高压输电线下有建筑物时工频电场的数学模型

本文利用模拟电荷法计算了高压输电线路下有建筑物时线路附近工频电场的分布，介绍了模拟电荷法的原理和具体的计算方法，并介绍了预测软件的设计思路     

超高压输电线工频电场计算的矩量法和表面电荷混合法

结合矩量法和表面电荷法各自的优点,提出一种用矩量法—表面电荷法相结合的混合算法来计算复杂场景下超高压输电线工频电场的分布,通过综合考虑输电线路的弧垂、分裂导线等因素,建立了复杂场景下超高压输电线的三维模型,并进行了相应的计算。结果表明:该混合法具有提高计算速度,减少占用内存和避免模拟点电荷设置等优点。对于所述的树状物模型,树状物对其下方离地1.5 m处工频电场起屏蔽作用。树状物尺寸参数的变化对其下工频电场分布影响明显,树冠半径越大其屏蔽范围越大,树干高度越高其屏蔽强度越弱。相间距和输电线高度的变化对电场值基本无影响。混合法可为高压输电线路在复杂场景下工频电场分析提供重要的参考。     

高压输电线附近工频电场的数学模型

高压输电线产生的工频电场和放电辐射对周围环境的影响很大，已经成为环境保护和电磁兼容技术领域中一个重要的研究课题。本文根据“国际大电网会议第３６．０１工作组”推荐的方法，利用等效电荷法计算高压输电线（单相和三相高压输电线）附近的工频电场，包括计算场强的分布和电位的分布。同时介绍了利用等效电荷法编制的“高压输电线附近工频电场的计算机辅助分析软件”（ＨＬＥＭＥ—ＣＡＤ）。     

建筑物对同塔双回路工频电场分布的影响

同塔双回输电线路占地走廊少,节省土地资源,且随着城市发展,电力需求增大,输电线路电磁环境问题越来越受到关注。为此采用模拟电荷法研究了同塔交流输电线路的工频电场强度分布及衰减规律。研究表明对工频场强,导线半径的影响较少且仅在中心线5m以内;相间距的影响稍大些,但也在5m内;导线高度的影响最大。比较理论计算和实测的工频电场强度证明了建筑物对工频电场的屏蔽效应。     

超高压输电线下屏蔽线对工频电场的影响

为降低超高压输电线下工频电场对周围环境及人群的影响,笔者基于模拟电荷法,建立了超高压输电线路下方架设屏蔽线时计算工频电场强度的数学模型,并运用MATLAB软件对某500 kV输电线路下方架设屏蔽线后的工频电场强度进行仿真计算.重点分析了屏蔽线的架设数目、架设高度及排列方式对超高压输电线路下方工频电场强度分布的影响规律....     

表面电荷法在复杂地势下超高压输电线路的工频电场计算

为了更准确地研究超高压输电线路穿越较复杂地区时的工频电场,利用表面电荷法的思想,给出了该方法的实施步骤并进行了验证。综合考虑了输电线路的弧垂,建立了复杂地势三角坡和凸面的三维模型,并仿真分析了其周围工频电场的分布。研究结果表明:1三角坡和凸面对输电线路下的工频电场影响较明显;2随着三角坡坡角的增大场强值畸变越大,且使临近三角坡坡脚处场强值减少越大;3不同的输电线排列方式下,复杂地势周围的工频电场畸变不同,倒三角排列下其值畸变大于其他排列。该仿真结果可为复杂地势下输电线路的架设提供参考依据。     

500 kV超高压输电线工频电场分布及控制研究

利用Matlab语言自行编写的程序,计算并分析了超高压输电线下工频电场场强的分布规律及其影响因素,通过对500 kV某实际线路#3、#4塔进行模拟试验,探讨降低场强的方法与措施,对超高压输电线路建设提出若干建议。     

基于3D模拟电荷法的变电站工频电场计算

高压变电站内工频电场的计算与评测日益重要。为此,采用3D模拟电荷法（charge simulation method,CSM）对某变电站户外区域离地1．5m高度处工频电场进行了计算和分析。模拟电荷采用置于导体轴线上的线电荷模拟,电荷密度在线单元上呈线性分布。采用ANSYS前、后处理模块实现实体建模和计算云图的3D渲染;通过对一条1000kV特高压输电线路走廊内工频电场的计算,验证了3DCSM方法的正确性。对一个实际的110kV变电站的工频电场进行建模仿真,电场强度的数值分布规律同理论分析基本符合;在工作走廊上计算值同实测结果变化趋势一致,在电气设备不太密集的区域,计算值与实测值之间误差〈10％。该方法可以用来求解大模型开域场问题。     

模拟电荷法计算特高压架空线路3维工频电场

为研究杆塔及导线弧垂对架空线路周围工频电场分布的影响,并检验2维计算模型的合理性与适用性,首先基于模拟电荷法建立考虑杆塔及导线弧垂的3维架空线路工频电场计算模型(它以线电荷单元为模拟电荷布置在各导线和杆塔铁棒轴线上,解析计算线电荷单元的电位系数,并叠加得到总体电位系数矩阵,从而可解得各节点的线电荷),然后据此计算了特高压线路相导线表面及地面上1m高平面内的3维工频电场。结果表明,地面上1m处平面内场强分布受弧垂影响很大,3维模型比2维模型更全面、准确地反映了这种不均匀分布状况;各相导线表面场强最大值在杆塔附近均有微弱变化,但并不显著;地面上1m处场强在杆塔附近增大,但在远离杆塔的区域基本不受杆塔影响。     

基于模拟电荷法的变电站工频电场仿真分析

随着供电需求的增大,超高压变电站越来越接近公众活动区域,变电站站内的电场分布情况也显得越来越重要。本文提出改进的模拟电荷法,推导了带电体周围的工频电场计算公式。通过对500k V变电站进行模型建立及简化,编程计算出站内离地1.5m处的工频电场强度;采用CDEGS软件对重庆某500k V变电站进行仿真计算,将仿真结果和实测值与本文算法的计算结果进行对比,验证了本文算法的正确性与有效性。最后选取该变电站内三条路径,计算分析该处工频电场强度的分布情况,为深入研究变电站的工频电场分布提供参考。     

特高压输电线路工频电场的数值仿真研究

1 000 kV特高压交流输电是中国目前电压等级最高的交流输电方式,其周围的电磁环境及其对人体的影响也成为人们日益关注的对象。笔者基于模拟电荷法,并考虑高等级电压会产生电晕放电这一情况,建立计算模型。仿真结果表明,电晕放电现象对地面工频电场有一定加强作用。结合实地测量,验证了该算法的正确性和有效性。最后仿真计算了特高压单回、双回输电线路的地面工频电场分布,研究了子导线半径、分裂间距、相间距、线路高度、输电线相序等参数改变时,地面电场强度的变化情况,提出了几种降低工频电场的方法。     

高压输电导线三维工频电磁场计算与测量

为准确计算高压输电线路以及交叉跨越输电线路的工频电磁场,基于模拟电荷法和毕奥-萨瓦定律,根据悬链线方程建立了输电导线的三维电磁场通用计算模型。计算和测量了常规同塔双回线路以及交叉跨越导线下方的工频电磁场分布,结果表明,在垂直档距中央的横向分布上,三维模型计算结果与二维模型导线计算高度取最小对地高度时的计算结果十分接近,且均与实测值比较吻合;交叉跨越导线下方交叉点投影位置,工频电磁场计算值与测量值也吻合较好,验证了交叉跨越导线计算模型的有效性。此外,分析了导线下方工频电磁场计算值与测量值的误差来源,着重讨论了影响三维计算模型计算结果的相关因素,给出了导体线单元剖分段数的合理值。     

超高压输电线路铁塔附近地面工频电场仿真分析

根据铁塔实际结构和导线抛物线方程,建立了铁塔附近三维电场计算模型.基于模拟电荷法分析了500 kV输电线路铁塔周围地面上的工频电场分布,分析了铁塔对其附近电场环境的影响,并讨论了影响电场计算结果的因素.研究结果表明:铁塔对其附近地面电场有一定屏蔽作用,电场强度在铁塔下方显著降低且在金属构架处产生畸变;铁塔的影响范围和铁塔高度及塔基尺寸有关;铁塔构架等效半径、线单元剖分段数以及铁塔不同简化模型都会影响计算结果.     

交流输电线下建筑物邻近区域电场分布及其影响因素研究

为改善交流输电线路附近建筑物邻近区域的电磁环境,建立了交流输电线路及其邻近建筑物的有限元仿真模型,计算了输电线路呼高、建筑物 材料以及建筑物楼层高度等因素对距地面1.5 m电场及屋内电场的影响,并对建筑物电场的畸变情况进行了分析。以电磁环境安全为目标,计算了不同 情况下输电线路与邻近房屋的安全距离。研究结果可为国内外高压交流输电线路工程优化设计、输电线路建设选址、沿线房屋拆迁等工作提供理论依 据。     

计及地电位升高的超高压交流输电线路工频电场计算

为研究地电位升高时超高压交流输电线路产生的工频电场,将地电位升高作为第一类边界条件,应用模拟电荷法,建立了考虑地电位升高影响的超高压交流输电线路下方工频电场计算模型。与CDEGS软件计算结果的对比表明,该方法是可行、有效的。同时分析了不同地电位升高值、导线高度及导线排列方式下,地电位升高对超高压输电线路工频电场的影响。提出对地电位升高区域内的工频电场暴露应给予更多关注并采取相应的限制措施。     

交叉跨越输电导线三维工频电磁场计算

为了研究交叉跨越导线周围的工频电磁场分布,考虑导线弧垂和杆塔,根据悬链线方程建立了三相交叉跨越导线的三维电磁场计算模型。基于模拟电荷法,利用线性变化的有限长线电荷模拟输电导线轴向电荷分布,计算交叉导线下方产生的工频电场。基于毕奥-萨瓦定律,采用有限长载流细导线模型计算交叉导线下方产生的工频磁场。计算分析了交叉角度和导线...     

特高压大跨越架空线路三维工频电场计算

1000kV特高压输电线路跨越江河时,线路的档距和弧垂均较大,为了解线路周围的电场确定线路最小对地高度,引入线性单元模拟电荷法,同时考虑铁塔的影响,根据悬链线方程建立了特高压大跨越线路的模型,采用三维电场的计算方法计算了线路周围的工频电场分布。三维电场方法与二维电场方法的计算和对比分析结果表明:对于特高压普通架空线路,采用二维电场方法与采用三维电场方法所得的计算结果基本相等,均可满足工程要求;对于特高压大跨越线路,采用三维电场方法计算可以更准确地反映大跨越线路的电场分布,提高工程的设计精度。     

特高压输电线路工频电场的仿真研究

针对特高压输电线路分裂导线等效半径较大的特点,在建立特高压输电线路分裂导线模型的基础之上,基于边界元法对单回平行排列、同塔双回、紧凑型及单回酒杯塔型4种不同的输电线路分裂导线表面及线下距地1 m处的工频电场进行了计算。结果表明,针对我国复杂的地理条件可以采用不同的导线分布模式,其中紧凑型输电方式不仅可以改善线路下电磁环境,而且还可大幅减少输电走廊的宽度。