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高压输电线路电磁环境计算软件开发

樊亮  
【摘要】:由于我国国民用电需求迅速增长,输电网正向着大容量、大电流、高电压、远距离输电方向发展。同走廊多回平行和交叉等复杂输电线路越来越多。输电线路和变电站设施也越来越多出现人口聚集区。输配电设备产生的电磁环境越来越难以控制,引起了人们的广泛关注,也成为决定输电线路结构,影响建设费用的重要因素。所以十分有必要对输电线路的电磁环境进行数值分析。本文在二维直接边界元法和三维间接边界元法的基础上,计算比较二维模型和三维模型电场分布。分析研究交叉输电线路空间电场分布,以及改变相序和交叉角度时空间电场变化规律。推导了工频磁场在二维模型和三维模型下的计算公式,分析比较二维和三维模型空间磁场分布。并分析研究交叉输电线路空间磁场分布,以及改变相序和交叉角度时空间磁场变化规律。根据输电导线表面剖分单元的特点改进高斯积分精度。即针对长宽比值较大的单元,在比较长的方向上增加高斯点。这样能够在保证计算精度的前提下,减少剖分单元数目,整体提高了计算效率。建立杆塔三维模型,采用线-面混合边界元法和解析解公式有效的计算了输电杆塔附近导线表面电场强度。分析了输电杆塔对导线表面电场和空间电场的影响。在改进边界元算法的基础上开发了高压输电线路电磁环境计算软件。该软件整合了适合开域计算的边界元算法,具有方便、高效计算输电线路导线表面电场、可听噪声、无线电干扰、工频电场、工频磁场的功能。软件开发使用目前主流开发软件Microsoft Visual C++。它含有MFC基础类库,封装了大部分的windows API函数,具有界面友好、执行速度快和代码效率高等优点。同时C++支持面向对象的程序设计,具有良好的可重复性、可扩充性和可维护性等特点。


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