[發(fā)明專利]直流輸電線路對(duì)地磁場觀測干擾水平的確定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110267781.7
• 申請(qǐng)日: 2011-09-09
• 公開（公告）號(hào): CN102435875A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張小武;唐波;干喆淵;劉興發(fā)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00
• 代理公司: 武漢開元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高壓輸變電工程電磁兼容和地球地磁場監(jiān)測交叉領(lǐng)域，具體地講是一種根據(jù)直流輸電線路不平衡電流的變化，精確求解直流輸電線路對(duì)地磁場觀測干擾水平的確定方法。?

背景技術(shù)

我國處于地震活動(dòng)多發(fā)區(qū)域，遍布各地的地震地磁監(jiān)測臺(tái)承擔(dān)著預(yù)報(bào)和監(jiān)測地震活動(dòng)的重要任務(wù)，通過觀察地磁場變化來監(jiān)視地質(zhì)活動(dòng)。正常運(yùn)行狀態(tài)下的直流輸電線路所產(chǎn)生的直流磁場與地磁場信號(hào)不易分辨，但如果改變輸送電流，在雙極運(yùn)行和單極運(yùn)行間切換，或者線路正常運(yùn)行出現(xiàn)故障，則可能引發(fā)沿線近萬平方公里內(nèi)的直流磁場水平的突變。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，將建設(shè)越來越多的特高壓直線線路，電磁干擾影響的范圍也將越來越大，對(duì)地磁臺(tái)站的觀測也會(huì)產(chǎn)生更多的干擾；同時(shí)，新建線路的路徑選擇也將不可避免的受到地磁觀測臺(tái)站防護(hù)距離的限制。如何協(xié)調(diào)兩者之間的關(guān)系，找出更合適的防護(hù)距離和干擾的解決辦法，是目前亟待解決的現(xiàn)實(shí)問題。?

目前，國內(nèi)外對(duì)直流線路和地磁之間的關(guān)系，研究最多還是在由于地磁改變產(chǎn)生的直流電流對(duì)電網(wǎng)的影響方面，而對(duì)直流線路干擾地磁臺(tái)站觀測的研究很少。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是根據(jù)直流輸電線路上不平衡電流是影響地磁觀?測根本原因的觀點(diǎn)，建立了考慮大地曲率半徑和線路拐角的極導(dǎo)線電流磁場模型，提出了直流線路電流磁場矢量投影到垂直于地面方向(地磁場Z分量方向)的計(jì)算方法，從而提出一種直流輸電線路對(duì)地磁觀測干擾水平的確定方法。?

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的方法是：?

一種直流輸電線路對(duì)地磁觀測干擾水平的確定方法，該方法獲取直流輸電線路各桿塔經(jīng)緯度和海拔坐標(biāo)，以桿塔為點(diǎn)，將線路劃分為多條線段，建立直流線路空間三維磁場計(jì)算模型；根據(jù)線路不平衡電流數(shù)值，計(jì)算對(duì)給定經(jīng)緯度和海拔坐標(biāo)的地磁觀測臺(tái)站的干擾影響，?

其具體步驟是：?

第一步驟：輸入直流輸電線路各桿塔的經(jīng)緯度坐標(biāo)和海拔，輸入地磁觀測臺(tái)的地磁觀測儀器的經(jīng)緯度坐標(biāo)和海拔；?

第二步驟：將經(jīng)緯度坐標(biāo)和海拔通過大地坐標(biāo)和地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化公式，以線路桿塔為節(jié)點(diǎn)，以線路檔距為線段，考慮大地曲率半徑，以經(jīng)度為x橫坐標(biāo)，緯度為y坐標(biāo)，海拔為z坐標(biāo)，建立多分裂導(dǎo)線多線段的線路電流磁場空間三維計(jì)算模型；?

第三步驟：以地球球心和地磁臺(tái)站為原點(diǎn)，建立2個(gè)直角坐標(biāo)系，根據(jù)方向向量之間的正交關(guān)系，求出直流線路磁場矢量在地磁臺(tái)站處地磁觀測方向(如垂直于地面方向，地磁場Z分量方向)的單位向量；?

第四步驟：輸入某時(shí)刻該直流線路不平衡電流值，求得該時(shí)刻線路在地磁臺(tái)站處的電流磁場矢量，根據(jù)第三步驟求出的單位向量，求得線路對(duì)該地磁臺(tái)站地磁觀測Z分量的干擾水平。?

附圖說明

圖1為本發(fā)明直流輸電線路單個(gè)檔距空間磁場計(jì)算模型示意圖。?

圖2為本發(fā)明直流輸電線路按檔距分段空間磁場計(jì)算模型示意圖。?

圖3為本發(fā)明地磁觀測點(diǎn)(地磁臺(tái))坐標(biāo)系與地球地心坐標(biāo)系示意圖。?

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但該實(shí)施例不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。?

本發(fā)明將直流輸電線路以桿塔為點(diǎn)，分為多條線段，分別求解每條線段在地磁觀測點(diǎn)處的電流磁場；然后根據(jù)磁場矢量疊加原理，得到整條線路在地磁觀測點(diǎn)處的電流磁場，以地磁觀測實(shí)際值減去電流磁場值，可得到實(shí)際的地磁場數(shù)值。?

如圖1所示，空間兩相鄰桿塔的位置分別為A、B，桿塔間線路為載流導(dǎo)線段AB，其所載電流為I，在三維直角坐標(biāo)系中端點(diǎn)A、B的坐標(biāo)為(x_a，y_a，z_a)和(x_b，y_b，z_b)，則在空間任一觀察點(diǎn)地磁臺(tái)站P(x₀，y₀，z₀)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為：?