羅 玲

（鹽城供電公司，江蘇 鹽城 224002）

近年來，隨著我國國民經(jīng)濟的持續(xù)不斷發(fā)展，電力需求呈快速增長趨勢，為滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們的生活用電需要，同時減小線路走廊寬度及建設(shè)費用，常常將雙回平行的線路合并到同一基塔上，同塔雙回送電線路之間相互影響比較大，在電壓等級、電流等級、導(dǎo)線型號、分裂次導(dǎo)線根數(shù)、分裂次導(dǎo)線間距、對地高度等因素確定時，導(dǎo)線的排列方式就決定了高壓送電線路下工頻電磁場的分布，因此對同塔雙回高壓送電線路相序的研究有著重要的意義。

文章將利用靜電場理論對同塔雙回不同相序排列的高壓送電線下空間工頻電場強度和磁感應(yīng)強度進行計算，并根據(jù)其對環(huán)境產(chǎn)生的不同程度的影響，提出了優(yōu)化排列的概念。

1 工頻電場和磁感應(yīng)強度的計算

1.1 靜電場理論

電力線路的頻率為50 Hz，其波長為6000 km，而一條線路僅幾十或幾百千米[1]，所以在架空線路工程計算中，可以采用靜電場理論。如圖1所示，長度為ρ的導(dǎo)線1上分布著電荷線密度為Q的均勻電荷，將地面視為良導(dǎo)體，利用鏡像電荷-Q代替大地對計算點P的電場強度的影響，當(dāng)點P距離導(dǎo)線的間距L與導(dǎo)線長度ρ之比趨于零時，則導(dǎo)線在P點產(chǎn)生的電場強度E可由下式求出[2]：

圖1 導(dǎo)線1及其鏡像

選擇無窮遠處為點位參考點，電荷Q在P點產(chǎn)生的電位為

鏡像-Q在P點產(chǎn)生電位為

則P點的總電位為

1.2 電場強度的計算

假設(shè)計算點P分布在各導(dǎo)線表面，由式（1）計算各回路自互電位系數(shù)，如圖2所示。

圖2 自互電位系數(shù)計算圖

導(dǎo)線i的自電位系數(shù)

導(dǎo)線i的互電位系數(shù)

“趕一車稻草回家/在我的身后/夕陽落下山去?！蔽艺f，老馬，把“落”字改為“沉”字如何？老馬如遇知音，高興地說，你改得好，改得好。

式（5）中：Ri為各導(dǎo)線半徑，對于分裂導(dǎo)線可以用等效單根導(dǎo)線半徑代入，四分裂導(dǎo)線等效半徑Ri=，二分裂導(dǎo)線等效半徑Ri=，r為次導(dǎo)線半徑，d為次導(dǎo)線間距。

假設(shè)導(dǎo)線根數(shù)為n，由式（4—6）式得

已知導(dǎo)線表面電壓和自互電位系數(shù)，求出導(dǎo)線的等效電荷Qn，由此可得P點的電場強度

式中：Li為電荷Qi到P點之間的距離；Li'為電荷Qi的鏡像到P點之間的距離。

1.3 磁感應(yīng)強度的計算

如圖3所示，長度為ρ的導(dǎo)線1電流為I，計算點P距離導(dǎo)線的間距為L且與導(dǎo)線1長度ρ之比趨于零時，導(dǎo)線在P點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度可由下式求出：

圖3 導(dǎo)線1直線電流

式中：μ為真空磁導(dǎo)率，通常取μ=4π×10-7H/m，和電場強度計算不同的是關(guān)于鏡像導(dǎo)線的考慮，與導(dǎo)線所處高度相比這些鏡像導(dǎo)線位于地下很深的距離，因此只考慮空間的實際導(dǎo)線，忽略它的鏡像。

2 計算結(jié)果的比較與分析

同塔雙回送電線路，假設(shè)其中一回線路的相序為ABC，則另一回線路可以有6種不同的排列相序，即同相序（ABC）、異相序（ACB、BAC、BCA、CAB）和逆相序（CBA）。相序的排列方式不同，其工頻電磁場強度大小與分布也不同，根據(jù)靜電場理論對不同相序排列方式進行分析。以下計算采用表1所示的實際常見的線路設(shè)計參數(shù)。

表1 常見線路設(shè)計參數(shù)

（1）當(dāng)另一回路相序排列為CBA時產(chǎn)生的電場強度和磁感應(yīng)強度最小；

（2）當(dāng)另一回路相序排列為CAB或BCA或ACB時，這3種相序排列的回路產(chǎn)生的電場強度和磁感應(yīng)強度均大于（1）；

（3）當(dāng)另一回路相序排列為 ABC或者 BAC時，產(chǎn)生的電場強度和磁感應(yīng)強度最大。

由此可見，（1）所述相序?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生影響最小，其次為（2），影響最大的是（3）。

圖4 同塔雙回線路不同相序排列時地面1.5 m處最大電場強度與導(dǎo)線高度的關(guān)系

圖5 同塔雙回線路不同相序排列時地面1.5 m處最大磁感應(yīng)強度與導(dǎo)線高度的關(guān)系

3 結(jié)束語

同塔雙回高壓輸電線路對于110kV，220kV，500kV電壓等級，采用合適的相序排列方式，可有效減少線路對環(huán)境產(chǎn)生的工頻電磁場影響，使環(huán)境工頻電磁場水平達到盡可能底的目的，公眾可避免不必要的暴露，從而實現(xiàn)社會、經(jīng)濟和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

[1]竇 飛，李樹森.500kV同塔四回架空送電線路電場分布的研究[J].江蘇電機工程，2004（1）：11-16.

[2]曹 偉，徐立勤.電磁場與電磁波理論[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，1999.