750kV同塔双回交流输电线路电磁环境分析

750kV同塔双回交流输电线路电磁环境分析

发表时间：2019-03-13T15:38:08.783Z 来源：《河南电力》2018年18期作者：郑小兵1 胡江1 刘耀乾2

[导读] 线路通过公众活动地区或跨越公路处时下相导线最低点距地高度不应低于１３ｍ，线路跨越农田时下相导线弧垂最低点距地高度不应低于１０ｍ.

（1.国网赤壁市供电公司湖北赤壁 437300；

2.神华国华广投（柳州）发电有限责任公司广西柳州 545600）

摘要：现如今，我国的科技发展十分迅速，为了有效研究７５０ｋＶ同塔双回交流输电线路电磁环境，采用模拟电荷法进行电场计算、毕奥—萨瓦定律进行磁场计算、激发函数法及ＧＥ公式进行无线电干扰和可听噪声计算，分析相序布置、导线类型、导线对地最低高度、天气情况对电磁环境的影响。依据相应的电磁环境控制指标，提出７５０ｋＶ同塔双回交流输电线路设计要求：相序布置应采用逆相序；输电线路通过邻近民房时下相导线最低点距地高度不应低于１９ｍ，线路通过公众活动地区或跨越公路处时下相导线最低点距地高度不应低于１３ｍ，线路跨越农田时下相导线弧垂最低点距地高度不应低于１０ｍ.

关键词：７５０ｋＶ；同塔双回；电磁场强度；无线电干扰；可听噪声

引言

我国西北电网规划的多条750kV交流输电线路位于高海拔地区，无线电干扰和可听噪声等电磁环境问题更加严重。因此，研究750kV 交流输电线路电磁环境问题对我国750kV输电工程建设具有重要意义。计算一条典型750kV同塔双回交流输电线路，最大运行电压分别为775.0kV、787.5kV、800.0kV下无线电干扰、可听噪声、线路下方距地面1m水平线上工频电场强度、导线最低对地距离和走廊宽度。按文献给出的电磁环境标准进行讨论，结果表明：通过选择合适的线路参数（导线最低对地距离、海拔高度等），可满足3种最大运行电压下电磁环境指标要求。

1高压输电线路电磁环境计算方法

（1）输电线下工频电场强度。采用国际大电网会议第36.01工作组推荐的等效电荷法，基于镜像法并根据场的唯一性定理，将导体表面不均匀且连续分布的电荷以有限数量、布置在一定几何位置上的离散电荷等效代替。计算由两部分组成：①单位长度导线上的等效电荷；②由这些电荷产生的电场。（2）高压输电线下空间工频磁场。工频情况下电磁性能的准静态性质，线路的磁场仅由电流产生，将安培定律应用于载流导线，并将计算结果叠加，给出导线周围的磁感应强度。（3）导线表面电场。采用马克特-门格尔法，这是电力行业标准DL/T691-1999和国际大电网会议CIGRE及国际无线电干扰委员会CISPR推荐的一种分裂导线表面场强计算的简单方法。（4）750kV交流输电线路无线电干扰。采用美国西屋电力公司推荐的经验计算公式，可有效考虑海拔的影响。（5）750kV交流输电线路可听噪声。采用美国邦纳维尔电力局（BPA）在实际线路上通过长期实测数据推导获得的可听噪声的预测公式。

2线路电磁场影响因素分析

2.1７５０ｋＶ同塔双回输电线路电磁环境控制指标

根据国内外专家学者对电磁环境控制指标的调查和研究，提出对７５０ｋＶ同塔双回线路的控制标准。１）工频电场。邻近民房所在位置未畸变电场限值为４ｋＶ／ｍ；对于线路跨越公路处和公众活动地点等一般区域，电场强度限值为７ｋＶ／ｍ；线路跨越农田的区域，场强限值为１０ｋＶ／ｍ；对于非大众活动区域或人烟稀少的偏远地区，场强限值可放宽至１２ｋＶ／ｍ。２）工频磁场。在线路下方的工频磁感应强度要控制在０．１ｍＴ（８０Ａ／ｍ）以内。

2.2线路下方电磁环境

1）电场分布情况输电线路下方电场强度计算区域以导线最低点为中心，距地面１．５ｍ处，沿导线长为４００ｍ，宽为１００ｍ的长方形区域。电场强度计算结果如图３所示，可知电场场强最大值出现在导线距地面最低点的正下方，场强最大值为３．３７ｋＶ／ｍ；由于弧垂的影响，电场强度在纵向分布上沿中心点向两边呈下降趋势；在横向分布上距线路最低点水平距离越远，电场强度越低。2）磁场分布情况输电线路下方距地面１．５ｍ处的磁场强度分布如图４所示，可以看出，距线路中心横向距离越远，磁场强度越低；纵向分布下，距导线最低点越近，磁场强度越大。磁场场强最大值出现在导线距地面最低点的正下方，场强最大值为１３．２Ａ／ｍ。 3线路无线电干扰与可听噪音影响因素分析

3.1无线电干扰水平研究

RI水平是电磁环境的一个重要参数，指水平距边相导线20m，距地面2m处，参考频率为0.5MHz的无线电干扰水平估计值。美国西屋电力公司通过多条高压运行线路、试验线路的测量和研究总结出好天气下计算750kV级交流线路RI水平的经验公式为：式中：ERI为好天气下的RI水平，dB（μV/m）；ERI0和Em0为经验常数，对于750kV级交流线路，ERI0取48，Em0取17.5；d为子导线直径，cm；D为参考点距导线的距离，m；f为参考频率，本文取0.5MHz；δ为高海拔空气的相对密度；δ0为标准大气压下空气的相对密度。式（1）是单回线路运行总结的经验公式，对于同塔双回线路，每相导线产生的RI水平按单回线路经验公式计算，并将同名相产生的干扰场强几何相加为：式中：ERI，i1为第1回第i相导线在参考点处的干扰场强，dB；ERI，i2为第2回第i相导线在参考点处的干扰场强，dB。此算法总结了750kV线路的运行经验，可详细分析海拔对RI水平的影响。但我国当前环境不同于国外，此经验公式是否适合我国750kV线路还有待验证。研究表明，我国750kV交流线路RI水平可在55.00~58.00dB内选值：靠近居民区处可选低值，人烟稀少处可选高值。3种最大运行电压下，海拔按0~3000m范围变化对线路RI水平计算可知，若以55.00dB为标准，775.0kV（海拔小于2650m）、787.5kV（海拔小于2350m）、800.0kV （海拔小于2100m）都能满足RI水平限值要求；若以58.00dB为标准，3种电压情况在海拔0~3000m范围内都能近似满足RI水平限值要求。

3.2不同呼称高杆塔下的可听噪音

在计算过程中，选择大雨天，相序布置为逆相序，计算呼称高３６～５０ｍ这个区域的输电线路下方可听噪音。

3.3不同天气情况下杆塔下的无线电干扰