一种特高压交流试验线段无线电干扰驻波分析方法
【专利摘要】本发明提供一种特高压交流试验线段无线电干扰驻波分析方法，包括以下步骤：确定单电晕源的电流传递函数；确定分布电晕源的电流传递函数；进行模传播分析并消除模间耦合，完成试验线段无线电干扰驻波分析。本发明提供的特高压交流试验线段无线电干扰驻波分析方法，通过对试验线段两段开路，使得实验线段模间耦合消除，通过理论推导，完成了试验线段无线电干扰驻波的分析。
【专利说明】一种特高压交流试验线段无线电干扰驻波分析方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种分析方法，具体讲涉及一种特高压交流试验线段无线电干扰驻波分析方法。
【背景技术】
[0002]2009年I月6日，100kV晋东南~南阳~荆门特高压交流试验示范工程正式投运，这是我国电网发展史上的重要里程碑，标志着我国在远距离、大容量、低损耗的特高压技术取得重大突破。
[0003]特高压交流试验线段，是研究特高压输电线路电晕特性及其电磁环境的核心试验设备。通过试验线段的无线电干扰来推导长线短的无线电干扰，是对试验线段的无线电干扰场的测量，通过极其复杂的理论推导(短线段无线电干扰驻波计算)，来获得激发函数值，然后，通过激发函数值来确定实际线路的无线电干扰。
[0004]由短线段(试验线段)的无线电干扰测量结果来获得其激发函数值，其过程非常复杂。1981年,加拿大魁北克水电局研究所R.D Dallaire和P.Sarma Maruvada进行了理论推导，作者在文章中也多次提到“极端困难(extremely difficult) ”、“非常复杂(verycomplex) ”、“冗长乏味的数学推导(ted1us mathematic manipulat1ns) ” 等词语。
[0005]试验线段，是进行高压交流或直流输电线路导线结构的电晕特性试验的一种手段。研究的电晕特性的参数主要包括:无线电干扰，可听噪声和电晕损耗。但是，对于无线电干扰，把短线段的测量结果转换到长线的分析是非常复杂的。
[0006]无论是短线段还是长线的无线电干扰水平取决于两个因素:一是导体无线电干扰的产生；二是沿着线路无线电干扰的传播。
[0007]无线电干扰的产生主要取决于导体表面附近存在的电场状况，用激发函数来表征。而无线电干扰的传播取决于导线的电气特征，比如，导线长度和线路末端的特征阻抗。长线段无线电干扰的传播一般通过模转换理论来分析，但是，短线段的传播特性应该同时考虑末端效应的影响，所以更为复杂。
[0008]要确定导线无线电干扰的激发函数值，就必须进行短线段无线电干扰的传播分析，目的是将确定的激发函数值用于长线段的传播分析中，从而确定实际线路的无线电干扰水平。
[0009]麦克斯韦方程为:
【权利要求】
1.一种特高压交流试验线段无线电干扰驻波分析方法，其特征在于:所述方法包括以下步骤: 步骤1:确定单电晕源的电流传递函数； 步骤2:确定分布电晕源的电流传递函数； 步骤3:进行模传播分析并消除模间耦合，完成试验线段无线电干扰驻波分析。
2.根据权利要求1所述的特高压交流试验线段无线电干扰驻波分析方法，其特征在于:所述步骤I包括以下步骤: 步骤1-1:计算试验线段X处的电压，以及试验线段Y处的电压和电流； 步骤1-2:确定试验线段中单电晕源的电流传递函数。
3.根据权利要求2所述的特高压交流试验线段无线电干扰驻波分析方法，其特征在于:所述步骤1-1中，设试验线段的长度为I，两端分别标识为A和B，则A端和B端的阻抗分别为Za和ZB，假定试验线段分别从X处和Y处截断，试验线段X处的电压用Vx (ω)表示，有:
其中，Jx (ω)为试验线段X处的注入电流，Zxa为从试验线段X处向A方向看试验线段的输入阻抗，Zxb为从试验线段X处向B方向看试验线段的输入阻抗； 试验线段Y处的电压用\(ω)表示，其与νχ(ω)之间满足:
Vx (ω) = Vy (ω).cosh y (y-χ) +ZcIy (ω).sinh y (y-χ) (2) 其中，Y为传播常数,且f = >/^F = a + jβ , Z和Y分别为试验线段中单位长度的串联阻抗和并联导纳，α为衰减系数，β为相位常数；X和y分别为试验线段X处和Y处距离A段的长度；Z。为特征阻抗，且Zt.= ; Iy(?)为试验线段Y处的电流； Vy (ω)表示为:
Vy(Co) = Iy(Co).ZyB (3) 其中，ZyB为从试验线段Y处向B方向看试验线段的输入阻抗； 将式(2)和(3)代入式(4)中并整理，将试验线段Y处的电流Iy(?)表示为:
4.根据权利要求3所述的特高压交流试验线段无线电干扰驻波分析方法，其特征在于:所述步骤1-2中，试验线段中单电晕源的电流传递函数g(x，y，ω)表示为:
分为以下两种情况: (1)在O≤X<y情况下，单电晕源的电流传递函数g' (x, y, ω)表示为:
将式(5)、(6)和(7)带入式(10)，并整理得到:
根据双曲线加法公式，将式(12)整理得到:
(2)在y< χ < I情况下，单电晕源的电流传递函数g" (X，y，ω)表示为:
其中，ZyA为从试验线段Y处向A方向看试验线段的输入阻抗，表示为:
将式(5)、(6)和(15)带入式(14)，并整理得到:
5.根据权利要求4所述的特高压交流试验线段无线电干扰驻波分析方法，其特征在于:所述步骤2中，分布电晕源的电流传递函数G(y，ω)表示为:
6.根据权利要求1所述的特高压交流试验线段无线电干扰驻波分析方法，其特征在于:所述步骤3中，模传播分析具体过程如下: 在给定频率下，定义试验线段上电压传播基础方程和电流传播基础方程分别为:
其中，[V]为有η个元素的电压列矩阵，[I]为有η个元素的电流列矩阵,η为试验线段的根数，[Ζ]为单位长度的串联阻抗ηΧη方阵，[Y]为单位长度的并联导纳ηΧη方阵；于是，电压传播微分方程和电流传播微分方程分别表不为:
其中，[V]和[I]分别用电压模分量[Vm]和电流模分量[]表示为:
[V] = [M] [Vm] (23) [I]= [N] [](24) 其中，[M]和[N]为模变换矩阵； 根据[Vm]和[]得到电压模分量传播微分方程和电流模分量传播微分方程，分别表示为:
根据式(25)和(26)得到经过模变换得到的对角阵[Pm] d和[Qm] d，有:
[M]^[Z] [Y] [M] = [Pm]d (27)
[NJ-1W [Ζ] [N] = [Qm]d (28) 方阵[Y]和[ζ]之间满足[Z] [Y] Φ [Y] [Z]，于是，对角阵[Pm]d和[Qm]d满足:
[pm]d = [Qm]d = [y2]d(29) 其中，[Y ]d为模传播常数对角矩阵，对于η条试验线段中的任一试验线段i，其模传播常数Y 1根据试验线段i的衰减系数α 1和相位常数β 1表示，有: Yi = a '+j β 1(30)。
7.根据权利要求6所述的特高压交流试验线段无线电干扰驻波分析方法，其特征在于:通过使试验线段末端开路，试验线段首端安装阻波器的方式模拟开路的情况，使得模间奉禹合消除。
【文档编号】G06F19/00GK104182628SQ201410407151
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月18日 优先权日:2014年8月18日
【发明者】路遥, 张建功, 周兵, 李妮, 倪园, 陈豫朝, 裴春明, 万皓 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院