超高压输电线路电磁环境预测模型的研究

【摘要】：随着我国电力工业的飞速发展和城镇规模的不断扩大,许多超高压输电线路已穿越城镇,深入居民区。超高压输电线路产生的电磁污染环境问题越来越受到人们的关注。 通过对各类电磁场计算方法的分析、比较,选择了模拟电荷法、矩量法和毕奥-萨伐尔定律作为超高压输电线路电磁环境预测模型的推导方法。重点阐述了模拟电荷法的基本原理和计算步骤；基于加权余量法阐述了矩量法的构造和在静电场问题中的应用步骤；介绍了毕奥-萨伐尔定律的基本原理。 在上述基础上,着重对以下几个方面进行了研究：分析了国际大电网会议推荐的工频电磁场二维计算模型存在的不足,基于模拟电荷-矩量法建立了考虑导线档距、弧垂、和大地介电常数的工频电场三维计算数学模型；基于毕奥-萨伐尔定律建立了考虑导线弧垂的超高压输电线路工频磁感应强度三维预测数学模型。 与国际大电网会议推荐的二维电磁场计算模型相比,本研究所建立的三维电磁场模型考虑了大地介电常数和导线形状对场强的影响,在一个档距内场强值由档距中央向两侧衰减,而二维电磁场计算模型的结果是恒定值,这表明三维电磁场模型的计算结果更符合实际情况。 以Mathematica为开发工具编制了超高压输电线路三维电场、磁场模型计算程序,并通过实际监测数据验证了计算程序的合理性和实用性；分析了超高压输电线路工频电场强度和工频磁感应强度的影响因素及降低场强的措施,计算分析结果可为超高压输电工程的环境影响评价工作提供参考。