一种高压架空输电线路电磁散射的阻抗加载点选取方法_2

文档序号:9630611阅读:来源:国知局
br>[0056]KWXIW=Ew (16)
[0057] 式(16)中,Kw为所述架空线路各段间的关联矩阵,即式(12)中空间磁场E。激励 下架空线路上任意点的电流响应I(x)的计算式的单位矩阵,"为所述空间磁场E。激励下 架空线路上任意点的电流响应I(X)分布,Ew为入射场在架空线路上的电场切向分量产生的 电压,即GjxjWdGjx,1)V2。
[0058] 优选的,所述步骤(4)中,建立所述金属导体的矩阵方程组与所述架空线路的矩 阵方程组的混合方程组如下:
[0059]
C17)
[0060] 式(17)中,KWS所述架空线路各段间的关联矩阵,1¥为所述空间磁场E。激励下 架空线路上任意点的电流响应I(X)分布,Ew为入射场在架空线路上的电场切向分量产生的 电压,κτ为金属导体内部几何元的关联矩阵,ατ为金属导体电流分布的待定系数,Ετ为金 属导体几何元表面电场切向分量加权后的列向量,KTW为所述架空线路相对所述金属导体几 何单元的关联矩阵,KWT为所述金属导体相对所述架空线路几何单元的关联矩阵;
[0061] 其中,所述架空线路相对所述金属导体几何单元的关联矩阵和所述金属导体相对 所述架空线路几何单元的关联矩阵均分为3类,包括:全耦合、近距离耦合和连接耦合。
[0062] 与最接近的现有技术相比,本发明具有的有益效果:
[0063] 本发明提供的一种高压架空输电线路电磁散射的阻抗加载点选取方法,通过矩量 法建立架空输电线路杆塔模型,利用频域多导体传输线法建立架空线路的计算模型;考虑 架空线路和杆塔互为源、场的特性,建立矩量法与多导体传输线方法的混合方程;最后按照 耦合紧密程度来求解混合方程,得到架空线路的电流分布情况。将磁环安装在电流的峰值 点上,串联在架空线路上的磁环等效为在架空线路上串联了非线性阻抗,在特定频率作用 下呈现高阻抗状态,就能在最大程度上抑制感应电流,具有较高准确性,可应用于抑制高压 输电线路对特定频率电磁波电磁散射时的最优负载加载点的选取,从而达到经济、高效的 抑制高压输电线路对不同类型无线台站电磁散射的效果。
【附图说明】
[0064]图1是本发明提供的一种高压架空输电线路电磁散射的阻抗加载点选取方法流 程图;
[0065] 图2是本发明实施例中高压架空输电线路的空间直角坐标示意图;
[0066] 图3是本发明实施例提供的试验仿真图。
【具体实施方式】
[0067] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0068] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例 中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是 本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员 在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
[0069] 本发明提供了一种高压架空输电线路电磁散射的阻抗加载点选取方法,如图1所 示,通过矩量法建立架空输电线路杆塔模型,利用频域多导体传输线法建立架空线路的计 算模型;考虑架空线路和杆塔互为源、场的特性,建立矩量法与多导体传输线方法的混合方 程;最后按照耦合紧密程度来求解混合方程,得到架空线路的电流分布情况,包括:
[0070] (1)建立输电线路上金属导体入射场激励产生的感应电流的电场积分方程;
[0071] (2)基于矩量法将所述电场积分方程转换为金属导体的矩阵方程组;
[0072] (3)基于频域多导体传输线法建立架空线路的矩阵方程组;
[0073] (4)建立所述金属导体的矩阵方程组与所述架空线路的矩阵方程组的混合方程 组;
[0074] (5)根据所述混合方程组选取高压架空输电线路电磁散射的阻抗加载点。
[0075] 具体的,所述步骤(1)包括:
[0076] 如图2所示,以输电线路方向为X轴,以平行水平面且垂直X轴方向为y轴,以垂 直X轴和y轴方向为z轴建立坐标系,y为所述输电线路上任意一点,:r为空间中任意一 点,对分布于所述输电线路上金属导体的面电流Js(r')沿导体表面dS'积分,则所述输 电线路上金属导体的面单元电场积分方程为:
[0077]
^1)
[0078] 式(1)中,Es(r)为的r点的散射电场强度,ω为角频率,μ为所述输电线路所处 空间的磁导率,ε为所述输电线路所处空间的介电常数,▽为哈密顿算子,g(r,r')为格 林函数,公式为:
[0079]
(2)
[0080] 式(2)中,& = 为波数;
[0081] 对分布于所述输电线路上金属导体入射场激励产生的感应电流I0-)沿导体轴 线Γ积分,则所述输电线路上金属导体的线单元电场积分方程为:
[0082]
(3)
[0083] 式(3)中,r'0-)为r'沿导体轴线Γ方向的投影,1为沿导体轴线Γ方向 的单位矢量;
[0084] 确定所述金属导体表面切向电场的电场强度切向连续的边界条件,公式为:
[0085]t· (Es (r) +E; (r)) =0 (4)
[0086] 式⑷中,t为单位切向矢量,Es(r)为的r点的散射电场强度,Ejr)为r点的入 射场强度;
[0087]将式⑴和式(3)代入式(4),获取所述输电线路上金属导体入射场激励产生的感 应电流的电场积分方程,公式为:
[0088]
[0089] 所述步骤⑵包括:
[0090] 应用合适的基函数ii;对电场积分方程中的感应电流进行离散展开;再选取合适 ..η 的检验函数ωη建立线性方程组。
[0091] 在求解输电线路电磁散射问题过程中,关键就是基函数|:尤和检验函数的选 η 取。两者的选取直接决定了采用数学建模方式求解输电线路电磁散射问题的计算速度和准 确度。
[0092] 将所述电场积分方程中的感应电流1(1')展开成一组线性无关的基函数t./;,, η 基于矩量法将所述电场积分方程转换为矩阵方程组,公式为:
[0093]ΚτX ατ=Ετ(6)
[0094] 式(6)中,Κτ为金属导体内部几何元的关联矩阵,ατ为金属导体电流分布的待 定系数,Ετ为金属导体几何元表面电场切向分量加权后的列向量;
[0095] 其中,所述金属导体内部几何元的关联矩阵Κτ*的元素km为:
[0096]knn=<〇n,A(fn)> (7)
[0097] 式(7)中,〈> 表示内积运算,为检验权函数,A(fn)为将基函数代入所述电场积 分方程后积分所获取的计算式,me M,Μ为所述检验权函数的总数,neN,N为所述基函数 的总数;
[0098] 所述金属导体几何元表面电场切向分量加权后的列向量Ετ*的元素e"为:
[0099]em= <ωm,-t·E; (r) > (8)
[0100] 式(8)中,Ejr)为r点的入射场强度,t为单位切向矢量。
[0101] 所述步骤(3)包括:
[0102] 确定η条架空线路的均匀多导体传输线的电报方程,公式为:
[0103]
(9)
[0104] 式(9)中,ζ为架空线路中电磁波的传播方向,V(z)为架空线路上任意点的电压 列向量,I(Z)为架空线路上任意点的电流列向量,VF(Z)为外界电磁场在架空线路上形成的 等效分布电压源列向量,IF(z)为外界电磁场在架空线路上形成的等效分布电流源列向量, Z为架空线路的单位长阻抗阵,其中,Z=jc〇L+R,L为架空线路的单位长电感阵,R为架空 线路的单位长电阻阵,Y为架空线路的单位长导纳阵,其中,Y=jωC+G,C为架空线路的单 位长电容阵,G为架空线路的单位长电导阵;
[0105] 在完纯大地情况下,
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