合肥市输变电工程电磁环境的仿真研究

摘要

随着社会经济的发展和城市规模的扩大，电力需求日益增加。但在我国，能源供应能力受到“两个不平衡”的制约因素。一是能源资源分布不均衡，能源资源在中东部较为稀少，与之相对的是西部地区非常丰富;另一个是区域经济发展不平衡，经济相对发达的中东部有更大的能源需求，而西部地区经济规模较小，对能源的需求相对不高。因为这种不平衡继续推动对中国的电网电压水平的提升，超高压、特高压输变电工程不断涌现。随着电网的发展，公众对环境和健康问题的关注程度越来越高，输变电工程的电磁环境越来越受到人们的重视。因此，需要对高压线路和变电站周围的电磁环境进行研究。
　　输变电工程的电磁环境影响参数主要包括四个方面:工频电场，工频磁场，无线电干扰和可听噪声。本文主要通过仿真研究输变电工程的工频电场和磁场。
　　(1)输变电工程周围电磁场的仿真计算。本文首先采用等效电荷法分别计算出不同电压等级的输电线下方的电场强度，并对特高压输电线路和某典型500kV变电站的电磁环境进行了仿真;其次对合肥地区的输电线路和变电站进行了测量，并从中得到电磁环境分布的一些规律。
　　(2)500kV交流架空线路下方的工频电场分布研究。本文比较了500kV两种典型线路杆塔下方的电场，研究表明常规型杆塔下方的场强较大。在此基础上，进一步研究了线路走廊附近的建筑物对电场的畸变影响，房屋场强的最大值出现在临近导线的墙体边缘，通常是房屋顶部以及阳台护栏的棱角处。此外，通过对特殊房屋（如带女儿墙的房屋、尖顶屋、联排别墅等）进行研究，结论可以为今后对高压线路附近进行建筑规划建设时提供参考依据。
　　(3)气象条件对工频电场分布影响的仿真研究。根据合肥地区的主要气象数据如温度、气压、湿度等因素对工频电场的影响进行仿真分析，可以发现气象条件对工频电场分布的有一定的影响，但可以忽略不计。
　　(4)人行道地下电缆电磁场分布仿真研究。通过研究发现对地下电缆的磁场分布能够产生影响的主要因素有:地表不同高度、电缆的负荷大小、电缆的空间位置（如埋设深度、相间距离、排列方式以及相序）、铺设方式等。通对对电缆沟内的110kV和220kV电缆进行仿真分析可以评估出人行道地下电缆工频电磁场水平是符合相应电磁场安全阈值的。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及研究的目的和意义

1．2 工频电磁场的有关限值和标准

1．3 高压输变电设施周围电磁场研究现状

1．3．1 高压输电线路周围电磁场分布

1．3．2 高压变电站周围电磁场分布

1．4 论文主要工作

第2章 输变电工程周围电磁场的仿真计算

2．1 架空线路下方电磁场的计算

2．2 高压输电线周围工频电场计算

2．3 高压输电线路周围电磁场测量

2．4 变电站周围电磁场的仿真计算

2．5 变电站周围电磁场的测量

2．6 本章小结

第3章 房屋对输电线路工频电场畸变的仿真研究

3．1 房屋线路电场模型的建立

3．1．1 建立房屋模型

3．1．2 建立典型塔型架空输电线路模型

3．2 一般房屋线路模型中畸变电场的仿真研究

3．3 特殊房屋线路模型中畸变电场的仿真研究

3．3．1 输电线路临近带女儿墙别墅中的畸变电场

3．3．2 输电线路临近多幢别墅模型中的畸变电场

3．3．3 输电线路I晦近尖顶房屋模型中的畸变电场

3．4 本章小结

第4章 气象条件对工频电场分布影响的仿真研究

4．1 不同气象条件对电场影响的关键因素

4．1．1 空气的介电常数

4．1．2 水蒸气和水的介电常数

4．1．3 混合介质的介电常数

4．2 不同气象条件对架空输电线路工频电场的影响

4．2．1 温度对交流架空输电线路工频电场的影响

4．2．2 气压对交流架空输电线路工频电场的影响

4．2．3 湿度对交流架空输电线路工频电场的影响

4．2．4 风对交流架空输电线路工频电场的影响

4．3．1 不同天气情况下110kV典型布置结构变电站的计算分析

4．3．2 不同天气情况下220kV典型布置结构变电站的计算分析

4．4 本章小结

第5章 人行道地下电缆电磁场分布仿真研究

5．1 地下电缆工频磁场仿真模型的建立

5．2 地表不同高度处的磁场分布

5．3 负荷对磁场分布的影响

5．4 电缆的空间位置对磁场分布的影响

5．4．1 电缆埋设深度对磁场分布的影响

5．4．2 不同相间距对磁场分布的影响

5．4．3 不同排列方式对磁场分布的影响

5．4．4 电缆的不同相序对磁场分布的影响

5．5 电缆电压等级对磁场分布的影响

5．6 同一电缆沟敷设双回线对磁场分布的影响

5．7 铺设方式对电磁场分布的影响

5．8 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

作者简介