架空线路电压反演的电场测量法研究

作者：白雄雄

来源：铁道工程学报, 2023, 40(03): 84-109.

• 电磁场
• 输电线路
• 电压反演算法

研究目的:电力系统中架空输电线路的电压检测主要以电压互感器为主，而传统互感器存在体积大、难以移动、需断电安装、可能引发铁磁谐振等缺点，使得地形不便地区的高压输电线的电压监测难度较大。针对该问题，本文基于电磁场镜像法建立110 kV三相架空输电线路的电场计算模型，研究其电场分布特点，接着论证电场测量用于架空线路电压反演计算的可行性，提出基于电场传感器阵列测量导线三相电场的电压反演算法，实现缩比架空线路模型的电压反演。研究结论:(1)基于电磁场镜像法建立了架空线路的电场计算模型，理论分析了110 kV三相架空线路的电场分布特点，结果表明，架空线路下方地面的场强幅值分布呈“双峰”形；(2)基于对110 kV三相架空线路的电场分布特点的研究，提出基于三相电场测量的架空线电压反演算法，理论分析证明，通过测量三相导线下方的垂直方向三相电场，可以进行架空线三相电压的反演计算；(3)基于电压反演算法的研究，在实验室内搭建了110 kV三相输电线路的比例微缩模型，实验验证了算法的准确性，实验结果表明，对于所建立的实验模型，电压反演算法的幅值误差在3.31%以内，相角误差在2°以内；(4)本研究成果可为架空线电压监测提供理论依据。