CN110532690A - 一种确定输电线路屏蔽网格数量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种确定输电线路屏蔽网格数量的方法，通过获取的带电输电线路参数、地线参数、输电线路沿线土壤电阻率参数、带电运行输电线路运行数据、屏蔽网格数量等电气参数，基于CDEGS软件建立输电线路仿真模型和屏蔽网模型，计算出屏蔽网不同网格数量时输电线路下方电场强度数值，并根据场强数值确定最优的屏蔽网格数量。通过本发明的方法确定出最优网格数量并对输电线路进行屏蔽网的设置，对输电线路下方的居民正常生活提供了有力的保障。

Description

一种确定输电线路屏蔽网格数量的方法

技术领域

本发明属于电力系统电磁兼容仿真计算领域，特别地涉及一种确定输电线路屏蔽网格数量的方法。

背景技术

随着我国电力工业的发展和城镇化建设规模的不断扩大，架空输电线路越来越接近公众活动区域，甚至进入市区，线路引起的电磁污染必然会对住在沿线附近的居民产生影响。对于已经建成投运的输电线路，调整其各种线路参数一般都是较难实现的。因此，当需要降低线路下方场强，尤其是人员活动频繁或有特殊需要而必须将输电线下方场强控制在很低数值的一些地方，此时可在相导线与地面之间安装屏蔽线或屏蔽网来抑制电场强度。目前大都数研究都集中在架设屏蔽线或屏蔽网对地面电场强度的改善，但少有对屏蔽线或屏蔽网格数量对改善地面电场强度效果的研究。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明在研究输电线路的屏蔽网网格数量对下方电场的影响基础上，确定出对下方电场屏蔽效果最好的最优网格数量，从而对输电线路下方的居民正常生活提供了有力的保障。

一种确定输电线路屏蔽网格数量的方法，包括如下步骤：

步骤1.获取电气基本参数，包括输电线路参数、地线参数、输电线路沿线土壤电阻率参数、带电运行输电线路运行数据、屏蔽网格数量；

步骤2.结合步骤1获取的电气基本参数，设置CDEGS软件中的输电线路相关数据，建立输电线路仿真模型；根据获取的带电运行输电线路运行参数，在带电运行输电线路两端建立电压源和电流源；在CDEGS中输入屏蔽网格数据并构造其模型；

步骤3.根据步骤2最终建立的模型仿真计算出屏蔽网不同网格数量时输电线路下方电场强度数值，并根据场强数值确定最优的屏蔽网格数量。

进一步，模型在建立时考虑带电输电线路的电压、电流、弧垂、高度。

进一步，建立的模型都是基于圆柱形导体直线段的。

进一步，当被屏蔽网格屏蔽的输电线路下方地面电场强度降低到未屏蔽时的50％时，将此时的屏蔽网格的数量作为该输电线路屏蔽网的最优网格数量。

本发明的有益效果在于：本发明可以克服现有技术的不足，研究屏蔽网网格数量对下方电场的影响，确定出最优网格数量，对输电线路下方的居民正常生活提供了有力的保障。

附图说明

图1是本发明建立的带电输电线路模型和屏蔽网模型；

图2是本发明方法中基于CDEGS建立的模型下不同屏蔽网格数量时被屏蔽的输电线路下方场强的大小。

具体实施方式

下面结合附图对本发明技术方案作进一步详细描述。

本发明结合CDEGS软件来对输电线路的感应电流和感应电压进行仿真计算。

CDEGS软件是由加拿大SES公司开发，是解决电力系统接地、电磁场和电磁干扰等工程问题的工具软件。本发明将输电线路实际情况与CDEGS软件结合，综合考虑线路走向、弧垂、土壤电阻率等因素，建立输电线路模型，能够更为准确地计算屏蔽网下方电场的大小。

一种确定输电线路屏蔽网格数量的方法，包括如下步骤：

步骤1、获取电气基本参数。

这些参数包括输电线路参数、地线参数、带电运行线路运行数据、屏蔽网网格数量等。

其中，输电线路参数包括输电线路型号、组合导线的内外半径、分裂数、分裂间距、弧垂、相序等。带电运行线路运行数据包括线路电压等级、电流数据等。计算屏蔽网下方场强时，屏蔽网格数量，例如为1×1、2×10、4×10或40×40网格。

步骤2、搭建CDEGS模型。

本发明是结合CDEGS软件建模，建立的是带电输电线路和屏蔽网的模型，建立的时候考虑了带电输电线路的电压、电流、弧垂、高度以及土壤电阻率等主要影响地面电场强度的因素。结合步骤1获取的电气基本参数，设置CDEGS软件中的输电线路相关数据，打开系统设置，将导体类型、涂层类型、导体电流、激励输入，计算输电线路每段导体的首端末端坐标、输入到主接地导体表中；打开土壤类型，选择均匀土壤，输入土壤电导率(土壤电阻率为实际现场测得数据)；根据获取的带电运行输电线路运行参数，在带电运行输电线路两端建立电压源和电流源，如此建立了输电线路仿真模型。

同样的，在CDEGS中输入屏蔽网线路参数，打开系统设置，将计算好的屏蔽网导体首端末端坐标输入到主接地导体表中，构造屏蔽网模型，建立屏蔽网模型时不用设置导体类型、涂层类型、导体电流以及激励，只需要设置导体首端末端坐标即可。

在CDEGS中计算电磁场时，所建立的模型都是基于圆柱形导体直线段的，可以定义导体的材料、半径、长度、电阻率等参数，还可以定义空心导体及带绝缘层的导体等，但这些都是基于线状导体的，对于面状或体状的金属设备是无法进行模拟的。根据这一特点，CDEGS软件中HIFREQ模块只能对高压带电线路建模，忽略了对于避雷器、互感器、断路器等设备的影响。HIFREQ模块中自带了SESCAD辅助模块，SESCAD是一个允许按一定的尺寸创建、修改、查看复杂的接地网络和地面上的金属结构的CAD程序，它可以用于建立HIFREQ的导体网络的图形工具。

根据SESCAD中的三维坐标系，计算出模型结构的坐标，导入数据库，还可以考虑输电线路弧垂的影响，可更为准确的反应实际线路。也可按照h_p＝h_x-2f/3计算出导线对地平均高度h_p，其中h_x是悬挂点对地平均高度，f为导线计算弧垂。

根据带电线路运行电压和输送功率，计算电压的相电压有效值和电流的相电流有效值，其计算方法为：

P＝3U_phI_phcosθ或

如1000kV输电线路，输送功率5600MW，功率因数0.95时，根据计算公式，CDEGS建模时电压源设置为577350.3V，电流源设置为3403.3A。三相输电线路则需要定义相序角度，在建立导体时根据实际线路相序选择激励源。

依据步骤2建立的带电输电线路模型和屏蔽网模型，并根据实际线路运行电压和输送功率计算电压源和电流源，选择对应的线路相序即可完成模型建立。如图1所示为建立的输电线路模型和屏蔽网模型。图中右侧是特高压双回输电线路模型，左下方是屏蔽网模型。

步骤3、计算屏蔽网下方的电场强度并确定最优屏蔽网格数量。

根据步骤2建立的模型仿真计算出屏蔽网不同网格数量时输电线路下方电场强度数值。本发明中用以计算距离地面1.5m水平沿线的电场强度，并对加设屏蔽网前后电场强度进行比较。图2是本发明方法中基于CDEGS建立的模型下不同屏蔽网格数量时屏蔽网下方场强的大小。从附图2及理论来看，屏蔽网格数量越多对输电线路下方电场的屏蔽效果越好，但是从实际情况来看，当网格数量达到一定数量时，对电场强度的改善已影响不明显，达到饱和。如果此时继续增加网格数量的意义则很小，本发明中按照将地面电场强度降低到未设置屏蔽网时的50％作为依据，来决定选择改善地面电场强度效果最好的网格数量。也即当地面电场强度降低到50％时，其屏蔽网格的数量为最优网格数量。

需要强调的是，本发明上述描述都是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种确定输电线路屏蔽网格数量的方法，包括如下步骤：

步骤1.获取电气基本参数，包括输电线路参数、地线参数、输电线路沿线土壤电阻率参数、带电运行输电线路运行数据、屏蔽网格数量；

步骤2.结合步骤1获取的电气基本参数，设置CDEGS软件中的输电线路相关数据，建立输电线路仿真模型；根据获取的带电运行输电线路运行参数，在带电运行输电线路两端建立电压源和电流源；在CDEGS中输入屏蔽网格数据并构造其模型；

步骤3.根据步骤2最终建立的模型仿真计算出屏蔽网不同网格数量时输电线路下方电场强度数值,并根据场强数值确定最优的屏蔽网格数量。

2.根据权利要求1所述的一种确定输电线路屏蔽网格数量的方法，其特征在于，所述模型在建立时考虑带电输电线路的电压、电流、弧垂、高度。

3.根据权利要求1所述的一种确定输电线路屏蔽网格数量的方法，其特征在于，所建立的模型都是基于圆柱形导体直线段的。

4.根据权利要求1所述的一种确定输电线路屏蔽网格数量的方法，其特征在于，当被屏蔽网格屏蔽的输电线路下方地面电场强度降低到未屏蔽时的50％时，将此时的屏蔽网格的数量作为该输电线路屏蔽网的最优网格数量。