输变电正负400kV青藏线技术探析

【摘 要】本文对于青藏线的±400 kV输变电线路的结构参数进行研究，并且对于周边的相关影响进行分析讨论，从而对该线路的电磁环境进行预测分析。通过电磁环境限值从而对青藏线的导线结构进行选择，同时对于该线路的可靠性指标进行研究探讨。

【关键词】青藏线；输变电；电磁环境

1 前言

根据2010年国家发改委的规划，现已经建设输电入藏的电力青藏线，电力系统与内地大电网连接，实现了青藏高原电力系统的重大发展，其中青藏线的±400 kV输变电线路对于青藏电网与内地电网相融合具有重要的意义。但是青藏高原的地里环境复杂，气候多变而且严寒、高海拔，紫外性辐射强烈，这些因素导致青藏线的±400 kV输变电线路面临的环境复杂。因此在进行输电线路的选择以及相关的技术中，需要采用多因素分析，对于高海拔地区的输电线路的电晕等特质进行分析研究，同时对于外界的可听噪声以及无线电干扰进行分析，从而选择能够满足输电功能的线路设计，并且该设计的周围的电磁环境应该满足环境限值的要求。

2 计算参数以及电磁环境控制指标

2.1 塔型以及导线参数的计算

因为青藏高原的冻土环境复杂，影响因素较多，因此在输电线路的设计中，线路塔基应尽量选择阳坡面，并且选择坡度大的点，这样的设计有利于基础的稳定。对于塔型的设计，需要根据外界的环境进行选择。因为青藏线的备选塔型按照水平排列，对于塔型间的极间距离，应该进行详尽的设计与计算。其中不同的塔型具有不同的极间距离，相对重要的为：ZV41为17.6m，J41为19.2m， ZV51为20.8m，ZV53为21.6m，J52为23.2m，J53为24.2m，在进行计算的过程中，相同极间距离的塔型可以按照相同的情况进行计算。

在进行导线的选择与计算中，主要全用的分裂导线类型为：4X300，4X500，4x720，6x400，等几种类型，而相对应的子导线半径依次为：11.97mm，15mm，18.12mm，11.97mm。；分裂间距0.4m。在对导线的电磁环境进行的计算中，导线对地的最小高度分别为11m，14m，18m，20m，在计算中，采用400kV电压进行计算。

2.2 电磁环境的控制指标

在电磁环境的控制指标中，以±400kV输变电线路的常用电磁指标作为标准，其中下方的地面计算采用30kV/m进行计算的评价标准，而周围的环境采用25kV/m进行评价标准，在计算中，需要保证80%的测量值不超过15kV/m。在相应的研究中，因为青藏线不同天气下的影响并不相同，因此计算选取的标准为好天气时的计算，对于温度变化以及风力变化相对较大的情况并不考虑。其中选取55bB作为±400kV输变电线路的电磁干扰的评价标准，小于55dB可以算作影响相对较小；而在线路旁的居民区的控制标准相对较高，应该将控制汉指标设定为45dBA，而在人烟稀少的地区，而且周边生态环境相对稳定，可以将指标放宽至50bBA。采用相应的标准进行控制，从而使选定的线路满足周围电磁指标，对于周边的生态环境的影响相对较小。

3 输电线路无线电干扰水平计算

3.1 计算方式的选择

在进行青藏线的周围电磁影响的计算中，选择的计算方式主要是美国电力科学研究院的计算公式。而且选择的参数是在现有的线路电压强度、周边的电磁影响等参数进行计算，该计算使基于好天气的计算，而且采取的无线电频率为0.5MHz，采用美国电力科学院的推荐公式，忽略分裂导线的干扰影响，从而获得了下述的公式（1）：

在该公式中，其中E为无线电干扰水平，gmax为导线的最大场强；而r，n以及D分别为子导线半径，分裂导线书以及距离阳极导线的距离。在该计算公式中，好天气的气象修正项ΔE为0，而在坏天气下取3dBμV/m。

根据公式（1）的计算，采用导线对地的最低限为参考点，当线路已经得到确定后，将其他的参数带入计算。对于公式的观察可知，导线的最大场强gmax是影响无线电干扰计算的最大影响因子。根据常规计算方法，可以将分裂导线进行假设处理，即将分裂导线当做一个导线进行计算。

3.2 无线电海拔的修正

采用公式（1）的计算可知，当以1km作为计算的基准时，无线电的干扰随着海拔增加而增加，增加的幅度为3.3dB/km，去极间距离为23.2m时，对于无线电海拔进行修正。因为青藏线的海拔相对较高，所以取平均海拔4500m的时候，只有采用4X500 mm的分裂导线才能够使输电线路周围的电磁影响达到标准。该分析结果表明，相对于增大导线的截面积，增加导线的分裂数更加具有优势。因此应该选择分裂数相对较大的分裂导线。

3.3极间距离对无线电干扰的影响

采用海拔高度为4500m，以及6X300mm的分裂导线的参数下，对极间距离对无线电干扰进行计算。在相应的计算中，极间距离增大1 m，无线电的变化小于0.5bD，因此可以将极间距离的影响忽略不计，相比于其他参数的影响，极间距离的计算结构都能够在电子干扰值的标准之下。

4 可听噪声求解

4.1 可听噪声求解方法

在进行可听噪声求解的过程中，主要采取的计算模型，是以好天气为基准并且考虑到相关的影响因素而提出的。虽然不同的国家的计算模型并不相同，但是根据试验结果可知，美国BPA模型的计算结果最符合实际情况，因此本文采取该模型进行计算：

在公式（2）中，其中g为导线的电位梯度；n为分裂导线的数目；R为征集导线的直接距离。在该计算公式中，所得到的的好天气所得到的可听噪声的值。

4.2 可听噪声的海拔修正

以上述的55bD作为可听噪声的计算标准，而人烟稠密以及人烟稀少的标准适度放宽，因为在青藏线周边的可听噪声受到的影响因素较多，比如自然环境的风声以及天气等都会对可听噪声造成影响。因此在对可听噪声的研究中，需要进行长期的研究，从而将可听噪声的数据进行积累，从而获得平均值。国际上的可听噪声的修正量结论为：在海拔1000m以上的地区，线路可听噪声增加1dB/300m，因此本文采用3.3dB的计算值进行修正计算。

（1）分裂导线的影响

根据公式（2）的计算，取50bB作为计算的标准，并且取极间距离为23.2m，在计算中，当分裂的数目越多时，越能够满足可听噪声的计算，因此采用小截面积而多分裂数较多的小导线具有一定的优势。

（2）不同极间距离的计算影响

考虑到不同极间距离的影响，通过计算海拔高度固定不同极间距离的可听噪声值，通过计算可知，计算的极间距离对于可听噪声影响很小。

5 合成场强计算

5.1 合成场强计算方法

在进行合成场强的计算中，主要可以采用有限差分法、有限元法以及模拟电合法进行计算，在进行计算中，需要作如下假设：忽略线路周围离层的厚度；正负电荷的迁移稳定；汽运导线表面场强为常数；电晕电流是场强的某一函数。通过以上的参数进行分析，相关的计算采用有限元法进行计算。

5.2 不同导线的影响

对上述选定的倒下进行计算时，在海拔4500m时，所计算的导线都需要保持最低距离超过11m，才能够满足地面合成场强最大值不超过30kV/m。

6 结语

通过以上的计算分析，综合相关的无线电的计算、可听噪声以及合成场强的计算可知，当采用小截面积多分裂数的导线进行计算时，都可以表现出较为优越的性能，因此在青藏线的±400 kV输变电线路的结构参数进行选择时，最好选择6X400m的型式导线，而且该导线需要满足最低高度不小于11m。在海拔4500mm以上时的最低高度比小于12m，而在生态环境保护区以及人烟稠密的地区，最低高度不小于13m。

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