考虑弧垂的交流特高压输电线三维电磁场

兰生，张振兴，原永滨

(福州大学 电气工程与自动化学院，福建 福州350108)

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随着社会经济的快速发展，用户对电能的需求越来越大，加之我国能源分布的不平衡，需要加快建设特高压输电网[1]。特高压输电可能够实现大容量、远距离输电，降低损耗，节省线路走廊，有利于构建坚强电网[2]。我国的特高压交流输电额定电压等级为750 kV和1 000 kV，是目前国内最高电压等级[3]。目前，中国正在运行的特高压交流输电线路示范工程，即晋东南—南阳—荆门1 000 kV特高压交流输电，为最新应用。对特高压输电线路的电磁环境进行的一些研究，主要包括工频电场、工频磁场、无线电干扰和可听噪声等理论以及试验研究，并取得了一系列成果。特高压输电线路工频电磁场对其附近的人和生态是否会带来危害，一直以来都是大众十分关心的问题。通过特高压试验线路或正在运行的超高压线路进行电磁测量和生物效应研究，作为主要依据来制定电磁环境限值。线路产生的电磁场已经成为输电工程中关键的影响因素[4]。因此，电磁场的数值计算成为特高压输电的一个关键技术。工程电磁场数值计算方法，主要包括有限元法以及逐次镜像法、模拟电荷法、矩量法等[5]。文献[3]提出了基于有限元法建立模型，计算分析了特高压紧凑型输电线路附近场强以及导线表面场强。文献[6]采用了逐次镜像法计算特高压输电线路各种塔型导线下方电场强度和导线表面场强。文献[7]利用复镜像理论计算了特高压输电线路工频磁场，但是求解误差受到镜像次数影响，如果导线间的最小距离与导线半径比值越大，镜像次数越少，那么误差会变大。……