第27卷 第3期
2006年3月
电 力 建 设
ElectricPowerConstruction
Vol.27 No.3Mar,2006
・37・
高压输电线路电晕放电分析
隋晓杰,宋守信
(北京交通大学,北京市,100044)
[关键词] 高压输电线电晕放电数学模型
文章编号:1000-7229(2006)03-0037-02
中图分类号:TM75文献标识码:B
AnalysisonCoronaDischargeofHVTransmissionLines
SuiXiaojie,SongShouxin
(BeijingJiaotongUniversity,BeijingCity,100044)
[Keywords] HVtransmissionline;coronadischarge;mathematicalmodel
随着电网容量的增加和电压等级的提高,高压输电线路对环境的电磁影响日益引起人们的重视。本文
将对高压输电线路的电晕放电进行一系列的探讨。
发出“咝咝”的声音,发出蓝光以及使周围空气温度升高等。电晕放电产生的电磁噪声与一般环境噪声相比,更令人厌烦。一些发达国家初期建设的几条500kV和765kV线路,由于导线表面场强较高,发出的噪声引起了附近居民大量抱怨,只得降压运行,后来不得不更换大直径导线。
(2)电晕放电产生高频脉冲电流(含有高次谐波),将对无线电通讯造成干扰。随着输电线路电压等级的提高,这种影响更为明显。
(3)电晕放电还会使空气发生化学反应,生成臭氧、氮氧化物等,臭氧、氮氧化物是强氧化剂和腐蚀剂,会对固体介质及金属电极造成损伤或腐蚀。
(4)电晕放电产生的能量损耗,在某些情况下.会达到可观的程度。
因此,避免、电晕引起的能量损耗和电磁波对无线电的干扰已成为必须加以解决的重要问题。
1电晕产生机理
电晕放电是由于导线表面的电场强度很高,引
起空气电离而发生的放电现象。空气分子的游离强度一般为20～30kV/cm,当输电线路表面电场强度超过这个数值之后,就会听到线路发出“咝咝”的放电声,嗅到臭氧的气味,夜间还可以看到导线周围发出的蓝紫色荧光,这就是电晕放电。
输电线路电晕放电的影响因素分两大类:(1)输电线路本身特性的影响。输电线路电压越高,电晕放电越强;导线直径越大,表面光洁度越高,电晕放电越弱。而且,输电线路导线的排列方式、相间距离、对地高度也会影响电晕放电的电磁干扰电平,差值约在3～5dB。(2)输电线路外部环境的影响。空气污染越严重,空气密度越小、湿度越大,电晕放电越强。
电晕放电是极不均匀电场所特有的一种自持放电形式,电晕放电时的电流强度取决于电极外气体空间的电导,即取决于外加电压、电极形状、极间距离、气体的性质和密度等。
3
3.1
电晕放电数学分析
基准场
电晕放电的数学模型是以基准场的测量结果为基础的,基准场定义为:(1)测试点距高压输电线路边相导线的水平距离为20m,接收天线的高度为2m(距地面)。(2)基准测试频率为0.5MHz。(3)测试仪器:电磁干扰场强测量仪或已定标的频谱分析仪。
2输电线路电晕放电的危害
(1)电晕放电会产生声、光、热等效应,表现为
收稿日期:2005-11-20
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
・38・3.2
电 力 建 设第27卷
数学模型
对于不同电压等级的输电线路,电晕放电辐射
的频谱基本上是相同的;随着频率的升高,辐射场强迅速减小。频率f为0.15～5MHz时的辐射场强,可以表示为:
2
(1)E(f)=E0+K1[1-2(lg10f)]
式中 E0———基准场(距边导线的水平距离do=20
m,f0=0.5MHz,h=2m)的辐射场强,dB(μV/m);
K1———频率系数,参考值为5.6(标准差为
0.49)。
W———待求场点的空气相对湿度;
K3———湿度系数,参考值为0.69。由(1)～(3)式,即同时考虑频率、横向距离和湿度的影响,可由某一高压输电线路测得的基准场计算和预测该线路某一区段附近任一点处电晕放电辐射场强,其计算式为:
2
E(dB)=E0+K1[1-2(lg10f)]+20K2lg(d0/
(4)d)+K3(W-W0)/10%
3.3 误差因素及修正
利用(4)式计算、预测高压输电线路电晕放电电晕放电辐射场强随横向距离d的变化而变化,其横向距离特性可以表示为:
(2)E(d)=E0+20K2lg(d0/d)式中 E(d)———距边导线的水平距离为d的辐射
场强,dB(μV/m);
K2———横向距离系数,参考值为1.60(标
准差为0.16)。电晕放电的辐射场强受空气湿度的影响很大,空气湿度增大10%,电晕放电的辐射场强增大约为0.69dB(标准差为0.08dB)。空气湿度对电晕放电辐射场强的影响也可用经验公式表示为:
(3)E(W)=E0+K3(W-W0)/10%式中 W0———测量基准场时的空气相对湿度;(上接第36页)3.4.3 电源分布
的辐射场强,引起误差的因素主要有:
(1)导线的表面状况。由于导线表面落有灰尘、杂质及工业污染的影响,在导线表面可能形成局部的电晕放电源而使辐射场强增大。(2)季节变化的影响。夏季空气湿度比较大,导线表面落的灰尘、杂质比较多,电晕放电的辐射电平比较高。冬季比较干燥,导线表面的灰尘,杂质比较少,电晕放电的辐射电平比较低。由于季节的变化,电晕放电辐射电平的变化大约为3～12dB。(3)雨雪天气中空气湿度增加10%,电晕放电的辐射场强增大约1.27dB(标准差为0.19dB)。降雨量>1.2mm/h时,电晕放电的辐射场强比晴天高约15～20dB。
(责任编辑:李连成)
4.1 加强计量管理,作好抄、核、收工作
电源分布不同,电能损失和电压损失有很大的
差异。电源应尽量布置在负荷中心,负荷密度高、供电范围大时,应优先考虑2点或多点布置,多点布置有显著降低损耗的效果,同时也能改善电压质量。3.4.4 合理选择导线截面
线路的能量损耗同电阻成正比,增大导线截面可以减少能量损耗。但导线截面的增加,线路的建设投资也增加。导线选择应首先考虑末端电压降(10kV允许5%,低压允许7%),同时考虑经济电流密度,并结合发热条件、机械强度等确定导线的规格。
加大计量装置的投入,提高计量精度,保证计量的准确性。对农网中DD28、DT28、DS8等国家已经明令淘汰的电表全部更换,使用862系列、带通讯接口系列等新型电表。对低压电流互感器由0.5级更换为0.2级。同时做到定期抄表,定期轮校电能表,定期检查电能表和互感器,消灭错接线、错抄录、错倍率,做好分线、分压电量平衡工作,以便及时发现问题。4.2 实行线损目标管理(略)4.3 加强供电所职工的工作责任心(略)
总之,农网的经济运行是降低供电成本的有效途径。合理选择降低网损的措施,是一项极为重要的工作。农网降损管理工作者除了采取各种技术措施和管理措施外,还需要根据农网实际需要,选择适合本地农网的降损措施,以取得更高的社会效益和经济效益。
(责任编辑:赵廷昌)
4 管理措施
由于农村用电管理中存在着人情电、关系电、权利电和偷窃电等现象,致使农村电价较高,农民负担较重。为此针对实际制定以下几项措施,对加强线损管理有着重大的现实意义。
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net