跨越建筑物的高压输电线三维电场仿真

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第35卷第12期亮氧电力Vol

2、35No．12EastChinaElectricPower20o7年12月Dec．2o07跨越建筑物的高压输电线三维电场仿真黄峰。孙苓生(上海交通大学电气工程系，上海200030)摘要：传统的二维模型已不能正确描述输电线下存在建筑物时高压线下工频电场分布，提出了采用模拟电荷法，综合考虑线路弧垂，建立有建筑物时工频电场的三维数学模型，对电场进行仿真，给出仿真结果，与没有建筑物时比较，有建筑物时电场分布更加复杂，并产生畸变点。最后按此模型采用目前流行的VC和Mat

3、lab混合编程的方式编制了仿真软件。关键词：高压输电线；建筑物；三维电场；VC和MATLAB混编作者简介：黄峰(1982．)，男，硕士研究生，研究方向为电力系统自动化及计算机测控技术。中图分类号：TM835、4文献标识码：B文章编号：1001-9529(2007)12-0041-033-DsimulationofelectricfieldsforhighvoltagetransmissionlinesoverbuildingsHUANG，lg，SUNLing—sheng(Dept．ofElectricalEngineering，Shang

4、haiJiaotongUniv．，Shanghai200030，China)Abstract：Sincethetraditional2一DmodelCannotcorrectlydescribethepowerfrequencyelectricfielddistributionan—derthehighvoltagelinewithbuildingsconstructedbeneaththeline．the3-Dmathematicmodelispresentedwhicha-doptsthechargesimulationmethoda

5、ndconsidersthelinesag．The3-Dmodelwasusedtosimulatetheelectricfield．andtheresultsaregiven．Comparedwiththeno-buildingsituation，theelectricfielddistributionwithbuildingsismorecomplicatedwithaberationpoints．ByusingthemixedprogrammingofthepopularVCandMatlab，thesimula-tionsoftw

6、arewasfinallydevelopedbasedonthemode1．Keywords：highvoltagetransmissionline；building；3-Delectricfield；mixedprogrammingofVCandMatlab毗邻居民住宅区高压线的工频电磁场是否会对长期生活在其环境中的居民产生有害影响，成为整个社会普遍关心的问题¨4。。传统的高压输电线模型或是将线路看作无限长导线，或是考虑了线路的弧垂，但没有考虑有建筑物时的情况，因此，建模时无法脱离二维理想环境本质。本文所建立的模型将综合考虑线路弧垂和建

7、筑物两种情况，希望能从这个模型的研究中，总结出高压输电线路在较复杂环境中的三维电场分布。图1计算模型1模型计算大地等电位(对于5OHz的工频电场，建筑物可以1．1模型建立看作是良导体)，仍用镜像法求解。为了保证建选择模拟电荷法进行静电场的计算，模型如筑物表面的电位为零，设置一组三维空间的模拟图1所示。在考虑输电线路的弧垂时，可以采用点电荷，其位置为各个线的交点处(均在建筑物分段等效方法，把输电线分为若干小段(若有避表面的内侧或建筑物附近地面的下侧)。雷线，同样考虑)。每一小曲线段近似地认为电选择匹配点是为了利用给定的边界条件计算荷密度是相

8、等的。这样就可以用每一曲线线电荷各个模拟电荷的大小，匹配点一般选在与模拟电的叠加来计算某点的场强和电位。荷对应的边界面上，即导线表面、建筑物表面或地高压输电线路下有建筑物时，建筑物表面与面上，匹配点的数量一般和模拟电荷的数量相等。维普资讯http://www.cqvip.com42(总1166)凳慕电力利用迭加原理可以写出各线电荷匹配点和点电荷式中d=(一)+(％一y)+(一)匹配点的电位。d=(一Xi)+(％一Yi)+(一)1．2点电荷电位系数计算图2所示的点电荷与其镜像在空间一点P所产生的电位为：1．4点电荷与线电荷密度计算由模拟电荷

9、法知模拟电荷的电位表达式：(7)式中P—一线电荷与点电荷的混合电位系数矩阵；——各导线线电荷密度列向量；一——点电荷列向量；——各导线电压和匹配点电压列向量。图2模拟点电荷计算解以上电位系数矩