基于边界元法的超高压输电线路工频电场研究

基于边界元法的超高压输电线路工频电场研究

论文摘要

在我国,国民经济的持续高速增长使得电力需求量不断增加。根据国网公司的规划,近几年将会在超高压输电线路网架的基础上,建设特高压输电线路。国家对基础建设的环保标准日趋严格,评估一条输电线路的影响是否符合环保标准以及进一步治理输电线路对电磁环境的影响都是非常重要而又复杂的问题,要解决好这两个问题,必须首先计算出输电线路产生的电磁场。在超高压输电建设的工程中,输电走廊的土地占用日趋严峻的前提下,对超高压输电线路的电磁环境研究势在必行。根据研究对象的特点,论文采用边界元法分析输电线工频电场。在格林定理的基础上,对边界元法的基本思想进行了介绍;阐述了边界元法思想在输电线工频电场计算中的应用。论文为了便于仿真,对超高压输电线路进行了一些必要的假设和简化处理,应用边界元法对超高压输电线工频电场仿真计算进行了研究,主要作了以下几个方面的工作:①对实际的超高压输电线路建立二维电场的计算模型,并分别应用边界元法与模拟电荷法进行仿真计算。将两种计算结果与实际测量的结果进行比对、校验,说明边界元法在输电线路工频电场计算中是可行的。②在建立超高压输电线路分裂导线模型的基础之上,针对避雷线、导线离地高度、相间距、分裂间距、分裂导线根数等几种影响线下电场强度大小的因素逐个进行计算、分析,总结出上述因素对超高压输电线路电场分布影响的规律,提出了减小其电场强度的措施。③针对特高压输电线路,计算了分裂导线根数对导线表面工频电场强度的影响。在不考虑导线表面电晕的情况下,对单回平行排列、同塔双回、紧凑型及单回酒杯塔型4种不同的输电线路模型分裂导线表面及线下距地1.5m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,为输电走廊的选取提供参考。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1 绪论
  • 1.1 输电线路电磁环境
  • 1.2 研究的意义
  • 1.3 国外特高压输电线路的建设情况
  • 1.4 国内外研究现状
  • 1.5 有关的电磁场数值方法简介
  • 1.6 主要研究内容
  • 2 相关的电磁场数值方法
  • 2.1 模拟电荷法
  • 2.1.1 等效原理
  • 2.1.2 模拟电荷法的基本思想
  • 2.1.3 模拟电荷法的实施步骤及要点
  • 2.1.4 模拟电荷的类型和电位系数
  • 2.2 边界元基础
  • 2.2.1 格林公式
  • 2.2.2 边界积分方程
  • 2.2.3 加权余量法
  • 2.3 二维边界元算法
  • 2.3.1 单元类型选择
  • 2.3.2 边界元法离散积分公式
  • 2.4 小结
  • 3 超高压输电线路二维电场建模及其仿真计算
  • 3.1 引言
  • 3.2 超高压输电线路的简化
  • 3.3 超高压输电线路二维电场一般数学模型的建立
  • 3.4 超高压输电线路二维电场的计算仿真及校验
  • 3.5 小结
  • 4 超高压输电线路在不同情况下的工频电场分析
  • 4.1 引言
  • 4.2 其他影响工频电场强度的主要因素
  • 4.2.1 避雷线的影响
  • 4.2.2 导线离地高度的影响
  • 4.2.3 导线的相间距离
  • 4.2.4 分裂间距与分裂导线根数
  • 4.3 小结
  • 5 特高压输电线工频电场仿真计算
  • 5.1 引言
  • 5.2 电晕现象
  • 5.3 特高压输电线路简化
  • 5.4 特高压输电线路模型的建立
  • 5.5 计算及仿真结果
  • 5.6 对我国特高压输电线走廊架设的建议
  • 5.7 小结
  • 6 论文总结
  • 6.1 主要结论
  • 6.2 后续工作展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
  • 作者在攻读硕士学位论文期间发表的论文目录
  • 相关论文文献

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