专利名称：交流特高压单回紧凑型10分裂导线相间距离确定方法
技术领域：
本发明属于高压输变电工程电磁兼容领域，具体地讲是一种满足电磁环境要求的交流特高压单回紧凑型10分裂导线相间距离确定方法。
背景技术：
随着我国经济的飞速发展，对电力的需求越来越大，当前土地资源日趋紧张，输电走廊的选取日益困难。2008年12年，我国第一个特高压工程晋东南-南阳-荆门特高压交流示范工程顺利投运，目前淮南 上海特高压同塔双回输变电工程已基本完成科研和设计工作，陕北-长沙、锡盟-南京、雅安-南京等从南到北、从西到东的特高压工程也已逐步展开，我国电网建设已进入特高压电网建设与发展的新时代。如何在采用特高压输电技术的同时进一步节约输电走廊，成为当今输电技术领域的一个重要研究课题。紧凑型输电技术可进一步增大输送容量，减少输电走廊，增加单位走廊的输送容量。十多年来，我国先后完成了 220kV、500kV、330kV、750kV紧凑型线路的研究和设计工作，已经建成的紧凑型线路产生了良好的经济和社会效益。将紧凑型输电技术应用于特高压电网建设中已成为解决这一课题的重要手段。
发明内容
本发明的目的是从保护环境的角度出发，总结国内外研究成果建立了 IOOOkV交流特高压电磁环境各参数的模型，计算分析获得满足电磁环境要求的IOOOkV交流特高压单回紧凑型10分裂导线相间距离确定方法。为了实现上述目的，本发明的具体步骤是第一步骤确定电磁环境的限值，包括工频电场、工频磁感应强度、可听噪声和无线电干扰(1)工频电场邻近民房时，房屋所在位置的场强限定在4kV/m内；对于一般地区， 场强限定在7kV/m内；跨越农田时，场强限定在10kV/m内；对于人烟稀少的偏远地区，场强限定在15kV/m内；(2)工频磁感应强度限值为0. ImT ；(3)可听噪声控制指标为L5055dB(A)；(4)无线电干扰好天气下，距边相导线投影20m处，频率为0. 5MHz的无线电干扰不大于 55dB(yV/m)；第二步骤采用国际上输电线路环境领域公认的计算方法建立电磁环境各参数计算模型(1)工频电场采用工程上在计算高压输电线下空间电场的分布常有的等效电荷法；(2)工频磁感应强度由于工频情况下电磁场的准静态性，线路的磁场仅由电流产生，把安培定律应用于各载流导线，并将计算结果叠加，可求出导线周围的工频磁感应强度；(3)可听噪声采用美国BPA公式计算输电线路的可听噪声；(4)无线电干扰采用激发函数法计算多分裂导线的无线电干扰的公式建立计算模型；第三步骤选取10分裂导线及其分裂间距从满足输送容量同时节约导线材料考虑，选取10分裂导线；导线分裂间距的选取要考虑分裂导线的次档距振荡和电气两个方面的特性；第四步骤对选取的10分裂导线结构等边倒三角布置的电磁环境进行计算分析， 得到满足环境限值的10分裂导线最小相间距离。特高压交流示范工程的投运和后续环保实测表明，采用本发明的计算方法确定的导线结构和布置是满足环保要求的，本发明的成果可应用于今后特高压领域单回紧凑型等边倒三角布置的10分裂导线设计和建设中。
本发明采用10分裂导线10XLGJ-500/35或10 X LGJ-630/45情况下图1为10分裂导线倒三角布置不同相间距离的地面最大场强图。图2为10分裂导线倒三角布置不同相间距离时场强大于4kV/m的区域宽图。图3为10分裂导线倒三角布置不同相间距离的可听噪声图。图4为10分裂导线倒三角布置不同相间距离的无线电干扰图。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明，但该实施例不应理解为对本发明的限制。综合国内外研究成果和环保要求，IOOOkV紧凑型线路各项环境参数控制值如下(1)工频电场邻近民房时，房屋所在位置的未畸变电场限值为4kV/m ；对于一般地区，如公众容易接近的地区、线路跨越公路处，场强限定在7kV/m内；跨越农田时，场强限定在10kV/m内；对于人烟稀少的偏远地区，非大众活动区域或偶尔有人经过的区域，场强限值可放宽至15kV/m。(2)工频磁感应强度的限值为0. ImT。(3)可听噪声控制指标为L5055dB (A)。(4)好天气下，距边相导线投影20m处，频率为0.5MHz的无线电干扰不大于 55dB(μ V/m)。对满足电磁环境要求的相间距离进行计算时，由于导线对地高度的提高对减小工频电场的效果非常明显，因此主要考虑将电场控制在10kV/m时的导线对地高度。采用国际上输电线路环境领域公认的计算方法建立电磁环境各参数计算模型；对于电磁环境的四个指标工频电场、工频磁感应强度、可听噪声、无线电干扰，工频电场采用工程上在计算高压输电线下空间电场的分布常有的等效电荷法；由于工频情况下电磁场的准静态性，线路的磁场仅由电流产生。把安培定律应用于各载流导线，并将计算结果叠加， 可求出导线周围的磁感应强度；由于美国BPA推荐的预测公式是根据各种不同的电压等级、分裂方式的实际试验线路上长期实测数据推导出来的，并利用这些预测公式的结果与其它输电线路的实测结果作了比较，比较结果说明，预测值与实测值之间的绝对误差绝大多数在IdB之内。因此，认为该公式具有较好的代表性和准确性。因此这里采用美国BPA 公式计算输电线路的可听噪声；特高压紧凑型由于导线结构复杂，分裂数较多(不少于8分裂)，采用的cisrais-3的推荐的利用激发函数法计算多分裂导线(>4分裂)的无线电干扰的公式建立计算模型。对工频电场、磁感应强度、可听噪声和无线电干扰分别采用上述公式编制相关的计算程序。对于导线结构的选取，要根据特高压输送容量、负荷特性及国内外输电线路的运行情况综合选取。IOOOkv特高压输电线路的额定输送容量约6500MW，额定电流约3950A， 根据电流密度参考值为0. 9A/mm2，得到导线总铝截面为4390mm2，该值作为导线总截面的参考值。同时从750kV及以下电压等级紧凑型输电发展规律看，紧凑型输电线路较常规输电线路其分裂数一般增加2分裂，因此选取10分裂导线进行研究。从满足输送容量同时节约导线材料考虑，选取了 10XLGJ-500/35、10XLGJ-630/45(下文分别简写作10X500、 10X630)进行分析。导线分裂间距的选取要考虑分裂导线的次档距振荡和电气两个方面的特性。综合考虑后，上述两种导线分裂间距取400mm。对上述两种导线结构特高压紧凑型等边倒三角布置相间距离iaii 15m下相导线最低高度20m 30m时的工频电场、磁感应强度、可听噪声和无线电干扰进行了计算。计算结果表明，相间距离和对地高度变化时磁感应强度在9. 45 21. 23 μ Τ,小于100 μ T要求， 因此下文可以不作考虑。同时在下相最低高度20m，地面最大电场强度一般小于10kV/m，即使场强略大于10kV/m，提高导线对地高度少许后(一般不大于Im)，场强很容易降到10kV/m 以下，同时导线对地高度提高不超过Im对可听噪声和无线电干扰的影响很小，而随导线对地高度的增加，地面电场强度减小，可听噪声和无线电干扰也随之减小。因此，下面以下相导线最低高度20m，对电磁环境的各项指标进行分析。IOOOkV单回紧凑型等边倒三角布置采用10X500、10X630导线，下相导线最低高度20m，相间距离1 ! 15m时电场强度最大值、场强大于4kV/m的区域宽、边相外20m的可听噪声和无线电干扰分别见图1 图4所示。由图1 图4可知，在下相导线最低高度20m时，电场强度小于10kV/m，为使电磁环境各项指标均满足限值要求，IOOOkV单回紧凑型等边倒三角布置采用10X 500、10X630 导线的相间距应分别不小于14. 9m、13. 2m，取上述最小值时场强大于4kV/m的区域宽度依次为 35. 3m、34. 4m。因此，满足电磁环境要求的IOOOkV单回紧凑型等边倒三角布置采用10X500、 10X630导线，分裂间距400mm，相间距离应分别不小于14. 9m、13. &ι。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
权利要求
1. 一种交流特高压单回紧凑型10分裂导线相间距离确定方法，其具体步骤是 第一步骤确定电磁环境的限值，包括工频电场、工频磁感应强度、可听噪声和无线电干扰(1)工频电场邻近民房时，房屋所在位置的场强限定在4kv/m内；对于一般地区，场强限定在7kV/m内；跨越农田时，场强限定在10kV/m内；对于人烟稀少的偏远地区，场强限定在 15kV/m 内；(2)工频磁感应强度限值为0.ImT ；(3)可听噪声控制指标为L5055dB(A)；(4)无线电干扰好天气下，距边相导线投影20m处，频率为0.5MHz的无线电干扰不大于 55dB(μ V/m)；第二步骤采用国际上输电线路环境领域公认的计算方法建立电磁环境各参数计算模型(1)工频电场采用工程上在计算高压输电线下空间电场的分布常有的等效电荷法；(2)工频磁感应强度由于工频情况下电磁场的准静态性，线路的磁场仅由电流产生， 把安培定律应用于各载流导线，并将计算结果叠加，可求出导线周围的工频磁感应强度；(3)可听噪声采用美国BPA公式计算输电线路的可听噪声；(4)无线电干扰采用激发函数法计算多分裂导线的无线电干扰的公式建立计算模型；第三步骤选取10分裂导线及其分裂间距从满足输送容量同时节约导线材料考虑选取10分裂导线；导线分裂间距的选取要考虑分裂导线的次档距振荡和电气两个方面的特性；第四步骤对选取的10分裂导线结构等边倒三角布置的电磁环境进行计算分析，得到满足电磁环境限值的10分裂导线最小相间距离。
全文摘要
本发明涉及一种满足电磁环境要求的交流特高压单回紧凑型10分裂导线相间距离的确定方法，其方法是首先总结确定电磁环境限值，采用国际上输电线路环境领域公认的计算方法建立电磁环境各参数计算模型，再综合考虑选取适当的10分裂导线及其分裂间距，最后对选取的10分裂导线结构等边倒三角布置的电磁环境进行计算分析，得到满足环境限值的10分裂导线最小相间距离。本发明的成果可应用于今后特高压领域单回紧凑型等边倒三角布置的10分裂导线设计和建设中。
文档编号G06F17/50GK102254071SQ20111021336
公开日2011年11月23日 申请日期2011年7月28日 优先权日2011年7月28日
发明者万保权, 倪园, 张业茂, 谢辉春 申请人:国网电力科学研究院