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超高压输电线下电磁场分布状况分析及检测技术研究

作　者: 姜志超
导　师: 赵学增
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 超高压输电线路 工频电场 工频磁场 非接触式测量
分类号: TM154
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


超高压输电线自投入运行以来,已逐渐成为我国电力系统的主干网络。随之而来,超高压输电线路产生的电磁污染对沿线附近居民以及设备的影响引起了社会各方面的关注,越来越多的研究表明了这种污染的危害性。所以设计输电线路时应尽量减少的电磁污染,减少占地走廊面积。研究输电线路周围电磁场的大小对输电线路的设计有着重要的意义。此外,春检或输电线出现故障时,检修人员检修线路前必须进行验电、以保证人身安全。随着电网运行电压等级的提高,输电线距离地面越来越高,传统的接触式验电器已经很难适应实际需要,因此开发非接触式验电设备将是一个重要的研究方向。超高压输电线运行时,其周围空间存在工频电场,不同运行状态下电场分布规律,可由此来判断超高压电运行状态。为了对超高压输电线周围电场建模仿真,对超高压输电线路进行了一些必要的假设和简化处理,基于模拟电荷法建立了超高压输电线路二维电场的数学模型,该模型适合于空旷地带。用Matlab对算例进行仿真分析,总结了工频电场的基本分布规律。然后分析了不同条件下超高压输电输电线周围电场分布规律,结合环境评估标准,探讨了减小工频电场分布的措施,得到一些有益的结论。随后分析了超高压电缺相后场强分布规律并总结特点,提出根据该特点用于完成对输电线状态的分析。根据超高压输电线大电流的特点,在一些简化条件的基础上,基于模拟电流法建立了超高压输电线路周围二维磁场的数学模型。通过Matlab仿真分析,得出了超高压输电线路的工频磁场基本规律,进而分析了不同条件影响下的超高压输电线周围工频磁场分布规律。提出一种基于单片机的超高压输电线下工频电场检测系统。该系统可以对空旷地带超高压输电线下工频电场检测并显示,而且能够判断超高压线通断电状态,通过指示灯显示。最后通过对超高压输电线路周围场强实测分布验证了所建立超高压输电线周围电磁场强度模型的应用可行性,通过一些实验室试验对检测系统中重要部分加以测试分析,系统基本达到了设计要求。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-15
  1.1 课题来源及研究的目的和意义  10-11
  1.2 我国超高压输电现状及发展  11-12
  1.3 电磁场数值分析方法简介  12
  1.4 电磁场检测技术的国内外研究现状  12-13
  1.5 本文主要研究内容  13-15
第2章 超高压输电线下电场建模及仿真分析  15-29
  2.1 引言  15
  2.2 超高压输电线周围工频电场数学模型的建立  15-20
    2.2.1 超高压输电线路的简化  15-16
    2.2.2 超高压输电线周围工频电场一般数学模型的建立  16-19
    2.2.3 500KV 超高压输电线周围电场场强实例计算  19-20
  2.3 不同条件下超高压输电周围工频电场分布  20-25
    2.3.1 不同导线排列方式下电场分布  21-22
    2.3.2 坡地上的电场分布  22
    2.3.3 分裂导线对电场分布的影响  22-24
    2.3.4 对地高度及相间距离对场强分布的影响  24-25
  2.4 超高压输电线缺相时电场的分布  25-27
  2.5 本章小结  27-29
第3章 超高压输电线下磁场建模及仿真分析  29-38
  3.1 引言  29-30
  3.2 超高压输电线周围工频磁场数学模型的建立  30-35
    3.2.1 超高压输电线路的简化  30-31
    3.2.2 超高压输电线路二维磁场的一般数学模型建立  31-33
    3.2.3 500KV 超高压输电线周围磁感应强度实例计算  33-35
  3.3 不同情况下超高压输电线周围磁场强度变化  35-37
  3.4 本章小结  37-38
第4章 超高压输电线下电场检测系统设计  38-47
  4.1 引言  38
  4.2 系统功能分析及总体设计  38-39
  4.3 系统硬件设计  39-45
    4.3.1 电场探头的设计  39-41
    4.3.2 电场探头处理电路的设计  41-44
    4.3.3 其它模块的设计  44-45
  4.4 系统软件设计  45-46
  4.5 本章小结  46-47
第5章 电磁场强度实测与电场检测系统测试  47-55
  5.1 引言  47
  5.2 500KV 超高压输电线下工频电磁场实测  47-49
  5.3 电场检测系统试验研究及分析  49-54
    5.3.1 电场探头实验分析  50-52
    5.3.2 电荷转换级的试验与分析  52-54
  5.4 本章小结  54-55
结论  55-56
参考文献  56-61
致谢  61

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电工基础理论 > 电磁场理论的应用 > 交变电磁场
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