输电线路可听噪声研究综述

笔者较全面地阐述了输电线路可听噪声控制的重要意义和这些年来国内外的研究成果,说明了导线表面空气电晕放电是交直流输电线路噪声问题产生的原因。系统地分析了交直流输电线路可听噪声的两大类影响因素,即线路结构、设计和施工方面的影响与大气及环境等外部条件的影响。归纳了降低输电线路可听噪声的方法,提出目前工程中较为可行的措施是增加分裂导线的直径和分裂数,改变分裂导线的间距。介绍了国外交直流输电线路可听噪声的限值及目前开展的特高压交直流输电线路可听噪声的限值情况,交流输电线路按照55 dB(A)进行限制,直流输电线路在平原地区按照45 dB(A)进行限制,在高海拔地区按照45～50 dB(A)进行限制。     

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。     

特高压交流输电线路电晕效应的预测方法,Ⅰ:可听噪声

电晕效应问题是特高压输电关键技术问题之一,是特高压输电线路导线选型的决定性因素。为此,利用特高压电晕笼开展了13种导线的可听噪声试验,获得了单位长不同导线的可听噪声产生功率,分析了导线表面场强、子导线线径、分裂间距和分裂数等因素对导线电晕可听噪声的影响规律。结果表明:导线电晕可听噪声与导线表面场强的负倒数呈线性关系;在相同的导线表面场强下,可听噪声产生功率与子导线线径和分裂数呈线性递增关系,而分裂间距对导线电晕可听噪声水平影响不大。通过多元回归分析方法对试验数据进行统计分析,回归方程和相关系数的显著性分析结果表明回归方程高度显著,且逼近效果好,回归方程各系数也是高度显著的,可对可听噪声产生功率进行有效的预测。最终初步提出了适合我国实际导线情况的导线电晕可听噪声预测公式,为我国特高压输电线路导线选型设计提供参考。     

高海拔地区特高压直流输电线路可听噪声研究

可听噪声与导线直径、分裂数和导线表面场强有关。对国内外特高压直流输电线路的可听噪声研究情况进行了分析,并结合以往工程经验推荐高海拔地区可听噪声限值;基于试验数据对可听噪声计算公式进行修正;根据西藏高海拔试验线段的数据,对高海拔地区可听噪声进行分析,给出合理的可听噪声海拔修正值,从而确定工程设计的边界条件。     

特高压输电线路电气和电晕特性研究

研究特高压输电线路的主要电气参数、导线表面最大电场强度与分裂导线结构几何参数的关系,介绍工程上适用的主要电气参数和导线表面最大电场强度的计算方法。以现有高压试验数据为基础,探讨特高压输电线路的电晕随天气条件和分裂导线几何参数变化的规律。按照不同天气条件下人对可听噪声感受的不同限值要求,提出1000kV输电线路分裂导线必须达到的基本几何参数。     

特高压直流长、短输电线路可听噪声的转换关系研究

输电线路的可听噪声是发展特高压直流输电需要解决的关键技术问题之一。特高压直流试验线段和电晕笼是研究实际线路可听噪声的重要试验设施。研究特高压直流长、短输电线路可听噪声的转换关系,对于利用特高压直流试验基地建设的试验线段和电晕笼的试验结果预测实际特高压输电线路的可听噪声有重要意义。推导了由可听噪声产生功率表示的任意长度输电线路下方地面各位置处可听噪声的计算公式,并由此得出直流长、短输电线路可听噪声之间的关联关系。当单回直流试验线段的长度大于测量点到正极导线距离的10倍、测量点在线路纵向上偏移中心点不超过线路总长的20%时,可近似认为试验线段下可听噪声的测量结果为实际无限长线路相同位置处的可听噪声水平。     

基于相关向量机的交流特高压输电线路可听噪声的预测研究

通过对输电线路可听噪声的累积分布特性、频谱特性和横向分布特性的分析,推导出可听噪声声压级和声功率级之间的定量关系式:提出基于相关向量机的特高压输电线路可听噪声的预测模型,该模型由于采用了贝叶斯框架下的学习机制表现出优秀的泛化能力,使其预测具有较高的准确度以及更广泛的适用范围;利用相关向量机回归模型预测了我国1 000 kV交流单回和同塔双回架空输电线路的可听噪声,结果表明:我国交流特高压输电线路的初设结构合理,满足环境噪声标准的要求.特高压单回路采用8×LGJ-500及更大截面的导线可听噪声低于55 dB,采用8×LGJ-630以上的导线低于52 dB;特高压双回线路同相序时采用8×LGJ-630及更大截面的导线可听噪声低于55 dB,逆相序时需采用8×LGJ-800导线才能使噪声低于55 dB,只有同相序时采用8×LGJ-800导线才能低于52 dB.     

特高压电晕笼内正负极性导线的可听噪声频谱特性规律研究

为深入研究特高压直流线路正负极导线的电晕放电机制和电晕可听噪声特性规律,基于国家电网公司特高压直流试验基地的电晕笼,对6?720 mm2导线的可听噪声频谱进行了测试和分析。利用电晕笼中间网的可拆卸功能,对电晕笼内正极、负极、正负双极导线的可听噪声进行测试,分别得出了不同电压下正极噪声、负极噪声、临近正负极导线位置的噪声频谱特性规律,并进行了对比和分析。还分析了考虑背景噪声时,在不同导线表面电场强度下电晕可听噪声A声级与其8 kHz分量的稳定性。利用曾提出的8 kHz分量法来对正极噪声、负极噪声、临近正负极导线的双极噪声在不同导线表面电场强度下的噪声特性进行了分析,得出了8 kHz分量法可适用于正极噪声和双极噪声的结论。     

特高压直流导线在单双极电晕笼中的可听噪声测量与分析

利用国家电网公司特高压直流试验基地直流电晕笼,对特高压直流导线在正极、负极、正负双极电晕笼中的可听噪声测量方法进行了研究。对单双极电晕笼内直流导线的表面电场进行了有限元仿真计算。计算结果表明,若施加相同等级的电压,单双极电晕笼中直流导线表面的平均最大标称电场相对差值在0.4%之内,采用单、双极电晕笼试验对导线表面场强的影响可以忽略不计。对单双极电晕笼中的特高压直流正极、负极、正负双极导线的可听噪声进行了全电压测量与分析。结果表明,对于我国现有的直流线路来说,利用正单极电晕笼代替正负双极电晕笼进行可听噪声试验是可行的。     

特高压试验线段与实际线路产生的电场和可听噪声的等效性分析

用特高压试验线段来模拟实际线路,研究其产生的电场和可听噪声,首先要解决的问题是试验线段和实际线路测量结果的一致性问题.为此,对特高压试验线段和特高压实际线路电场和可听噪声的等效性进行了推导;对试验线段产生的电场和可听噪声进行了实测;并与实际线路的电场和可听噪声的计算结果进行了比较;另外,纯声是特高压输电线路在雨雾天气下...     

基于电晕笼试验的特高压正极直流线路可听噪声频谱特性

为准确地在户外进行特高压直流输电线路的可听噪声测量,以及研究可听噪声与电晕放电的关联特性,利用国家电网公司特高压直流试验基地的电晕笼,对直流线路的电晕噪声和几种典型背景噪声的频谱进行了测量和分析:对比了电晕笼内正极直流线路电晕噪声和背景噪声的频谱特性差异;同时给出了不同导线表面电场强度对正极电晕噪声频谱的差异;分析了电晕噪声A声级与其各频谱分量差值的稳定性。得出了与背景噪声区别较大、稳定性较好的电晕噪声频段,并最终得到了在电晕笼内测量得到的电晕噪声A声级与其8kHz分量之差为11dB的数值关系。在电晕笼内开展的4×1 000mm2导线可听噪声试验证实了该方法的有效性。     

几种1000 kV交流特高压输电线下可听噪声预测公式的评估

特高压输电线下可听噪声大小的预测是特高压建设中最关键的一环。根据我国对特高压输电的电压等级与分裂导线的限制,筛选出了适合用于计算我国特高压输电线下可听噪声大小的4种经验公式,并且通过对比计算结果和实测值,分别得到相导线水平和正三角排列时,最适合用于预测可听噪声大小的两种计算公式。     

对AC UHV输电线附近可听噪声预测公式的评估

特高压输电中,导线的选择是由输电线下的可听噪声大小决定的,所以可听噪声的预测十分重要。为了从不同机构总结出的多种半经验公式中选择最适合用来预测我国特高压交流输电线下可听噪声大小的公式,结合我国对特高压交流输电线的要求,将相导线水平和正三角排列方式下可听噪声大小的不同预测结果与测量结果进行对比和分析。结果表明:相导线水平排列大雨时可用ENEL公式或IREQ公式计算,小雨时可用ENEL或GE公式计算;相导线正三角排列大雨时可用ENEL公式或BPA公式计算,小雨时只有BPA公式最适合。所以,我国特高压交流输电线下可听噪声的计算在相导线水平排列时选用ENEL公式,相导线正三角方式排列时选用BPA公式。     

1000 kV特高压输电线路的电磁环境

输送相同功率时,对采用1000 kV特高压输电和5回500 kV输电所需线路走廊及其电磁环境作了对比分析,分析结果说明：1 000 kV特高压输电较5回500 kV输电所需的线路走廊可节省98~111 m;工频电场、工频磁场、无线电干扰和可听噪声的影响范围也大为减小。     

交流特高压试验线段可听噪声测量及特性分析

为了研究交流特高压输电线路可听噪声的特性,时交流特高压试验基地的试验线段可听噪声进行了实地测量和统计,分析了不同天气条件下的可听噪声水平和频谱特性.测量结果表明,特高压试验线段的可听噪声水平小于55 dB的限值,控制在与500 kV交流输电线路可听噪声一致的水平.     

海拔对导线交流电晕可听噪声影响的电晕笼试验结果与分析

我国高压输电线路面临着高海拔特殊问题,利用可移动式电晕笼系统在4个不同海拔对3种导线进行了交流电晕可听噪声试验研究,得出了可听噪声海拔修正的初步结果。试验结果表明,如果按线性关系修正,得到的海拔修正系数为3.2dB/1000m,与国外3.33dB/1000m的修正系数非常吻合。然而,研究表明,海拔对导线交流可听噪声的影响不是线性的,由海拔较高地区试验数据对比得到的可听噪声海拔修正系数要小于由海拔较低地区对比得到的海拔修正系数;通过分析测试结果得出了粗略的海拔修正系数与海拔的关系。最后,推荐了一种高海拔输电线路可听噪声海拔修正方法,适用范围扩展至海拔3000m以上地区,供今后我国高海拔实际工程参考。