CN109002648A - 基于cdegs的施工线路感应电压和电流的仿真计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种基于CDEGS的施工线路感应电压和电流的仿真计算方法，通过搭建CDEGS仿真模型，根据所获取的输电线路参数、地线参数、输电杆塔参数、输电线路沿线土壤电阻率参数，设置CDEGS软件中的输电线路相关参数，建立线路模型；根据获取的带电运行输电线路运行参数，在带电运行输电线路两端建立电压源和电流源，来计算施工线路的静电感应电压、静电感应电流、电磁感应电压和电磁感应电流。该方法能够准确评估施工架线线路上的感应电压和感应电流大小，及时做好安全措施，提高输电线路工作人员安全作业能力。
Description
技术领域
本发明属于电力***电磁兼容仿真计算领域，特别地涉及一种基于CDEGS的施工线路感应电压和电流的仿真计算方法。
背景技术
随着高压、特高压输电线路工程建设越来越多，在节省线路走廊、减少城市占用地的情况下，不可避免的会出现输电线路并行及交叉跨越的情况。在新线路施工架设过程中，由于与运行线路临近，带电导体与放线导体之间存在复杂的静电感应和电磁感应作用，在放线过程中就会产生相当高的感应电压和感应电流，严重危及人身和设备的安全。
根据研究表明，临近特高压交流线路的施工线路上感应电压可达到数十千伏，感应电流可达到数十安培。在进行线路架设时，如此高的电流和电压会对工作人员的安全造成很大的威胁。因此，如何评估施工架线线路上的感应电压和感应电流大小是目前迫切需要解决的问题。
本发明的目的即在于克服现有技术的不足，提出平行交流线路架线感应电压和电流的仿真计算方法，评估施工架线线路上的感应电压和感应电流大小，及时做好安全措施，提高输电线路工作人员安全作业能力。
发明内容
本发明提出一种基于CDEGS的施工线路感应电压和电流的仿真计算方法，包括以下步骤：
步骤1：获取电气基本参数
包括输电线路参数，地线参数，输电杆塔参数，输电线路沿线土壤电阻率参数，带电运行输电线路运行参数；
步骤2：搭建CDEGS仿真模型
根据所获取的输电线路参数、地线参数、输电杆塔参数、输电线路沿线土壤电阻率参数，设置CDEGS软件中的输电线路相关参数，建立线路模型；根据获取的带电运行输电线路运行参数，在带电运行输电线路两端建立电压源和电流源。
步骤3：感应电压和感应电流计算
根据步骤2的仿真模型计算施工输电线路的静电感应电压、静电感应电流、电磁感应电压和电磁感应电流。
进一步，输电线路参数包括输电线路型号、组合导线的内外半径、***数、***间距、弧垂、相序。
进一步，地线参数包括地线型号，组合导线的内外半径、弧垂。
进一步，输电杆塔参数包括杆塔型号、呼高、档距、导线在杆塔悬挂点。
进一步，带电运行线路运行参数包括运行线路电压等级、输送功率。
进一步，线路模型包括带电线路模型和施工线路模型。
进一步，计算输电线路静电感应电压时，感应的输电线路需两端开路；计算输电线路电磁感应电压时，感应的输电线路需一端接地，一端开路；计算静电感应电流时，感应的输电线路需一端接地，一端开路；计算电磁感应电流时，感应的输电线路两端均需接地。
附图说明
图1为本发明方法中基于CDEGS建立的输电线路仿真模型图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明结合CDEGS软件来对输电线路的感应电流和感应电压进行仿真计算。
CDEGS软件是由加拿大SES公司开发，是解决电力***接地、电磁场和电磁干扰等工程问题的工具软件。本发明将临交流线路施工时接地工况与CDEGS软件结合，综合考虑线路走向、弧垂、土壤电阻率等因素，建立输电线路杆塔接地网，能够更为准确地计算施工线路感应电压和感应电流。
一种基于CDEGS的施工线路感应电压和电流的仿真计算方法，包括以下步骤：
步骤1、获取电气基本参数，这些参数包括：
1)所涉及的输电线路参数，包括输电线路型号、组合导线的内外半径、***数、***间距、弧垂、相序；
2)所涉及的地线参数，包括地线型号、组合导线的内外半径、弧垂；
3)所涉及的输电杆塔参数，包括杆塔型号、呼高、档距、导线在杆塔悬挂点；
4)所涉及的土壤电阻率参数；
5)输电运行线路运行参数，包括运行线路电压等级、输送功率。
步骤2、搭建CDEGS仿真模型。
在CDEGS中计算电磁场时，所建立的模型都是基于圆柱形导体直线段的，可以定义导体的材料、半径、长度、电阻率等参数，还可以定义空心导体及带绝缘层的导体等，但这些都是基于线状导体的，对于面状或体状的金属设备是无法进行模拟的。根据这一特点，CDEGS软件中HIFREQ模块只能对高压带电线路建模，忽略了对于避雷器、互感器、断路器等设备的影响。HIFREQ模块中自带了SESCAD辅助模块，SESCAD是一个允许按一定的尺寸创建、修改、查看复杂的接地网络和地面上的金属结构的CAD程序，它可以用于建立HIFREQ的导体网络的图形工具。根据SESCAD中的三维坐标系，计算出模型结构的坐标，导入数据库，还可以考虑输电线路弧垂的影响，可更为准确的反应实际线路。也可按照hp＝hx-2f/3计算出导线对地平均高度hp，其中hx是悬挂点对地平均高度，f为导线计算弧垂。
根据带电线路运行电压和输送功率，电压源为相电压有效值，电流源为相电流有效值，其计算方法为：
P＝3UphIphcosθ或
如1000kV输电线路，输送功率5600MW，功率因数0.95时，根据计算公式，CDEGS建模时电压源设置为577350.3V，电流源设置为3403.3A。三相输电线路则需要定义相序角度，在建立导体时根据实际线路相序选择激励源。
依据步骤2建立带电线路模型和施工线路模型，根据实际线路运行电压和输送功率计算电压源和电流源，选择对应的线路相序，最后输入土壤电导率即可完成模型建立，模型如图1所示。
步骤3、感应电压和电流计算
(1)将施工线路路首、末端均短路接地，可得到不同运行线路潮流下的电磁感应电流。
(2)将每条线路首、末端均开路，可得到不同运行线路潮流下的静电感应电压。
(3)将每条线路一端短路接地，另一端开路，可得到不同运行线路潮流下的电磁感应电压、静电感应电流。
通过以上步骤可以精确地计算出在不同运行线路潮流下的感应电压、电流。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (7)
1.一种基于CDEGS的施工线路感应电压和电流的仿真计算方法，包括以下步骤：
步骤1：获取电气基本参数
包括输电线路参数，地线参数，输电杆塔参数，输电线路沿线土壤电阻率参数，带电运行输电线路运行参数；
步骤2：搭建CDEGS仿真模型
根据所获取的输电线路参数、地线参数、输电杆塔参数、输电线路沿线土壤电阻率参数，设置CDEGS软件中的输电线路相关参数，建立线路模型；根据获取的带电运行输电线路运行参数，在带电运行输电线路两端建立电压源和电流源；
步骤3：感应电压和感应电流计算
根据步骤2的仿真模型计算施工线路的静电感应电压、静电感应电流、电磁感应电压和电磁感应电流。
2.根据权利要求1所述的一种基于CDEGS的施工线路感应电压和电流的仿真计算方法，其特征在于：输电线路参数包括输电线路型号、组合导线的内外半径、***数、***间距、弧垂、相序。
3.根据权利要求1所述的一种基于CDEGS的施工线路感应电压和电流的仿真计算方法，其特征在于：地线参数包括地线型号，组合导线的内外半径、弧垂。
4.根据权利要求1所述的一种基于CDEGS的施工线路感应电压和电流的仿真计算方法，其特征在于：所述输电杆塔参数包括杆塔型号、呼高、档距、导线在杆塔悬挂点。
5.根据权利要求1所述的一种基于CDEGS的施工线路感应电压和电流的仿真计算方法，其特征在于：带电运行线路运行参数包括运行线路电压等级、输送功率。
6.根据权利要求1所述的一种基于CDEGS的施工线路感应电压和电流的仿真计算方法，其特征在于：所述线路模型包括带电线路模型和施工线路模型。
7.根据权利要求1所述的一种基于CDEGS的施工线路感应电压和电流的仿真计算方法，其特征在于：计算输电线路静电感应电压时，感应的输电线路需两端开路；计算输电线路电磁感应电压时，感应的输电线路需一端接地，一端开路；计算静电感应电流时，感应的输电线路需一端接地，一端开路；计算电磁感应电流时，感应的输电线路两端均需接地。
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