CN110909299A - 一种确定同电压等级交流架空线路并行间距的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种确定同电压等级交流架空线路并行间距的方法，涉及架空输电线路设计工程领域，包括获取不同电压等级、不同相间距、不同风速下，多回线路并行时的电磁环境、电气安全距离和施工控制距离；得到不同电压等级下电磁环境、电气安全距离及施工方式控制间距的极大值，作为各电压等级下线路并行间距方程式；拟合各电压等级下并行间距方程式，用电压作为因变量，得到同电压等级交流架空线路并行间距方程式。本发明在满足线路电磁环境、电气安全距离和施工条件的同时尽量减小走廊范围，指导工程实践。

Description

一种确定同电压等级交流架空线路并行间距的方法
技术领域
本发明涉及架空输电线路工程设计领域，具体涉及一种确定同电压等级交流架空线路并行间距的方法。
背景技术
随着社会发展，用电需求与日俱增，电网的建设快速发展，多回架空输电线路共走廊已成必然趋势，快速有效地计算出多回线路允许并行间距对提高走廊利用率和指导工程建设具有重要意义。
目前国内外对单回路电磁环境的研究很多，特高压线路兴起后，对多回并行线路电磁环境的研究日渐增多。B.Ali Rachedi等人研究了6回60kV并行线路地面场强和磁场分布情况，中国电力科学研究院计算了特高压交直流线路同走廊时的电磁环境，兰州理工大学调查与研究了多回同走廊750kV线路的电磁环境，江苏辐环环境科技有限公司分析了500kV江晋线和江陵线并行时的电磁场分布规律，四川院对两回新建110kV线路并行的电磁环境进行了预测和研究。
国内外研究均针对具体的模型或工程进行计算，运用推广较为困难。推出一种确定多回交流线路并行间距的方法十分必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种确定同电压等级交流架空线路并行间距的方法，在满足线路电磁环境、电气安全距离和施工条件的同时尽量减小走廊范围，指导工程实践。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种确定同电压等级交流架空线路并行间距的方法，包括以下步骤：
获取不同电压等级、不同相间距、不同风速下，多回线路并行时的电磁环境、电气安全距离和施工控制距离；
得到不同电压等级下电磁环境、电气安全距离及施工方式控制间距的极大值，作为各电压等级下线路并行间距方程式；
拟合各电压等级下并行间距方程式，用电压作为因变量，得到同电压等级交流架空线路并行间距方程式。
作为本发明的进一步改进，所述电磁环境控制的并行间距，包括计算不同相间距下地面电场强度、地面磁感应强度、可听噪声和无线电干扰，得到不同相间距下电磁环境的控制因素。
作为本发明的进一步改进，所述电气安全距离控制的并行间距，包括不同风速、不同档距下线路杆塔同步和交错时，满足电气安全距离的最小并行间距。
作为本发明的进一步改进，所述施工控制距离控制的并行间距，包括不同施工方式下的最小并行间距。
作为本发明的进一步改进，所述不同电压等级是指110kV～1000kV，各电压等级下线路最小并行间距：
110kV架空线路：L＝2.22×S+22.15；
220kV架空线路：L＝2.18×S+23.06；
330kV架空线路：L＝2.16×S+27.15；
500kV架空线路：L＝2.19×S+39.03；
750kV架空线路：L＝2.15×S+55.80；
1000kV架空线路：L＝2.16×S+77.23。
其中，S指相间距。
作为本发明的进一步改进，同电压等级交流架空线路并行间距方程式：
L＝2.18×S+40.67×(U/1000)2+18.85×U/1000+18.16。
其中，U指电压等级。
基于以上方案，本发明具有如下有益效果：
本发明充分考虑了电磁环境、电气安全距离和施工因素对并行间距的影响，得到了同电压等级交流架空线路并行间距公式，为工程设计提供了便捷的方法，提高了工程建设的可靠性。在满足线路电磁环境、电气安全距离和施工条件的同时尽量减小走廊范围，指导工程实践。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明实施例提供的一种确定同电压等级交流架空线路并行间距方法的整体计算过程图；
图2为本发明的各电压等级下线路最小并行间距图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，为本发明实施例提供的一种确定同电压等级交流架空线路并行间距方法的整体计算过程图，包括以下步骤：
步骤1、计算不同电压等级、不同相间距、不同风速下，多回线路并行时的电磁环境、电气安全距离和施工控制距离。
确定110kV电压等级交流架空线路并行间距，确定220kV交流架空线路并行间距，确定330kV交流架空线路并行间距，确定500kV交流架空线路并行间距，确定750kV交流架空线路并行间距，确定1000kV交流架空线路并行间距，确定同电压等级交流架空线路并行间距方程。
具体过程为，采用逐次镜像法、国际无线电干扰特别委员会(CISPR)建议公式、《345kV及以上输电线路设计参考手册》预测公式和美国邦维尔电力公司经验公式计算架空线路并行时的地面电场强度、磁感应强度、无线电干扰和可听噪声。采用风偏角计算校验不同风速不同档距下并行线路间距的电气安全距离。通过改变施工方式使施工因素不控制并行间距。
步骤2、得到不同电压等级下电磁环境、电气安全距离及施工方式控制间距的极大值，作为各电压等级下线路并行间距方程式。
确定110kV电压等级交流架空线路并行间距，确定220kV交流架空线路并行间距，确定330kV交流架空线路并行间距，确定500kV交流架空线路并行间距，确定750kV交流架空线路并行间距，确定1000kV交流架空线路并行间距，确定同电压等级交流架空线路并行间距方程。
各电压等级下线路最小并行间距：
110kV架空线路：L＝2.22×S+22.15；
220kV架空线路：L＝2.18×S+23.06；
330kV架空线路：L＝2.16×S+27.15；
500kV架空线路：L＝2.19×S+39.03；
750kV架空线路：L＝2.15×S+55.80；
1000kV架空线路：L＝2.16×S+77.23。
步骤3、拟合各电压等级下并行间距方程式，用电压作为因变量，得到同电压等级交流架空线路并行间距方程式。同电压等级交流架空线路并行间距方程式：
L＝2.18×S+40.67×(U/1000)2+18.85×U/1000+18.16。
优选的电磁环境控制的并行间距，包括计算不同相间距下地面电场强度、地面磁感应强度、可听噪声和无线电干扰，得到不同相间距下电磁环境的控制因素。
进一步，电气安全距离控制的并行间距，包括不同风速，不同档距下线路杆塔同步和交错时，满足电气安全距离的最小并行间距。
进一步，施工控制距离控制的并行间距，包括不同施工方式下的最小并行间距。
本发明通过计算不同电压等级、不同相间距、不同风速下，多回线路并行时的电磁环境、电气安全距离和施工控制距离，得到110kV～1000kV架空线路并行间距最小值，拟合各电压等级下并行间距，得到同电压等级交流架空线路并行间距方程式。
以下通过具体实施例对发明内容进行详细说明。
实施例
在本发明实施例中，主要计算具体如下：
导线上的电荷Q可用电压和电位系数α的麦克斯韦方程式求得。
[Q]＝[α]-1[U]
其中，Q为电荷，α为电位系数，U为电压。
对于n相导线在空间点ρ产生的电场强度，采用叠加原理求得。
Figure BDA0002291946280000061
Figure BDA0002291946280000062
Figure BDA0002291946280000063
Figure BDA0002291946280000064
其中，Eρ为空间ρ点电场强度；
Figure BDA0002291946280000065
为空间ρ点电场强度向量；Eρv,，EρH分别为
Figure BDA0002291946280000066
垂直和平行于地面的分量；Eρvi,，EρHi分别为i导线上电荷在ρ点产生的垂直和平行于地面的电场强度分量；Qi，-Qi为i导线及其镜像上单位长度的电荷；x，y为ρ点平面坐标；xi为i导线的x坐标值；Hi为i导线的对地高度。
用安培环路定律计算导线电流在空间A点产生的磁场强度。
Figure BDA0002291946280000067
其中，
Figure BDA0002291946280000068
为第i根导线中的电流，h为导线架设高度，L为任意点与导线的水平距离。
4分裂及以下导线采用CISPR及国标GB/T 15707-2017《高压交流架空送电线路无线电干扰限值》的建议公式计算无线电干扰。导线分裂数大于4的架空线采用激发函数法预估线路的无线电干扰。
Figure BDA0002291946280000069
其中，ND为距线路边导线D处0.5MHz的RI电平；E为预估线路边导线表面最大电场强度有效值；r为单根导线半径；D为被干扰电距边导线的直接距离。
采用BAP预测公式计算可听噪声。
Figure BDA0002291946280000071
其中，SLA为A计权声级；Z为相数；Ri为测点至被测i相导线的距离；PWL(i)为i相导线的声功率级。
如图2所示，为本发明的各电压等级下线路最小并行间距图。
进一步，各电压等级下线路最小并行间距：
110kV架空线路：L＝2.22×S+22.15；
220kV架空线路：L＝2.18×S+23.06；
330kV架空线路：L＝2.16×S+27.15；
500kV架空线路：L＝2.19×S+39.03；
750kV架空线路：L＝2.15×S+55.80；
1000kV架空线路：L＝2.16×S+77.23。
进一步，拟合各电压等级下线路最小并行间距，得到各同电压等级交流架空线路并行间距方程式：
L＝2.18×S+40.67×(U/1000)2+18.85×U/1000+18.16。
例如，相间距S＝21m，电压U＝750kV单回路并行时，其最小并行间距为L＝101m。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种确定同电压等级交流架空线路并行间距的方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取不同电压等级、不同相间距、不同风速下，多回线路并行时的电磁环境、电气安全距离和施工控制距离；
得到不同电压等级下电磁环境、电气安全距离及施工方式控制间距的极大值，作为各电压等级下线路并行间距方程式；
拟合各电压等级下并行间距方程式，用电压作为因变量，得到同电压等级交流架空线路并行间距方程式。
2.根据权利要求1所述的一种确定同电压等级交流架空线路并行间距的方法，其特征在于，所述电磁环境控制的并行间距，包括计算不同相间距下地面电场强度、地面磁感应强度、可听噪声和无线电干扰，得到不同相间距下电磁环境的控制间距。
3.根据权利要求1所述的一种确定同电压等级交流架空线路并行间距的方法，其特征在于，所述电气安全距离控制的并行间距，包括不同风速、不同档距下线路杆塔同步和交错时的风偏距离，得到不同电压等级下电气安全距离控制间距，满足电气安全距离的最小并行间距。
4.根据权利要求1所述的一种确定同电压等级交流架空线路并行间距的方法，其特征在于，所述施工控制距离控制的并行间距，包括不同施工方式下，不同塔型下施工安全距离，对应的最小并行间距。
5.根据权利要求1所述的一种确定同电压等级交流架空线路并行间距的方法，其特征在于，所述不同电压等级是指110kV～1000kV，各电压等级下线路最小并行间距：
110kV架空线路：L＝2.22×S+22.15；
220kV架空线路：L＝2.18×S+23.06；
330kV架空线路：L＝2.16×S+27.15；
500kV架空线路：L＝2.19×S+39.03；
750kV架空线路：L＝2.15×S+55.80；
1000kV架空线路：L＝2.16×S+77.23；
其中，S指相间距。
6.根据权利要求1所述的一种确定同电压等级交流架空线路并行间距的方法，其特征在于，同电压等级交流架空线路并行间距方程式：
L＝2.18×S+40.67×(U/1000)2+18.85×U/1000+18.16；
其中，U指电压等级。
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