[发明专利]同塔双回500kV输电线路附近屋顶工频电场预测控制方法

说明书

本发明涉及一种同塔双回500kV超高压交流输电线路附近房屋屋顶工频电场的预测控制方法，包括以下步骤：1)按考虑的房屋和同塔双回500kV输电线路之间的相对位置，确定房屋外墙与输电线路最近侧导线的水平距离d；2)确定输电线路最下侧导线所在平面与屋顶之间的相对垂直高度h_r；3)按估算公式预测屋顶检测点可能出现的电场强度E；4)将E值与工频电场公众曝露限值标准规定的曝露限值相比较，直至E值小于曝露限值，屋顶工频电场水平控制在标准规定的曝露限值以内。本发明可简单快速地预测屋顶工频电场，为500kV高压交流双回输电线路工程的规划、设计和环境影响评价提供参考。

技术领域

本发明涉及高压输电线路，尤其是一种同塔双回500kV输电线路附近屋顶工频电场的预测控制方法。

背景技术

随着国民经济的快速发展，社会电能需求量不断增加，超、特高压输电线路的规模也越来越大，其电磁环境影响问题也越来越受关注。特别是随着沿线居民房屋高度和密度的逐步提升，房屋屋顶上的工频电场畸变尤为严重，成为制约线路工程规划、设计和环保评价的重要因素。目前，由于在线路工程的规划设计阶段通常都按典型设计常规情况的地面电场来考虑，缺乏对畸变电场(如线路附近房屋屋顶上的畸变电场)情况下的电磁环境的预测方法，带来线路工程电磁环境控制风险，若建成环保验收时才发现工频电场强度超标，则采取改造措施的代价将非常高，工作也将非常被动。因此，在线路工程规划设计阶段对线路附近房屋屋顶的工频电场水平的预测控制是十分必要的。目前输电线路附近房屋屋顶上的工频电场强度的预测控制通常都通过复杂的电磁场仿真建模和电场数值计算来预测电场水平，然后对照相关标准的曝露限值判断是否可能超标，发现疑似超标后则需要调整相关参数反复进行复杂的仿真计算，直至找到能将电场水平控制在曝露限值以内的方案。缺乏规划、设计等一线工程技术人员都易掌握的预测控制方法。

发明内容

本发明提出一种同塔双回500kV输电线路附近屋顶工频电场的预测控制方法，其目的在于为线路工程规划、设计、建设和环评验收相关的一线技术人员提供一种易掌握、且考虑了一定裕度的预测控制方法，避免在线路建成后才发现工频电场强度超标风险为线路工程在规划、设计和环境影响评价阶段的工频电场预测控制提供方法。

为实现上述目的，为实现上述目的，本发明考虑了500kV超高压输电线路附近房屋屋顶的工频电场水平标准限值、测点规定、屋顶畸变电场影响因素，如线路高度、导线布置、房屋距离、与线路的相对高度、杆塔类型等，在各种工况条件下，用有限元仿真软件对500kV输电线路附近房屋屋顶的工频电场分布进行了大量仿真，获得了不同条件下房屋屋顶按标准规定的测量位置上的工频电场数据，然后采用拟合方法分析影响电场分布与电场水平的关键因素，发现房屋距离输电线路的距离和屋顶与线路导线之间的相对高度对屋顶电场水平有决定性的影响，并且屋顶畸变电场水平与房屋距离输电线路的距离和屋顶与线路导线之间的相对高度之间的关系基本符合三阶多项式拟合关系。进一步考虑一定的裕度以后，得到了屋顶检测点上工频电场的预测控制公式，结合相关标准以及工程实际经验对公式的应用范围进行了一定的限制。利用得到的预测公式不用复杂的数值计算就能估计判断屋顶工频控制水平是否能达标。

本发明的技术方案包括以下步骤：

一种同塔双回500kV输电线路附近屋顶工频电场的预测控制方法，包括以下步骤：

1)按考虑的房屋和同塔双回500kV输电线路之间的相对位置，确定房屋的外墙与输电线路最近侧导线的水平距离为dm；

2)确定输电线路最下侧导线所在平面与屋顶之间的垂直高度为h_rm；

3)按下列估算公式预测屋顶检测点可能出现的电场强度E；

其中E为屋顶检测点可能出现的电场强度，d为房屋外墙与输电线路最近侧导线的水平距离，h_r为输电线路最下侧导线所在平面与屋顶之间的垂直高度。