏蔽线能明显地减小地面场强。     

±800 kV特高压直流输电线路电磁环境参数的计算研究

针对±800kV特高压直流输电系统涉及到一系列诸如导线及铁塔选型、直流极间距与对地高度的优化等技术问题．提出如何准确计算±800kV特高压直流输电线路的电磁环境参数。为设计和运行提供借鉴参考。研究围绕合成电场、磁场、无线电干扰和可听噪声等电磁环境参数,通过对不同杆塔和导线型式进行计算,得出了满足相应标准的导线型式和对地高度。     

交直流同走廊输电线路地面电场研究

研究交直流同走廊输电线路的地面电场对于评估输电线路周围的电磁环境具有重要意义。然而目前的研究中多不考虑交直流导线电荷间的相互影响。采用计及此相互影响的方法计算交直流同走廊的地面电场。实例对比表明本文算法可靠。在此基础上,进一步分析了子导线半径、子导线分裂数、天气状况和导线空间布置方式的影响。结果表明:增加子导线半径,增大子导线分裂数,采用直流线路正极性靠近交流线路的空间结构等措施均可以有效减小同走廊输电线路空间电场;雨天时的地面电场显著增加,应予特别关注。     

山火条件下特高压直流输电线路合成电场研究

特高压直流输电线路在山火中火焰高温、火焰高电导率、固体颗粒物等因素作用下,容易导致输电线路周围电场发生显著升高,从而引发输电线路跳闸。为此,建立了山火条件下特高压直流输电线路合成电场非线性数学模型,该数学模型能够准确计算输电线路走廊发生山火时是否会引发输电线路跳闸,并以云广特高压直流输电线路为例,采用Comsol软件,分析了山火条件、正常运行条件和饱和电晕条件下地面合成电场。算例计算结果表明,山火条件下地面合成电场可达到正常运行情况下的33.6倍以上。     

交流特高压输电线路线下电场强度改善措施研究

提高杆塔高度,即提高导线对地高度,是控制交流特高压输电线路地面电场的主要方式之一。由于特高压线路跨越距离长,若大范罔地提高杆塔高度,将会较大地增加工程成本。特别是在某些环境敏感区域,当杆塔高度降低以后,由于导线对地距离减小,地面电场强度增大,有可能超过国家相关标准。因此研究降低线路地面场强的措施,如架设接地屏蔽线等方法．是交流特高压工程中急需考虑的技术问题。主要针对屏蔽线的不同架设方式对线路地面电场进行计算研究,通过分析比较各种屏蔽线架设方案下的场强水平,提出最优的屏蔽线架设方案。     

特高压电晕笼空间电场计算分析

鉴于输电线路的电晕特性与导线表面及周围空间电场分布有着密切关系,基于ANSYS软件和MATLAB软件分别建立分裂导线-电晕笼模型,分别采用有限元法和模拟电荷法计算分析特高压电晕笼空间电场分布。结果表明,电晕笼内空间电场呈对称分布;子导线表面最大电场强度出现在子导线中心和分裂导线中心连线与外表面的交汇处;子导线周围电场强度随距子导线表面距离的增加而迅速减小;电晕笼内分裂导线仅在子导线周围有限范围内达到起晕场强;两种方法的计算结果相互印证,最大偏差不超过6.2%。     

直流线路导线截面及分裂方式对电场效应的影响研究

通过分析直流输电线的电场效应,提出了选择直流导线的建议和原则。介绍了直流输电线的合成强度和离子流密度,并根据EPRI EL-2257法求出了不同导线在海拔1 000 m高度的合成强度和离子流密度;研究了它们和海拔高度的变化关系。通过分析,得出了选择直流输电线导线截面和分裂方式的一些原则,并提出了建议。     

多回超/特高压交流输电线路平行架设及交叉跨越情况下的工频电场特性研究

为研究特高压输电线路与超高压输电线路平行架设及交叉跨越情况下的工频电场特性,基于有限元法,建立了超、特高压交流输电线路平行架设及交叉跨越时的数值仿真模型,分析了平行架设时输电线路的间距、对地高度以及相序对工频电场分布特性的影响;交叉跨越时输电线路的交叉角度、对地高度以及相序对于工频电场分布特性的影响,并以实例验证了模型的合理性。结果表明,导线对地高度对工频电场影响较大,随着交叉角度及线路间距的增大,两种架设情况下导线下方工频电场幅值逐渐减小,错序排列时线路下方高场强区域较少。     

直流输电线路合成电场计算时两种假设的合理性分析

高压直流输电线路合成电场是直流输电工程重要的环境指标,其计算涉及复杂的直流电晕放电过程,往往采用Deutsch假设或Kaptzov假设进行简化,但目前对这两种假设的合理性具体分析不足。对此,分析了应用Deutsch假设需满足的物理条件,实际运用中该假设条件难以满足,计算结果存在一定误差;采用迎风有限元计算模型,针对我国典型±500、±800kV的线路参数进行计算,发现可忽略导线电晕电流变化对导线表面电场强度的影响,满足Kaptzov假设,并与我国±800kV线路地面合成电场的实测结果进行对比,验证了Kaptzov假设比Deutsch假设计算结果更合理。     

1000 kV特高压输电线路电磁环境影响预测与评价

为推动1000k V特高压输电线路的顺利建设,减小特高压输电线路建设对周围环境的影响,减少公众环保投诉,对1000k V特高压输电线路的典型同塔双回路杆塔进行模式预测,分析运行期产生的电磁环境影响。结果表明：按照设计规范要求的导线对地面最小距离经过非居民区时,线路下方距地面1.5m高度处的工频电场强度能够满足GB8702—2014《电磁环境控制限值》相关要求;线路经过居民区时,导线距地面的最小距离需抬高至36m,线路下方距地面1.5m高度处的工频电场强度和工频磁感应强度才能够满足GB8702—2014《电磁环境控制限值》中公众曝露控制限值要求。另外,建议特高压输电线路在选址选线阶段尽量远离居民区;在设计和施工阶段增大导线与地面的距离,减小特高压输电线路对周围环境的影响。     

±500 kV直流同杆并架输电线路无线电干扰研究

针对导线电晕产生的无线电干扰直接影响线路导线的选取、排列方式、导线对地高度和塔型的确定,计算分析了直流输电线路电磁环境的无线电干扰,在"F"塔型的基础上采用镜象延拓建立双回线路模型,研究了±500 kV同塔双回直流线路4种极导线布置方案下的无线电干扰及对地平均高度、导线分裂教、子导线截面、分裂间距对无线电干扰的影响,提出了满足无线电干扰限值要求的导线布置及线路参数.     

±500kV直流同杆并架输电线路无线电干扰研究

针对导线电晕产生的无线电干扰直接影响线路导线的选取、排列方式、导线对地高度和塔型的确定,计算分析了直流输电线路电磁环境的无线电干扰,在“F”塔型的基础上采用镜象延拓建立双回线路模型,研究了±500kV同塔双回直流线路4种极导线布置方案下的无线电干扰及对地平均高度、导线分裂数、子导线截面、分裂间距对无线电干扰的影响,提出了满足无线电干扰限值要求的导线布置及线路参数。     

典型500kV输电线路下方电场强度仿真分析及降低措施研究

随着我国高压交流输电技术的快速发展,同时由于土地走廊的限制,同塔并架线路越来越普遍,髙压输电线路工频电场对近地面的人类活动不可避免的会产生一定影响。本文利用COMSOL有限元仿真软件建立交流输电线路的二维空间模型,包括500kV双回直线塔、500kV双回耐张塔、500kV/220kV同塔混压四回直线塔、500kV/220kV同塔混压四回耐张塔,针对四种典型类型杆塔的输电线路离地高度、相序、分裂间距、导线型号、相间距等因素对下方区域近地面1.5m高度内电场强度的影响规律进行研究,并提出降低输电线路下方区域近地面电场强度的措施,达到有效降低交流输电线路下方电场强度的效果,也可为超高压线路设计规划提供一定参考。