交直流混合输电线路空间电场的研究

随着输电线路走廊资源的紧缺,高压直流输电线路与交流输电线路平行架设已不可避免。将来出于节约输电走廊的考虑,甚至可能采用交直流同塔方案。输电线路表面电场的大小是导线选型的重要依据。地面电场的大小对合理确定输电线路走廊宽度和决定导线对地高度非常重要。研究交直流并行和同塔混合输电线路周围的空间电场具有重要意义。交直流线路并行或者同塔时,彼此之间有直流偏置和交流纹波的影响。论文对于输电线路表面电场和地面电场的计算均采用电压瞬时值。将交流子导线和直流子导线放在一个系统中计算,充分考虑了交、直流线路之间的相互影响。针对混合输电线路表面电场,论文采用逐步镜像法计算。首先分析了子导线圆周面上的电场分布特点并计算出子导线圆周面上的空间最大值,再计算出在不同时间上的最大值。在此基础上,通过算例对比,验证了算法的有效性。针对交流输电线路下的地面电场,论文采用等效电荷法计算;针对直流输电线路下的地面电场,论文采用Deutsch假设法计算。论文在原有Deutsch假设法的基础上做了进一步修正,使之应用于雨天情况下直流输电线路地面电场的计算。在此基础上,通过算例对比,验证了算法的可靠性。最后,论文从导线半径、导线分裂数、导线空间结构(并行结构和同塔结构)以及天气状况(好天气和雨天)四方面分析了对导线表面电场和地面电场的影响。研究结果表明:减小导线半径;增大导线分裂数;采用直流线路正极性靠近交流线路的并行结构;采用直流线路位于交流线路上层的同塔结构,这些措施均可以有效减小混合输电线路空间电场。