特高压交流输电线路电晕影响下地面电场的计算分析

为研究特高压交流输电线路地面电场的分布特性以及电晕放电对地面电场的影响,通过改进基于模拟电荷法计算工频电场的方法,建立一种考虑电晕效应的导线电场计算模型,并通过算例分析验证了该模型的合理性。利用此模型对1 000 kV特高压交流输电线路电晕影响下的地面电场进行数值仿真计算。结果表明:电晕放电对地面合成电场有加强作用,且中相线路正下方的地面电场受电晕放电的影响最大。     

超特高压交流输电线路电晕对地面电场的影响

为研究超特高压交流输电线路电晕放电对地面电场的影响,改进了基于模拟电荷法的交流线路下离子流场计算方法,并将其应用在交流线路下地面电场的计算中。所提出的改进方法考虑了导线表面电场不均匀性对电晕放电的影响,从而可对多相多分裂导线离子流场进行仿真计算。对三相8分裂1000kV交流线路的地面电场的计算结果表明,对典型1000kV三相交流输电线路参数,考虑电晕时的地面电场比不考虑电晕时增加约5%。子导线半径、分裂间距、分裂根数、相间距、线路高度等线路参数变化时电晕对地面电场有不同程度的影响。     

特高压交流输电线路电晕放电对工频电场的影响

目前,中国投入运行的交流输电线路中电压等级最高的已达到1 000 kV,为了精确计算超/特高压输电线路的工频电场,笔者基于模拟电荷法,建立了考虑电晕放电的计算模型。模型中需要计算导线周围离子流场中正负电荷的运动、复合及最终在宏观上达到稳态的过程。空间中任意一点的工频电场由导线内的束缚电荷和空间中的电离电荷共同决定。其创新点在于每根分裂子导线单位长度的电量仅用一个模拟线电荷等效代替。与现有文献中仿真结果的比对验证了文中计算模型的正确性。对1 000 kV三相8分裂交流输电线路的算例进行仿真计算,并与测量数据对比分析,得出电晕放电使地面工频电场增加约5%的结论。     

交直流同塔三回输电线路地面电场的预测分析

基于有限元和有限体积法的混合方法,合理地考虑了直流电晕放电和交流电晕放电之间的相互影响,解决了交直流同塔输电线路地面电场的分布计算问题。通过小尺寸模型的实验了验证计算方法的有效性。针对一回800kV直流输电线路和两回500 kV交流输电线路同塔架设的实际情况,计算了不同运行方式下的地面电场的直流分量、交流分量和离子流密度的分布情况。计算结果表明,由于交流输电线路的电晕放电,地面电场直流分量和离子流密度会有所降低。同时,地面交、直流电场均随线路高度的升高而降低,但是工频电场的变化程度比直流电场要大。     

交流输电线电晕放电对地面工频电场影响的简便计算方法

为研究超、特高压交流输电线路电晕放电产生的电磁环境影响,从气体放电理论出发,推导出了正极性电晕现象产生的空间电荷的计算式,并提出了基于等效电荷法的交流线路下离子流场的计算方法。首先根据Shock-ley-Ramo定理推导的公式计算出空间电荷量,然后与导线电荷叠加,利用高斯定理求解输电线电晕放电情况下的地面工频电场场强。该方法所用的等效电荷数少,计算简便。对可查询文献所提供的算例进行了仿真计算并将二者的结果进行了比较,二者符合得很好。最后,对我国750 kV紧凑型特高压交流输电线上3种导线型号的电晕放电对地面工频电场强度的影响进行了仿真计算,并对结果进行了分析和讨论。     

高压输电线路参数对计及电晕放电的电场强度的影响

在传统模拟电荷法的基础上,建立了高压输电线路地面电场强度的计算方法,其中在计算中考虑了计及电晕放电的影响.以750 kV水平排列和紧凑型线路为例,计算了导线表面系数、线路的子导线半径、相间距、导线对地高度、分裂导线数目、分裂间距等对工频电场的影响.仿真结果表明,减小电晕放电对地面电场影响的几种方式中以适当增加导线的表面...     

1000 kV特高压双回输电线路工频电场计算分析

为研究特高压双回交流输电线路下方的工频电场,首先介绍了模拟电荷法的基本理论,并利用模拟电荷法建立输电线路模型,对1 000 kV皖电东送特高压双回输电线路工频电场进行计算分析。然后,研究了导线高度、相导线的相序排列、导线分裂间距和分裂数目变化时对工频电场的影响。最后,与1 000 kV特高压双回输电线路下方工频电场实验测量值对比验证了计算方法的正确性。分析结果可为特高压交流输电线路的工程设计提供参考。     

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。     

同塔交直流输电线路混合电场研究

高压交流与高压直流输电线路同杆塔架设能够有效缓解输电走廊紧缺问题。同塔交直流线路产生的混合电场的复杂性及其预测的困难性,成为制约该种线路设计和发展的关键因素。考虑了交流导线电晕放电和直流导线电晕放电之间的相互影响,基于上流有限元法,提出了种交直流线路同塔架设时混合电场的时域计算方法,通过试验线段的实验验证了算法的有效性;对不同等级交流电压情况下地面电场和离子流密度进行了计算,计算结果表明,交流线路对直流合成电场有明显的"屏蔽作用",且交流电压越高,地面电场直流分量和离子流密度越小;同时对空间电荷的运动轨迹进行了模拟,得到了交流电场对直流离子流场的作用机制,交流导线对空间电荷的吸引是导致地面电场直流分量和离子流密度减小的重要原因。     

高压输电线路附近电磁环境的预测模型和软件

作者分析了高压输电线路附近产生的工频电场和电晕放电辐射场,包括工频电场强度和电位的分布,电晕放电辐射场中的导线表面的电位梯度、基准点场强的计算、辐射场强的频率特性和横向距离特性等。建立了预测高压输电线路附近工频电场和电晕放电辐射场的预测模型,编制了高压输电线路附近电磁环境的预测软件,并通过对实际线路的测量进行了验证。     

特高压复合绝缘子电场计算及基于神经网络遗传算法的均压环结构优化设计

为了满足超/特高压大容量输电技术的发展需求,研究复合绝缘子的电场分布,寻找合理的电场优化措施已成为影响输电线路安全运行的关键因素。利用有限元法(FEM)建立了工程实际应用情况下特高压(UHV)交流输电线路复合绝缘子的单串、双串和V串电场计算模型,在考虑横担、分裂导线和均压环及其金具连接情况下,对复合绝缘子的电位和沿面电场分布进行了计算。针对特高压复合绝缘子电位分布极不均匀,且最大沿面电场强度大大超过电晕起始场强的情况,分析了不同的均压环配合方式对复合绝缘子沿面电场分布的影响。针对单串绝缘子下的计算结果,引入神经网络遗传算法(BP-GA),对均压环的结构参数进行了优化设计,利用BP神经网络的高度非线性映射能力直接计算遗传算法的适应度函数值,解决了穷举法计算时间冗长的问题。计算结果表明:加装均压环能够大大降低最大沿面电场强度,明显改善复合绝缘子沿面电位和电场的分布;通过遗传算法优化后的均压环结构参数,能使均压环表面场强和绝缘子沿面场强均小于电晕起始场强,为特高压绝缘子均压环的选取提供了一种可靠、实用的设计方法,可为我国特高压输电线路外绝缘优化设计提供新的参考。     

电晕放电对超高压输电线路工频电场的影响

超高压输电线周围电磁环境及其对人体的影响已成为人们普遍关心的问题之一。为此,在传统模拟电荷法计算工频电场强度的基础上,考虑到超高压输电线路在一定条件下产生电晕放电的实际现象,建立了一种基于此条件下工频电场计算的新模型。其中,利用高斯定理求解电场起晕时导线表面的电离电荷,将模拟电荷法引入到电晕放电产生的电离区内的电荷。最后根据用叠加原理得到电晕放电条件下超高压输电线产生的工频电场强度。通过对500kV超高压输电线路的仿真结果可知:由于电晕放电的影响,电场强度发生畸变且在时间上呈周期性分布,电晕放电对工频电场强度具有增强作用。220kV输电线路的仿真结果验证了该模型的合理性和正确性。     

基于电晕笼的特高压交流输电线路可听噪声预测方法

输电线路可听噪声是影响750kV及以上电压等级输电线路架设的重要因素之一,在线路设计之初应充分考虑。为此,介绍了利用电晕笼预测线路可听噪声的方法,通过武汉特高压交流试验基地的电晕笼开展了8分裂LGJ630导线可听噪声试验,得到了单位导线的可听噪声产生功率,同时,结合美国邦维尔水电局（BPA）计算公式和美国电力科学研究院（EPRI）计算公式,分别采用这3种方法预测了特高压交流试验基地的同塔双回试验线路可听噪声。通过将3种方法的预测结果与试验线段实测结果进行比对,发现通过电晕笼预测的结果比实测的L50噪声值小0.21dB,较接近实测结果,说明采用特高压电晕笼预测输电线路可听噪声是可行的。该文研究结果可为我国输电线路可听噪声预测提供指导。     

特高压紧凑型输电线路工频电场强度计算

为研究特高压交流输电线路的工频电场强度,通过建立二维静电场有限元模型,计算了LGJ-400/65、LGJ-500/45、LGJ-630/45 3种型号导线,子导线根数分别为6、8、10、12的导线表面场强、相导线平均场强最大值、线路下方距地面1 m处最大场强和线路走廊宽度,分析了导线截面、子导线根数、线路最低对地高度和走廊宽度的选取。结果表明特高压交流线路选取大截面导线、紧凑型倒三角布置方式在导线表面场强、杆塔高度和线路走廊方面可满足要求。     

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。     

高海拔下特高压交流同塔双回输电线路导线电晕损失研究

针对目前我国特高压交流同塔双回输电常用的8×LGJ-630/45导线,基于在西宁市平安县(2 200 m)搭建的特高压电晕笼,系统的研究了8×LGJ-630/45导线在干燥、中雨(6 mm/h)、大雨(12 mm/h)及湿导线的条件下的电晕损失,首次获得了实际高海拔点8×LGJ-630/45导线的电晕笼电晕数据。并以1 000 kV特高压交流同塔双回输电工程典型塔型为例,通过有限元计算软件仿真计算电晕笼内导线和实际线路导线表面电场强度,采用电晕损失等效法,计算了在高海拔地区导线的电晕损失,获得了同塔双回输电线路的电晕损失数据。为我国将来在高海拔地区建设特高压交流输电线路导线选型提供了参考依据。     

超/特高压交流输电线路电晕损失的数值仿真研究

电晕决定输电线路的电磁环境特性。采用模拟电荷法计算交流输电线路的电晕损失,交流导线用多根线电荷表示,导线表面场强超过起晕场强时令一定量电荷由导线表面发射到空间中。将交流周期分为若干时段,在每一时刻都考虑了导线表面电荷发射、空间电荷运动、空间电荷复合等效应,重复计算若干周期直至离子流场稳定。在已有方法的基础上改进了起晕条件和电荷发射的计算方法,考虑了导线表面电场不均匀性对电晕放电的影响,从而可以对多相多分裂导线离子流场进行仿真计算,进而计算得到线路电晕损失。对三相8分裂特高压交流线路电晕损失计算结果与试验结果有较好的一致性。     

雨雪天气下特高压交流单回试验线段电晕损失实测分析

为了研究特高压交流输电线路在雨天、雪天气象条件下的电晕损失特性,基于我国特高压交流试验基地单回试验线段展开实测研究,采用研制的光电数字化输电线路电晕损失监测系统,实现了试验线段电晕损失全天候条件下实时在线测量,根据监测结果分析不同降雨率及大雪气象条件下电晕损失。研究结果表明,正常运行电压下,特高压交流单回试验线段雨天单相单位长度电晕损失约为20～60 W/m,在大雪气象条件下,根据监测结果,特高压交流单回试验线段单位长度电晕损失最大值为:边相达到53.54 W/m,中相达到62.95 W/m,与等值降雨率推算结果较为符合。电晕损失随降雨率增大呈非线性增长,在大雨条件下逐渐趋于饱和,并初步获得8×LGJ-500/35分裂导线降雨率与电晕损失拟合模型。该试验获得的特高压交流单回试验线段电晕损失实测结果,为特高压交流输电线路导线选型设计及运行经济性衡量提供了参考。