輸電線路無線電幹擾的計算研究
行業科技
作者：蔡禮 張義平 萬俊俊
【摘要】電磁環境參數的計算是輸變電工程設計和環境影響評價中的一項重要工作。其中無線電幹擾是高壓輸電線路的重要環境影響因素，同時也是選取導線和杆塔參數的重要限製因素，因此研究線路的無線電幹擾問題有著非常重要的理論和現實意義。激發函數法是目前交流輸電線路中計算無線電幹擾的重要參考方法。本文闡述了激發函數法的含義和計算無線電幹擾的過程。通過算例比對，分析了激發函數法受地線是否存在與模態轉化的影響。最後分析了可能影響無線電幹擾的重要因素，如土壤電阻率、導線表麵場強等。
【關鍵詞】輸電線路，無線電幹擾，激發函數，電暈
0引言
高壓輸電線路產生的無線電幹擾大致可以分為兩大類：火花放電幹擾和電暈幹擾。無線電幹擾是選取導線和杆塔參數的重要限製因素，在很大程度上影響著電網建設成本。故研究特高壓線路的無線電幹擾問題有著非常重要的理論和現實意義。
1無線電幹擾的計算
對於導線分裂數不大於4的線路，經驗法計算單相交流線路的無線電幹擾如下：
對於三相導線來說，可以分別計算三相導線的無線電幹擾E1、E2和E3，假設E1≥E2≥E3，如果E1≥E2≥3dB，則三相總的無線電幹擾為E=E1；否則三相總的無線電幹擾為E=（E1 +E2）/2+1.5。此外，同塔多回交流線路的無線電幹擾同理可得。
而於分裂數大於 4 的線路推薦用激發函數法計算。主要步驟有：1）激發函數的計算及氣象條件的修正
大雨條件下的計算公式為
式中Emax為單相導線表麵最大電場（kV/cm）；d為子導線直徑（cm）；n為子導線分裂數。同時根據不同氣象條件進行修正。
2）模量變換計算幹擾場強的分布
導線上產生電暈，三相輸電線的電暈電流微元可用激發函數求得
式中I為電暈在各相導線中產生的電流密度矩陣，其非對角元素反映了相導線間的耦合；且C為輸電線電容矩陣，Γ為激發函數矩陣，ε0為空氣的介電常數。
3算例分析與討論
以某1000kV雙回特高壓線路為例，I串鼓型布置，逆相序方式，計算電壓按1050kV考慮，導線弧垂為21m，地線弧垂為18m。地線一根采用LBGJ-240-20AC，另一根采用OPGW-240。導線最低對地高度為21m。輸送容量為2×6500MW。功率因數為0.95，導線表麵粗糙係數取0.85，土壤電阻率為100Ω·m。
導線8分裂，分裂間距400mm，采用國家標準的激發函數，計算導線最低對地高度21m時線路的無線電幹擾水平。對比數據為中國電科院激發函數法計算結果。
本文計算結果與對比數據相比略大，誤差不超過5%，一致性較好。
1）導線分裂數對無線電幹擾的影響
在分裂間距不變（400mm）的情況下，考慮分裂根數為6、7、8、9、10，得到無線電幹擾隨分裂數的變化。
無線電幹擾水平隨分裂數的增加而減小，其原因在於導線表麵場強的顯著減小。分裂根數從6開始，每增加1根，無線電幹擾下降約4dB。分裂根數從6增加到10，無線電幹擾下降約14dB，下降幅度約25%。適當地增加分裂數是降低無線電幹擾的有效措施。但盲目分裂導線的數目，同時容易加劇導線振動、覆冰等問題。
4總結。本章闡述了激發函數含義，基於激發函數計算無線電幹擾的過程，考慮到參考頻率為0.5MHz，推導了串聯阻抗的計算公式。介紹了多回線路無線電幹擾的合成方法。通過特高壓交流線路算例比對，與中國電科院計算結果相比，誤差不超過5%，證明本文方法的準確性。導線分裂數是影響無線電幹擾的重要因素，無線電幹擾水平隨分裂數的增加而減小，其原因在於導線表麵場強的顯著減小。因此，適當地增加分裂數是降低無線電幹擾的有效措施。