考虑径向温差的架空输电导线的动态增容分析

为提高输电线路输送能力和输电导线的动态增容,对输电线的径向温升现象进行研究分析.以架空输电线为例,首先基于热平衡方程计算导线温度理论值,然后通过建立输电线温度场电磁耦合有限元绞合模型,计算输电线径向温度分布规律,研究不同因素的影响,最后结合温度场的分析结果,分析输电导线动态增容的效果,根据导线的温度分布计算最小的载流量.结果表明:输电线的径向温度分布不均匀,内部温度高,表面温度低;输电导线温度受到载流量、风速、环境温度及时间变化的影响,径向温差一般可达0.58～4.53℃,因此研究架空导线的径向温差,根据导线的温度分布计算保证安全运行的最小载流量,有利于提高输电导线的动态增容,保证线路的运行安全.     

超高压架空输电线的工频电场及其影响(一)

为了分析进入城镇的超高压架空输电线路对周围环境的影响,基于模拟电荷法,建立了超高压架空输电线路(带避雷线)的工频电场数学模型.以单回三相输电线路为例,介绍了超高压架空输电线路下方电场强度的计算方法.重点分析了单回、多回线路在不同的排列方式、相序布置及高度下,对超高压架空输电线路工频电场分布的影响;结合环境评估标准,探讨了如何布置线路有效地减小电场.最后从环境保护的角度,总结了减小超高压架空输电线路对所穿越地区影响的方法及措施.     

特高压线路工频电场仿真分析

本文基于ANSYS软件建立1000kV特高压交流输电线路的二维电场模型。通过计算分析出线路下方工频电场强度水平方向的分布与变化情况的一般规律;研究了杆塔类型、导线类型、导线高度等各种因素对输电线路下方工频电场强度的不同影响。结果表明可通过提高导线高度和优化杆塔结构的方式降低特高压线路下方工频电场强度,减小线路的电场环境影响。     

不同电压等级下架空导线对雷达的无源干扰

输电线路对邻近无线电台站的无源干扰可能影响无线电台站信号的有效接收和发射,因此准确计算在外界电磁波入射情况下输电线路的电磁散射是确定两者合理避让间距的基础。其中对于雷达台站而言,由于雷达的工作方式等影响,架空导线是影响雷达探测的主要因素。高压架空输电线等设施作为障碍物,如果距离雷达站过近,会破坏雷达阵地反射面的要求,使雷达波瓣变形,进而影响探测性能;还会对雷达造成一定的遮蔽角或电磁波减弱,从而使雷达遗漏目标或探测距离降低。由于在不同电压等级下,输电线路的分裂系数、杆塔类型决定的线路高度及排列方式都会发生改变。针对一般情况下应用多级子算法开展架空导线的等效半径、高度和水平排列对雷达的无源干扰计算,得出了三条结论:当计算频率低于450 MHz时,可以用等效半径模拟分裂导线计算,高于这一频点情况下必须建立分裂导线模型;在误差允许的范围内,导线高度对电场强度遮蔽损耗的影响较小;同时导线水平排列不存在前后导线的遮蔽现象。从而对研究输电线路对无源干扰的影响具有应用指导作用。     

架空输电线路分裂导线扭转刚度计算新方法

针对以往在架空输电线路分裂导线扭转刚度研究中存在计算误差较大的问题,提出了一种计算分裂导线扭转刚度的新方法.首先通过分析分裂导线扭转运动所引起的子导线长度变化,推导了子导线在扭转时的实际张力计算公式;然后针对一个档距的任意分裂导线进行力学分析,除了考虑到以往研究中所涉及的一些影响因素之外,还特别考虑了线路弧垂和线路两端高度差的影响,最终导出了分裂导线扭转刚度的一般计算公式.所推导的计算公式较清楚地描述了各种参数对扭转刚度的影响规律,并且通过确定这些参数能够直接计算得到扭转刚度数值.通过与实测值的比较表明,对于不同的分裂数、档距长度等参数的分裂导线,其扭转刚度计算结果均有较高的精度,证明了该计算公式的有效性和适应性.本研究为进一步分析和防治架空输电线路分裂导线舞动提供了新的手段.     

基于径向基函数法的特高压直流输电线路地面标称电场计算

输电线路地面标称电场强度的大小是输电线路设计需要考虑的重要参数.针对有限元法在计算中面临的网格剖分和计算时间较长问题,将基于径向基函数(RBF)的无网格法引入到直流输电线地面标称电场的计算中,阐述了RBF的定义和此法的原理、实施步骤,通过编制程序,进行仿真计算,并讨论了不同输电线参数对地面标称电场强度的影响.算例分析表明:运用此法计算的地面标称电场结果和已有文献值较为接近,并与具有解析解的电缆模型电场强度值吻合得很好,说明该方法具有较高的准确性和有效性;导线对地高度和极间距离对地面标称电场强度的影响较大,次导线半径和分裂根数对地面标称电场强度的影响较小.     

高压输电线的工频磁场分析

本文采用了模拟电荷法和有限元法两种计算方法来研究输电线周围的电场强度,建立了输电线路的计算模型,对其下方地面场强和输电线表面场强进行了计算和分析,并对地面场强的影响因素进行了分析。阐述了两种对地面磁场场强计算方法,并利用二维计算方法对本文所采用的模型地面处的磁场强度进行了计算,并对其影响因素进行了分析。提出了有效减小工频电磁场的方法,对未来的施工建设具有一定的现实意义。     

高压交流输电线路电晕可听噪声机理及理论模型

为预估高压交流输电导线产生的电晕可听噪声,研究了电晕可听噪声的产生机理及其理论预估模型.高压交流输电线电晕产生正负离子,基于Drude模型研究了正负离子的运动规律,进而阐明了电晕可听噪声的产生机理.在此基础上,进一步运用Kirchhoff公式得出电晕可听噪声的理论预估模型,并针对特定导线布置形式计算了典型的二倍工频分量的声压及声场分布.数值计算结果表明,可听噪声中的二倍工频分量衰减缓慢,且在导线附近区域存在显著的干涉现象,计算的结果会随着离子浓度的变化而变化,但声压级分布曲线的形状不会变化.该模型适合于电晕可听噪声的计算,有助于指导输电线设计.     

塔基移位下架空导线的应力与弧垂研究

架空输电线路在长期运行中,由于地质环境的变化可能导致杆塔基础移位(沉降或偏斜),从而产生安全隐患.本文通过对杆塔基础移位与档距有关参数变化的影响以及二者对导线应力关系的研究,提出了塔基移位下的架空导线应力与弧垂的精确求解方法,并编写了计算机软件.同时对几种基础移位情况进行了计算分析,得到了对线路的安全运行与检修有指导意义的结论.     

浅谈高压输电线路并列架设空间工频电场

利用等效电荷法计算多线路并列架设空间工频电场。结果表明,并列架设输电线路之间的工频电场会出现不同程度的叠加或削减,进而影响线路下方工频电场的强度和变化趋势。提出了多线路并列架设的线路空间布置建议,为输电线路环境影响评价模拟类比线路选取提供参考。     

750 kV同塔四回输电工程中不同类型导线电晕损失的对比分析

在750kV架空输电线路设计时,导线型号的选择决定初期投资成本、电阻损耗和电晕损失,从而影响架空输电线路的经济效益。本文以沙尘暴多发的高海拔地区750kV同塔四回输电线路为例,对比分析了两种典型导线的输电线路电晕损失及运行总成本。采用电晕损失等效原理计算导线型号为LGJ-400/50的输电线路在不同布置方式下电晕损失,通过电晕损失等效系数及海拔修正计算得到输电线路年平均电晕损失Pavg,并结合不同天气对应的小时数计算得到线路全年电晕损失总量。与采用LGJ-500/45导线时的投资成本、电阻损耗、电晕损失及总成本进行了对比。研究表明:750kV同塔四回输电线路最优布置方式为四层横担第Ⅱ相序布置,导线型号为LGJ-500/45输电线路单位公里年运行总成本为LGJ-400/50的75.8%,从经济性选型角度,推荐采用LGJ-500/45导线。     

超高压输电线脱冰动力响应数值模拟

采用ABAQUS软件建立500 kV超高压输电线路的有限元模型,计算分析具有不同结构参数的耐张线路段在各种脱冰工况下导线的动力响应,获得导线冰跳高度和张力随时间的变化,进一步得到脱冰率、覆冰厚度、耐张段档数、档距以及高差等对导线脱冰后最大冰跳高度的影响规律,为重冰区超高压输电线路电线的间隙设计以及杆塔设计提供依据.     

特高压直流双极分裂输电线路电晕损耗的计算

为了准确计算特高压直流双极分裂输电线的电晕损耗,针对分裂子导线之间相互影响,子导线表面电场分布不均导致起晕电压的不同以及子导线位置不同引起的电晕损耗的差异,从电晕机理出发,根据气体自持放电条件判断起晕电压,提出了一种计算特高压直流双极分裂输电线的电晕损耗的较准确方法.利用本方法计算士800 kV合成电场,验证其有效性.研究表明,子导线表面在其所分布的圆的外侧电晕损耗最严重,内侧较轻甚至不起晕;每一极的损耗主要集中在线路内侧的三个子导线上.最后分析了线路参数对电晕损耗的影响,结果表明,子导线半径和极间距是影响电晕损耗的主要因素,工程设计时应该优先考虑.     

输电塔线体系风致覆冰脱落动力响应的研究

建立了两塔三线模型,采用数值实验研究了输电线路的动力特性和中跨覆冰导线发生舞动时覆冰脱落、覆冰不脱落这两种工况的输电塔线系统的动力响应特性,探讨了不同风速下二者响应的差异.计算模型考虑了输电线的初始变形和初始应力.分析结果表明,塔端不平衡张力和邻跨导线横向振幅都随着风速的增加而增大,舞动导致的覆冰脱落使邻跨导线横向振动频率大幅增加,竖向回弹高度相对减小,而中跨的竖向回弹高度和横向振幅分别增加了73.9%和57.7%左右.舞动导致的覆冰脱落对线路的影响不容忽视,在实际线路的设计中应加以特别的考虑.     

高压输电线路电磁场的分析及其影响

通过对高压输电线路的工频电磁场进行研究和测量,计算电场强度,建立合适的研究模型,进而得知高压输电线路下的电磁环境。并且通过此次研究,使得人们不再对生活在高压线下而惶恐不安,通过分析输电线路周围工频电场和磁场水平,消除和防治不利的影响。     

基于高压输电线路优化设计的感应电减缓措施研究

以500 k V架空高压输电线路为研究对象,对线路感应电产生机理进行分析和仿真模拟,论证布线方式、导线弧垂最低点离地高度、分裂导线几何间距、分裂导线自身半径、分裂导线根数对感应电的影响。研究结果表明:优化导线布线方式有利于降低地面感应电强度;感应电强度与分裂导线几何间距、分裂导线根数呈正比,与导线离地高度成反比;分裂导线半径变化对感应电强度影响较小。500 kV高压输电线路最优设计条件为导线离地高度18.07-21.92 m、分裂导线间距0.21-0.39 m、分裂导线根数3-5根。研究成果对建设"资源节约型、环境友好型"高压输电工程具有科学指导意义。     

架空输电线路接地杂散电流及电磁干扰研究

架空线路杂散电流在埋地金属管道上产生电磁干扰,会加速其腐蚀及正常运行。针对正常运行情况下500 kV输电线路与埋地油气金属管道交叉跨越运行工况,通过仿真计算对比分析了管道交叉跨越长度、交叉夹角、土壤电阻率、土壤结构、导线平均高度、导线负荷电流、管道防腐涂层及接地装置等因素对埋地金属管道电磁干扰的影响。研究结果表明:沿埋地金属管道的感应电压、涂层电压及电流密度呈"W"型变化规律;线路-管道交叉跨越长度及其夹角θ、导线负荷电流及管道涂层电阻率影响埋地金属管道电磁干扰,土壤电阻率、土壤结构、导线平均高度及接地装置基本不影响埋地金属管道电磁干扰。本研究结论为输电线路-油气管道交叉跨越施工提供参考。     

并行输电线路工频电磁场的叠加算法研究

国家标准对单条输电线路的电磁环境进行了规定,但缺乏多条输电线路并行时的电磁场算法及其相关规定.采用国际大电网会议推荐使用的输电线路电磁场计算方法,提出了利用矢量叠加原理计算多条线路并行情况下的电磁场强度算法.以三峡大学南苑留学生公寓旁并行输电线路为例,进行了并行输电线路工频电场、磁场横向分布的理论计算.按照国家标准规定的电磁场测量方法,对线路电磁场横向分布进行了现场实测.理论计算与实验测量结果对比表明,采用矢量叠加原理对3条并行线路工频电场横向分布计算误差最大值为0.45kV/m,工频磁场横向分布计算误差最大值为0.000 3mT.     

220 kV高压输电线路的工频电磁场和无线电干扰污染

为获得２２０ＫＶ输电线路临近民房时的工频电场、磁场及无线电干扰污染状况,对２２０ＫＶ输电线路邻近居住区域工频电磁场强度及无线电干扰场强的分布进行实例,结合工频电磁场的有关国家标准,作出定性分析,认为２２０ＫＶ输电线路附近的电磁场对人们的健康不会产生有害影响,但暂态电击场强限值以３ｋＶ／ｍ为宜。     

架空线-电缆混合输电线路工频过电压分布特性

针对单一架空线(电缆)线路和架空线-电缆混合输电线路三种不同线路结构形式,采用理论分析和数值计算的方法分析线路沿线工频过电压分布特性及规律.仿真计算结果表明,电缆线路的容升效应大于架空线路,超过200km时需采取工频过电压限压措施.架空线-电缆混合线路的工频电压升高由等效电路内感抗与尾段线路的容抗串联引起容升效应和混合线路尾段电容引起的容升效应两部分组成;对于架空线-电缆混合线路,前者起主要作用,而电缆-架空线混合线路后者起主要作用.研究结论为电力系统混合输电线路工频过电压的防治提供了参考.