云广1000kV特高压输电线路周围工频电磁环境研究

高压输电线运行时产生的电磁辐射已成为公众日益关心的热点问题，本文基于模拟电荷法与安培环路定律，对特高压输电线路的工频电磁环境进行研究。建立了1000kV特高压交流架空输电线路的数学模型，利用Matlab编写了1000kV特高压交流输电线路周围工频电场与磁感应强度的数值仿真程序，对其进行了输电线路周围工频电场与磁感应强度的数值仿真计算，并根据数值仿真结果对1000kV特高压架空输电线路的设计与架设提出一些建议。     

施工线路平行交流特高压线路感应电影响因素分析

多条特高压在安徽境内共走廊架设,输电通道密集区电压等级高、输送容量大、线间距离小、平行距离长,运行线路对施工线路电磁感应情况更加严重.基于电磁暂态分析软件建立了同塔双回交流带电线路以及平行架设的昌吉-古泉±1100 kV直流施工线路的模型,计算了交流特高压不同运行工况下对施工线路面临的静电感应电压和电磁感应电流,分析了影响感应电压和电流的因素,研究结果为平行特高压交流输电线路架线安全提供了理论基础.     

特高压交流输电线路下人体遭受辐射的评估

应用有限元分析方法计算了1 000 kV特高压交流水平输电线路下方人体模型内的感应电场效应,对比了输电线路下方人体双脚接触地面和人体双脚与地面绝缘2种情况下,人体模型内部感应电场强度和感应电流密度的分布;并计算了人体双脚与地面绝缘情况下,导线距地不同高度时人体模型内感应电场强度和感应电流密度的最大值。该研究结果以期能较真实地反映特高压交流输电线路下方人体遭受辐射的情况。     

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。     

淮南～皖南～浙北～沪西1000kV交流同塔双回线路架空地线感应电压和感应电流仿真分析

用EMTP仿真计算了淮南～皖南一浙北～沪西1000 kV交流同塔双回线路架空地线感应电压和感应电流,并对架空地线上的感应电压、电流的影响因素进行分析.具体仿真计算得出大、小运行方式下不同运行状况的特高压同塔双回线路架空地线的感应电压、电流的幅值.分别仿真分析了相序排列、地导线间距、线路负荷以及绝缘地线分段长度等因素对架空地线感应电压、电流的影响.研究结论可为特高压输电线路检修与带电作业,以及感应电压、电流的利用等方面的工作提供借鉴.     

500kV同塔双回线路接地开关的选择研究

以山东某电厂500 k V同塔双回出线为依托,建立特高压同塔双回输电线路电磁暂态仿真计算模型,计算线路感应电压和感应电流,从而进行接地开关的选择。分析了线路长度、线路潮流、导线换位方式和并联电抗器对感应电压及感应电流的影响效果,为工程设计和运行提供参考。     

特高压交直流输电线路同走廊正常运行时对邻近埋地油气管道的电磁影响分析

为分析和评估特高压交、直流输电线路同走廊正常运行时对邻近埋地油气管道的交流腐蚀影响和人身安全影响,基于国内外相关标准和文献的调研分析,从电磁影响干扰源和影响对象入手进行分析,给出了可用于工程设计的计算分析和评估方法。结合实际参数,利用CDEGS软件对某1000 k V特高压交流输电线路与±800 k V特高压直流输电线路并行架设且有管道交叉接近的工程实例进行了仿真分析。结果表明:特高压交、直流输电线路同走廊时,邻近管道上的电磁影响主要由交流线路引起的。计算实例中,由于特高压直流线路谐波电流有效值较小(不超过20 A),其在管道上产生的干扰电压不到特高压交流线路影响的1/5。     

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。     

特高压交流线路对平行架设特高压直流线路的工频电磁感应影响

特高压交流/直流输电线路平行架设可以提高走廊利用率。同时,特高压交流线路通过电磁耦合会在特高压直流线路上感应出工频交流分量。在直流线路上感应产生的工频电流分量,经过换流器后会产生直流分量。此直流分量流经换流变压器,导致换流变压器偏磁。采用EMTDC程序建立了特高压交/直流输电系统仿真模型,对交流输电线路对平行架设直流输电线路产生的电磁感应影响进行仿真研究,分析了特高压交/直流线路平行架设长度、接近距离、线路换位以及单相接地故障等因素对工频电磁感应的影响。另外,对比分析了特高压单、双回线路与特高压直流线路平行架设,特、超高压交流线路与特高压直流线路平行架设下特高压直流线路上的工频感应电压、电流和直流偏磁电流。     

特高压输电线路故障诊断与定位系统仿真研究

以1 000 kV锡盟—山东特高压输电线路工程为例,采用PSCAD建立特高压交流输电线路故障仿真模型,应用输电线路故障诊断与定位系统对仿真产生的波形进行分析得到故障位置,分析研究故障电阻、并联电抗和串补电容对故障诊断与定位系统精度的影响。仿真结果验证了该系统具有较高的测距精度,可适用于特高压交流输电系统。     

超高压交流线路对平行架设特高压直流线路的电磁感应

交流输电线路与特高压直流输电线路平行架设时,通过电磁耦合交流线路会在特高压直流线路上感应出工频交流分量。感应产生的工频电流,经过换流器后会产生直流分量。此直流分量流经换流变压器,会导致换流变压器偏磁。采用EMTDC程序建立了交／直流输电系统仿真模型,对交流输电线路对平行架设的特高压直流输电线路产生的电磁感应影响进行仿真研究,分析了交／直流线路平行架设长度、接近距离、土壤电阻率、杆塔接地电阻等因素对特高压直流线路的工频电磁感应影响。另外,对比分析了超高压紧凑型线路、常规型线路分别与特高压直流线路平行架设时特高压直流线路上的工频感应电压、电流和直流偏磁电流。     

特高压输电线路分裂导线表面电场特性分析

特高压输电线路能减小走廊面积,有效提高单位输电线路走廊宽度的输电容量,从而提高输电线路的经济效益。特高压输电线路常采用多分裂导线,导线表面电场强度的计算精确度直接影响导线的合理选型和布置。为此,以有限元法为理论基础,以COMSOL Multiphysics软件为仿真工具,以1000 kV特高压交流输电线路为研究对象,建立典型特高压交流输电线路的二维静电场仿真模型,研究分析分裂导线在水平排列、同塔双回、正三角对称、倒三角紧凑型对称布置方式下周围空间电场的分布,以及地面是否水平、是否有杆塔等因素对电场分布的影响。分析结果可以为特高压交流输电线路的设计提供一定的参考。     

淮南～皖南～浙北～沪西1 000 kV交流同塔双回线路架空地线感应电压和感应电流仿真分析

用EMTP仿真计算了淮南～皖南～浙北～沪西1 000 kV交流同塔双回线路架空地线感应电压和感应电流,并对架空地线上的感应电压、电流的影响因素进行分析。具体仿真计算得出大、小运行方式下不同运行状况的特高压同塔双回线路架空地线的感应电压、电流的幅值。分别仿真分析了相序排列、地导线间距、线路负荷以及绝缘地线分段长度等因素对架空地线感应电压、电流的影响。研究结论可为特高压输电线路检修与带电作业,以及感应电压、电流的利用等方面的工作提供借鉴。     

基于模态分析法的交流特高压输电线路无线电噪声的预测评估

通过对输电线路无线电噪声产生机理的分析,阐明了常用的表示噪声干扰水平的各类统计值的含义.提出基于模态分析法的特高压输电线路无线电噪声的预测模型,有效地解决了分裂导线数目大于4的线路的干扰计算问题.利用建立的预测模型评估了我国1000 kV级交流特高压试验示范工程线路的无线电噪声水平,评估结果表明:我国交流特高压输电线路的初设结构合理,能够满足环境标准的要求;当导线截面一定时,导体布置方式对无线电及电视干扰的影响较大,设计新线路选择导体布置方式时应考虑三角布置有利于减小无线电噪声;当导体布置方式一定时,导线截面对无线电及电视干扰也会产生较大影响,适当选择导线截面,可使交流特高压输电线路与现有超高压输电线路的无线电噪声水平相当.     

基于单端计算法的特高压交流工频参数精确计算

输电线路工频参数是线路过电压计算的基本参数,获取特高压交流同塔双回线路的参数对于指导工程运行极为必要。基于长线方程,提出了一种利用线路单端的电压、电流测量值精确计算特高压输电线路工频参数的方法。以榆横1000kV特高压输电线路为实例,使用该方法计算获得该线路的工频参数,并与常规粗算计算结果进行比较,结果表明该单端法在长线路工频参数计算中更为准确。最后在电磁暂态仿真平台(ATP)中进行仿真验证,说明该方法结果精确,适用于特高压输电线路的工频参数计算。     

交流线路对平行架设特高压直流线路的影响及限制措施

随着电力需求的不断增长以及输电线路走廊资源的紧缺,在一些地区可能出现特高压直流线路与交流线路平行架设或同走廊的情况。根据向家坝—上海南汇±800kV特高压直流主回路参数和规划的1 000 kV交流线路数据,采用EMTDC程序建立了特高压交/直流输电系统的仿真模型。计算了交/直流线路不同平行架设长度、不同接近距离下特高压直流线路上感应的工频电压、电流。研究了换流变阀侧直流偏磁电流与直流线路工频感应电流的关系,给出了换流变阀侧直流偏磁电流的计算结果。最后对交/直流线路的平行长度,它们之间的接近距离以及抑制换流变压器阀侧直流偏磁电流的措施提出了建议。     

±1100kV吉泉线并行交流特高压线路施工中电磁感应及接地分析

在建的±1100 kV吉泉输电线路近距离并行皖电东送特高压1000 kV交流输电线路,由于线路间的电磁耦合使得吉泉线在施工中面临严重的感应电问题。本文建立了三维输电线路的矩量法模型,计算分析了并行双回特高压交流线路施工时的感应电压和感应电流,对影响静电感应电压和电磁感应电流的主要因素进行了分析。最后,针对施工中的不同接地方案进行了研究,提出了施工中建议的接地方案。     

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。     

特高压交流输电线路工频磁场在人体内的感应电流密度计算分析

人体处于特高压输电线路附近时，输电线路的交变电磁场将在人体中产生感应电流，当感应电流密度超过一定限值后，人体由于吸收电磁场能量而发热并对神经细胞组织造成刺激或损伤，影响人体健康。采用三维涡流场的有限元分析方法计算了1000 kV输电线路下方工频交变磁场在人体中的感应电流，分析了人体感应电流密度的分布特点，以及影响人体磁场感应电流大小的主要因素。研究表明，在 1000 kV特高压输电线路工频磁场作用下，人体内感应电流密度远小于人体电流密度安全限值10 mA/m2。得出了磁场感应值不是1000 kV特高压输电线路最小对地高度的控制条件的结论。     

特高压交流同塔双回输电线路严重脱冰跳跃抑制措施仿真研究

与单回输电线路相比,特高压交流(UHVAC)同塔双回输电线路具有扩大输电容量和减少输电走廊的优势,但在运行过程中受到外力(如大风、脱冰)作用时,更容易产生相间闪络、碰线等事故。为此,利用清华大学自主研发的3自由度多档导线–绝缘子体系非线性仿真模型,针对1 000 k V特高压交流同塔双回输电线路进行了导线动态力学仿真计算,研究了3种严重脱冰工况下传统相间间隔棒与新型相地间隔棒对导线不同期摆动的抑制效果。计算结果表明:对于脱冰跳跃严重的1 000 k V特高压交流同塔双回输电线路,采用传统的结构高度为20 m、芯棒直径为95 mm的相间间隔棒或新型的结构高度为20 m、芯棒直径为30 mm的相地间隔棒均可以较好地抑制相间距离的减小;运行过程中,绝缘子所受拉力、压力均在其受力范围内;多相脱冰时,在脱冰相实施新型相地间隔棒和相间间隔棒相配合的安装方案,抑制相间距离减小的效果更加突出。对于具体线路和工况,可参考研究结论进行不同间隔棒配置方案处理。