[發明專利]特高壓直流輸電線路與無線臺站之間防護間距的確定方法

無效

• 申請號: 201110266401.8
• 申請日: 2011-09-09
• 公開（公告）號: CN102435873A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 鄔雄;張建功;唐波;干喆淵;劉興發
• 申請（專利權）人: 國網電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰

技術領域

本發明屬于高壓輸變電工程電磁兼容領域，具體地講是一種±800kV特高壓直流輸電線路與無線臺站之間防護間距的確定方法。

背景技術

為了滿足我國經濟社會可持續發展的用電需求，建設以特高壓電網為核心的加強電網已成為國家電力建設的戰略目標。在采用長距離、大容量輸電時，特高壓輸電能夠有效地節省線路走廊、有助于改善網絡結構、減少輸電瓶頸和實現大范圍的資源優化配置，經濟和社會效益十分明顯。但特高壓的電磁環境不同于500kV線路，國家標準尚未有±800kV特高壓直流輸電線路對鄰近無線電臺站防護間距的標準，這不但給直流輸電工程的路徑選擇和工程造價增加很多不確定的因素和不必要的困難，而且也可能影響臨近無線電臺站的正常工作，因此研究±800kV特高壓直流輸電線路對線路附近無線臺站的影響，確定防護距離顯得非常必要。

高壓架空輸電線路對無線電臺站可能形成的干擾分為有源干擾和無源干擾。有源干擾是由在導線和大地間形成的干擾電磁場產生的，主要來自導線的電暈放電；無源干擾是指高壓架空導線和鐵塔受無線電信號的電磁場激勵產生伴生電流，并向空間輻射，此二次輻射將改變原無線電信號的幅值和相位。

目前對于有源干擾已有成熟的計算模型，但對無源干擾的研究工作還很有限。專利200710168958.1的“特高壓交流線路與短波無線電測向臺間防護距離確定方法”和專利200710168959.6的“特高壓交流線路與中波導航臺間防護距離確定方法”針對特高壓交流線路與臨近具體臺站之間的防護距離求解方法進行了闡述，計算采用的是傳統意義上的輸電線路無源干擾線模型，適用的無線電頻率不超過16.7MHz。為解決線模型無法應用于16.7MHz以上的無源干擾求解問題，更好地體現線路鐵塔局部特征并保證感應電流的連續性，專利200710168958.1和專利200710168959.6采用輸電線路無源干擾線模型進行求解。從線模型的相關理論上看，存在如下問題：

1)從線模型的等效前提看，Hallen方法僅研究了截面為正方形和條形的導體等效成線模型的問題，并未研究類似于鐵塔角鋼橫截面為型的導體等效問題。因此，鐵塔角鋼等效成線模型時，線模型的半徑取值多少還需要斟酌。當前國內研究特高壓交流輸電線路無源干擾問題時，角鋼半徑等效為0.05m。

2)從線模型電場積分方程的推導過程看，采用線模型的前提是認為輸電線路各導體的感應電流都完全集中在導線軸線上，且只沿軸向方向分布，這和實際情況有一定差異。

3)從線模型無源干擾水平的計算過程看，采用脈沖基函數對感應電流進行離散也會引起計算偏差。采用脈沖基函數其實人為地定義了線模型各線單元上的電流是不連續的，即認為線單元中心的電流為常數，而分段的邊界處電流為0，從而破壞了感應整體電流分布的連續性；同時，還破壞了實際感應電流函數的微分特性，用脈沖基函數展開的近似函數是零階可導，并且在子域邊界為無窮大。因此，為精確表達連續光滑的函數，必須將子域劃分的非常細，即必須將輸電線路鐵塔、導線和地線線模型劃分地非常細。然而，對于以百米為單位的輸電線路線模型來說，過細的線單元劃分將造成線單元數量過大，未知函數感應電流的數目將過多，計算機無法完成按矩量法展開后的矩陣運算。

4)從天線原理的角度看，過粗的等效圓柱天線上的電流與理想無限細天線上的電流不同。根據NEC軟件的計算建議，線模型劃分大量的線單元后，線單元的長度一般不超過0.1λ。隨著激勵頻率的升高，線模型劃分單元后的線單元長度縮短，從而造成線單元長徑比(l/a)過小的線單元數量增多。這種過粗的線單元已不是理想天線導體，感應電流呈駐波出現，已不符合實際感應電流形式。顯然，頻率越高，出現駐波電流的過粗線單元數目也將越多，造成計算結果的偏差越來越大。

本發明提出了建立基于三角面元的特高壓直流線路角鋼鐵塔面模型的方法，并以此為基礎，制定了特高壓直流輸電線路對各類無線電臺站無源干擾防護間距的求解方法。

發明內容

本發明的目的是從分析無源干擾產生的機理出發，建立了基于RWG基函數和伽略金檢驗的輸電線路無源干擾水平求解的鐵塔面模型，從而提供一種特高壓直流輸電線路與無線臺站之間防護間距的確定方法。

為了實現上述目的，本發明所采用的方法是：