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超高压及特高压交流输电工程电磁环境的研究

作　者: 王杰
导　师: 张小青
学　校: 北京交通大学
专　业: 电气工程
关键词: 高压输电线电磁环境工频电场工频磁场悬链线影响因素稳态电流
分类号: TM721.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 63次
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内容摘要

现如今,超高压与特高压电网得到了越来越快地发展,究其原因主要在于：使能源得到更有效的利用；减少占地面积,节约投资成本；缓解能源压力,使国民经济更好更快地发展。本文的目的为计算架空线路下的电磁场值,以及处在场中的人由于感应作用而产生的稳态电流。本文的的主要研究成果如下：对于电场的计算,本文首先利用模拟电荷法,建立了二维电场的计算模型,给出具体的计算实例,分析二维电场的相关特性,其次利用模拟电荷法,结合悬链线模型,对三维电场进行计算,将计算结果与实际的测量值相比较,以验证其准确性。计算结果表明,该方法较二维模型更能反映实际的电场分布情况。本文分析了避雷线、传输线的分布方式、相间距离、悬挂点高度、杆塔形状、导线的分裂情况、风速等因素对电场分布的影响。文中给出了相间距离与最大电场强度的拟合关系曲线以及悬挂点高度与最大电场强度的拟合关系曲线。对于磁场的计算,本文首先利用毕奥—沙伐定律,建立了二维磁场的计算模型,给出具体的计算实例,分析二维磁场的相关特性,其次,利用毕奥—沙伐定律,结合悬链线模型,对三维磁场进行计算,将计算结果与实际的测量值相比较,以验证其准确性。计算结果表明,该方法较二维模型更能反映实际的磁场分布情况。本文分析了传输线的分布方式、相间距离、悬挂点高度、杆塔形状、导线的分裂情况、风速等因素对磁场分布的影响。本文采用等值圆柱模型,对由于输电线产生的电场作用而在人体感应的稳态电流进行了相关的计算。该方法具有计算步骤简单,计算量小,便于工程运用等优势。本文所有的电磁场的计算都是用MATLAB软件进行实现的,计算结果都是用图表的形式表现出来,增强了文章的可阅读性。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
ABSTRACT  7-12
1 绪论  12-18
  1.1 特高压输电的发展概况  12
  1.2 输电工程的电磁环境影响  12-13
  1.3 工频电场与磁场的限值  13-15
  1.4 工频电场的控制指标及线路走廊分析  15
  1.5 工频磁场控制指标  15-16
  1.6 国内外研究现状  16
  1.7 本文主要研究内容  16-17
  1.8 本章小结  17-18
2 二维工频电场的建模计算  18-38
  2.1 二维工频电场的建模计算方法  18-24
    2.1.1 模拟电荷法  18-21
    2.1.2 电场分布的影响因素  21-24
  2.2 MATLAB软件简介  24
  2.3 二维工频电场的特性分析  24-30
    2.3.1 单回水平排列架空线路下工频电场计算与分析  25-28
    2.3.2 双回架空线路下工频电场计算与分析  28-30
  2.4 二维工频电场对人体影响简介  30-33
  2.5 稳态电流的计算方法  33-37
    2.5.1 架空线路下人体电位的计算  33
    2.5.2 光脚时单相输电线路下人体所占空间平均对地电位的计算  33-34
    2.5.3 穿鞋时单相输电线路下人体平均对地电位的计算  34
    2.5.4 穿鞋时三相输电线路下人体平均电位的计算  34-36
    2.5.5 三相交流架空线路下人体电流的计算  36
    2.5.6 工程算例  36-37
    2.5.7 结论  37
  2.6 本章小结  37-38
3 三维工频电场的建模计算  38-50
  3.1 悬链线方程的选择  38-39
  3.2 架空线的比载和导线应力  39-41
  3.3 悬链线模型电场强度计算方法  41-44
    3.3.1 电位系数的计算  41-43
    3.3.2 模拟电荷计算  43
    3.3.3 空间某点电场强度的计算  43-44
  3.4 计算实例  44-47
    3.4.1 实例1  45-46
    3.4.2 实例2  46-47
  3.5 二维电场与三维电场的比较  47-48
  3.6 架空线路悬链线模型下人体稳态电流的计算  48-49
    3.6.1 穿鞋时三相输电线路下人体平均电位的计算  48-49
  3.7 本章小结  49-50
4 影响电场分布的因素  50-64
  4.1 避雷线对电场分布的影响  50-51
  4.2 双回传输线不同分布方式对电场分布的影响  51-53
  4.3 单回传输线不同分布方式对电场分布的影响  53-54
  4.4 相间距离对电场分布的影响  54-56
  4.5 悬挂点高度对电场分布的影响  56-57
  4.6 杆塔形状对电场分布的影响  57-59
  4.7 分裂导线对电场分布的影响  59-61
    4.7.1 子导线型号一样,但根数不同  59-60
    4.7.2 根数相同,子导线型号不一样  60-61
  4.8 风速对电场分布的  61-62
  4.9 本章小结  62-64
5 工频磁场的建模计算  64-74
  5.1 二维工频磁场的计算  64-67
    5.1.1 理论方法  65
    5.1.2 特性分析  65-67
  5.2 三维工频磁场的计算  67-71
    5.2.1 理论方法  67-68
    5.2.2 坐标系和悬链线方程的建立  68
    5.2.3 解方程  68-70
    5.2.4 实例分析  70-71
  5.3 工频磁场对人体的影响  71-72
  5.4 本章小结  72-74
6 影响磁场分布的因素  74-82
  6.1 双回传输线不同分布方式对磁场分布的影响  74-75
  6.2 单回传输线不同分布方式对磁场分布的影响  75-76
  6.3 相间距离对磁场分布的影响  76-77
  6.4 悬挂点高度对磁场分布的影响  77-78
  6.5 杆塔形状对磁场分布的影响  78-79
  6.6 分裂导线对磁场分布的影响  79-80
  6.7 风速对磁场分布的影响  80-81
  6.8 本章小结  81-82
7 结论  82-84
  7.1 论文的主要工作和结论  82-84
参考文献  84-86
作者简历  86-90
学位论文数据集  90

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