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220/110kv同塔四回输电线路的三维电磁场分析及相序优化

220/110kV同塔四回输电线路的三维电磁场分析及相序优化

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作者：马超群哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

步入21世纪以来，我国经济高速增长，城镇规模不断扩大，用电负荷急剧增加，原有的输电线路已经不能够满足人们生产生活的需要。为解决这一矛盾，电力建设迅速发展，成为推动我国经济增长的重要因素。随着城镇规模逐渐扩张已导致输电走... 详细信息

步入21世纪以来，我国经济高速增长，城镇规模不断扩大，用电负荷急剧增加，原有的输电线路已经不能够满足人们生产生活的需要。为解决这一矛盾，电力建设迅速发展，成为推动我国经济增长的重要因素。随着城镇规模逐渐扩张已导致输电走廊资源日趋紧张。为了节约输电走廊资源和电力建设成本，同塔并架输电方式逐渐受到电网的青睐。其中220/110kv同塔四回输电线路在经济发达地区应用十分广泛，多建于居民区附近，然而混压同塔线路下方电磁环境相对复杂，为保障周边的电磁安全，对线路下方电磁场进行准确的评估具有重要的意义。本文基于模拟电荷法，建立了考虑弧垂影响的高压输电线路工频电场的数学模型，该模型对于空旷地带所搭建的较小档距输电线路的工频电场计算尤为准确。结合Matlab软件对工程算例进行仿真计算，得出了地面附近工频电场的分布规律，并且所建立的数学模型考虑了避雷线对电磁场的影响，大大提高了电磁场分析的精度。实际情况中架空输电线路存在较大的弧垂，为提高计算精度，因此线路模型选用悬链线形式，建立了基于悬链线模型的高压输电线路工频电场数学模型，并结合矩量法对其进行了编程求解。通过对算例仿真，总结了在此模型下地面附近工频电场的分布规律，即工频电场具有三维分布规律，沿输电线路长度方向电场分布有所不同。采用相同输电线路模型对工频磁场进行仿真分析，得到磁场的三维分布规律。通过数值仿真分析了220kv与110kv输电线路同塔四回架设时，电磁场在一个档距内的三维分布情况和规律，三维分布图能同时反映电场在一个档距内横向和纵向变化规律;分析了设计条件下子导线半径、分裂导线数、相导线水平距离、导线最小对地高度等因素对输电线路下方电磁场最大值及分布规律的影响，提出相应措施和结论，并结合设计条件因素研究了气象条件对电磁场的影响，探讨了相应的解决方法。对不同相序排列时220/10kv同塔四回输电线路进行电磁场仿真计算，通过仿真分析，确定良好的相序排列。根据线路由相序排列产生的零序阻抗引起的三相不平衡进行理论研究，从而优化相序，改善线路下方电磁环境。

关键词： 220/110kv混压输电线路同塔四回电磁场数值仿真相序优化

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