高压输电线电晕放电特征及其对环境的影响

论文摘要

随着我国电力事业的迅速发展,目前我国的电网结构已经很难满足我国国民经济快速发展的需要。根据预测和规划,高压、超高压和特高压输变电工程的建设是未来的重要任务。伴随着高压输变电工程的建设和人口密集负荷中心的深入,输变电工程的电磁环境问题引起了人们的广泛关注。尤其是输电线电晕放电的问题,将成为制约输变电事业发展的关键,因此对输电线电晕放电及其影响的研究十分必要。目前对输电线环境影响的研究主要集中在对其强电场的影响上,但是从电晕放电特征角度研究电磁环境的并不多。本文以220kV哈尔滨热电厂——哈东送变电线路为研究对象,主要针对电场分布和电晕放电特征来深入研究输电线路的电磁环境,为输电线路设计和环境影响评价提供理论依据,具有非常重要的现实意义。本文在采用了两种工程电磁场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,分别对其下方电场、表面电场、起晕电场进行计算。对计算结果进行分析,研究输电线电晕放电的产生情况和放电特征。本文在用模拟电荷法计算输电线模型电场分布的基础上,又提出了基于有限元法分析导线表面有毛刺、污垢或水滴时,尖端部分的畸变电场分布情况。建立了非光滑表面的导线模型,验证了在输电线表面曲率较大的部分局部场强会远远大于其周围场强,形成自持放电,产生电晕放电现象。特别地,本文对电晕放电辐射场进行了深入研究,对其辐射频谱和距离特性进行了计算,建立了电晕放电的数学模型,从理论上证实了电晕放电所辐射出的宽频带脉冲群就是造成无线电干扰、电晕噪声等环境问题的根源。本文还对220kV哈尔滨热电厂——哈东送变电线路的各种导线排列方式的电场和无线电干扰场强进行了计算,编制了仿真程序。本文所编制的各种导线排列方式下的电场分布程序和无线电干扰计算程序可以适用于国网220kV~1000kV输电线的环境评估,为输电线的设计和环境保护提供了理论依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义
• 1.2 研究现状
• 1.3 主要研究内容
• 第2章 高压输电线路的电场
• 2.1 引言
• 2.2 模拟电荷法计算输电线周围的电场
• 2.2.1 模拟电荷法理论基础
• 2.2.2 高压输电线路附近电场计算方法
• 2.2.3 高压输电线路二维电场建模及仿真计算
• 2.3 有限元法计算输电线周围的电场
• 2.3.1 有限元法的理论基础
• 2.3.2 输电线路电磁场二维有限元分析
• 2.4 影响输电线周围场强的因素
• 2.4.1 导线高度及相间距离的影响
• 2.4.2 分裂导线的根数、间距和直径的影响
• 2.4.3 双回路导线相序布置方式的影响
• 2.5 本章小结
• 第3章 输电线路电晕放电现象
• 3.1 引言
• 3.2 电晕放电
• 3.3 输电线表面电场强度
• 3.4 输电线表面起晕场强
• 3.5 输电线电晕放电辐射场
• 3.6 本章小结
• 第4章 输电线电晕放电对环境产生的影响
• 4.1 引言
• 4.2 无线电干扰
• 4.2.1 无线电干扰计算方法
• 4.2.2 220kV 同塔双回输电线路无线电干扰计算
• 4.2.3 输电线无线电干扰的影响因素
• 4.3 输电线电晕噪声
• 4.3.1 电晕噪声的允许值
• 4.3.2 电晕噪声的预计
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表或完成的论文
• 致谢