高压交直流并行导线下的电晕电流脉冲时域特性研究

摘要

高压交流及直流输电线路同走廊架设是一种节约土地资源、提高走廊输电容量的有效方法。随之而来的是新的电磁环境问题，其中很重要的一方面是由输电线路电晕放电产生的无线电干扰问题。论文针对该新型输电方式下的无线电干扰的源头，即电晕电流脉冲，研究了邻近交直流导线影响下的电晕电流脉冲时域特性。围绕电晕电流脉冲时域特性，同时对电晕电流脉冲的测量方法、无线电干扰接收机的准峰值响应特性、电晕电流脉冲与地面离子流波形的关系等方面开展了相关的研究。本文的研究成果可以为交直流并行线路下的无线电干扰预测和分析提供有益的参考。
　　首先，对比研究了两种低电位下的电晕电流脉冲测量方法。基于室内小型电晕笼，分别从试验导线侧以及笼体侧测量获得了相应的电晕电流脉冲波形。对两种测量方式下的电晕电流脉冲波形进行了对比，并获得了匹配电阻对电晕电流脉冲波形的影响规律。针对两种测量方法下的电晕电流脉冲传播过程分别建立了电路模型和传输线模型，并验证了模型的有效性。基于建立的模型对两种测量方法进行了系统的对比和分析，明确了两种测量方法之间的关联关系。
　　其次，基于搭建的电晕笼实验平台，对交直流并行导线下的正负极性直流电晕电流脉冲以及交流电晕电流脉冲的时域特性进行了系统地研究。分别对电晕电流脉冲的分布模式、波形参数、重复频率、起始特性、二次脉冲的时间间隔、脉冲峰值的分布以及其它效应进行了分析，获得了交直流并行导线下的电晕电流脉冲时域特性。同时基于电晕放电的离子云模型，分析和推导了邻近的交流导线对负极性电晕电流脉冲时间间隔的调制效应。
　　最后，鉴于本文试验中观测到的交直流导线并行时会明显影响电晕电流脉冲分布模式与重复频率的现象，建立了准峰值检波模式下的EMI接收机数值模型，分析了电晕电流脉冲分布模式、峰值、重复频率等参数的变化对接收机准峰值检波结果的影响规律。与此同时，为了建立电晕电流脉冲与地面离子流之间的关系，开展了线板电极下电晕电流脉冲与离子流时域波形的同步测量试验，发现了电晕电流脉冲与地面离子流波形之间的关联关系，并提出了一种基于电晕电流脉冲计算地面离子流的方法。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 电晕电流脉冲的产生机理

1．2．2 电晕电流脉冲的测量方法

1．2．3 交直流叠加电场下的电晕电流特性

1．2．4 交直流并行线路下的无线电干扰预测方法

1．3 论文的主要研究内容

第2章 电晕电流脉冲测量方法的确定

2．1 引言

2．2 测量系统的基本结构

2．3 测量系统有效性的验证

2．3．1 实验布置

2．3．2 测试结果

2．4 两种低压侧电晕电流脉冲测量方法的对比

2．4．1 实验平台及两种测量方法

2．4．2 测量结果

2．4．3 测量结果的分析

2．5 本章小结

第3章 邻近直流导线下的交流电晕电流脉冲时域特性

3．1 引言

3．2 实验平台

3．2．1 平台布置及电气连接

3．2．2 匹配电阻的确定

3．3 正极性直流导线对交流电晕电流脉冲的影响

3．3．2 脉冲波形参数

3．3．3 重复频率

3．4 负极性直流导线对交流电晕电流脉冲的影响

3．4．1 脉冲分布模式

3．4．2 脉冲波形参数

3．4．3 重复频率

3．5 分析与讨论

3．5．1 邻近直流导线对交流电晕电流脉冲波形参数的影响

3．5．2 邻近的负极性直流电压对交流正半周电晕电流脉冲起始电压的影响

3．6 本章小结

第4章 邻近交流导线下的直流电晕电流脉冲时域特性

4．1 引言

4．2 实验布置

4．3 交流导线对正极性电晕电流脉冲的影响

4．3．1 脉冲分布模式

4．3．2 脉冲波形参数

4．3．3 重复频率

4．3．4 二次脉冲时间间隔

4．3．5 脉冲峰值的分布

4．3．6 试验结果的讨论和分析

4．4 交流导线对负极性电晕电流脉冲的影响

4．4．1 脉冲分布模式

4．4．2 脉冲起始特性

4．4．3 脉冲波形参数及重复频率

4．4．4 脉冲时间间隔的调制效应

4．4．5 交直流叠加电场下的负极性电晕电流脉冲起始预测

4．4．6 基于离子云模型的脉冲时间间隔调制效应的分析

4．5 本章小结

第5章 无线电干扰及离子流与电晕电流脉冲的关系

5．1 引言

5．2 不同电晕电流脉冲参数下无电线干扰接收机准峰值响应特性的数值模拟

5．2．1 EMI接收机的结构及数学模型

5．2．2 输入信号的重构

5．2．3 模型的有效性验证

5．2．4 仿真结果

5．3 地面离子流与电晕电流脉冲的关系

5．3．1 实验平台

5．3．2 单个电晕电流脉冲及离子流波形

5．3．3 脉冲峰值与离子流波形阶跃值之间的关系

5．3．4 基于电晕电流脉冲及典型离子流波形的地面离子流波形的仿真

5．4 本章小结

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文及其它成果

攻读博士学位期间参加的科研工作

致谢

作者简介