特高压输电路线电磁环境的数值仿真研究

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  【摘 要】特高压的输电线路所产生的电磁场对于周围的电磁环境都是具有一定影响的,我们对一条评估输电线路的标准化影响是一个十分复杂却又比较重要的课题。本文就以超高压输电线路中产生的电磁场的仿真数据作为研究对象,并结合所研究问题的基本特点,在众多的电磁场数值计算的方法中选择可行性的方法进行基础性的方式进行研究,旨在对于模拟的电荷方法、优化模拟的电荷方法以及模拟的电流方法进行研究分析。
  【关键词】特高压输电;电磁环境;数据仿真
  随着现代社会的不断发展,电子以及电气方面的设备使用无疑是更为广泛了,运行中的各类电子与电气产品大多都是伴随着电磁能量方面的转换而得以进行高密度宽频道的电磁输出。从这个意义上来说,现代的电子系统以及电磁环境几乎是同时出现的,他们在这个过程中构成了一个可以用来对电子系统的性能评价继续处理的良好平台,继而应运而生一个所谓的电磁兼容概念。
  所谓的电磁兼容,其实主要是指电子系统在一个电磁环境过程中从事的相互之间的兼顾化处理,以及电子设备或者系统在电磁的环境中能够十分顺畅的进行正常化的工作运行。在全世界都在不断推崇电磁化环境保护的今天,我们更要特别重视通信、电力这类大型的设备以及交通运输过程中给人类电磁带来的巨大干扰,这种干扰甚至在很大程度上成为了我们学习如何保护环境,如果更好的治理环境的重要问题。
  1 特高压输电路线对于电磁环境方面的影响
  电磁环境是在所有不同场合中将电磁现象进行归纳总结的一个总和,能够对电磁的环境进行影响的原因有很多,很重要的几点就是电磁方面的巨大辐射,这些辐射会带来巨大的污染,使得电磁的环境质量变得不够纯粹,严重的还会对电子设备等进行比较大的干扰。在国外,科学家们早就对这一问题有了比较强列的敏感性,并针对这一问题从事了大量的调研取证工作,特别重要的一点就在于国外在电磁兼容以及环境保护两个方面都制定了相应的标准,譬如考虑到电磁对于人体健康方面的影响,大多数国家都规定在距离地面一米的高度上电场的强度都应该设置在每米3千伏以下,另外,在对一些长期工作在电磁环境下的工作人员的分析中,也可以发现,对于平均电场强度为每米7.8到10千伏的环境中,每45名工作人员中就有26名会患神经衰弱,有12人左右会出现心血管问题,14人的心电图出现异常情况等。这些数据都以不争的事实告诉我们,超高压的线路中电磁场必然会给人们的健康带来损害,我们需要针对这样的超高压输电线路进行一个比较强干扰的深入研究与探索。
  2 特高压输电线路电磁场数据仿真的国内外情况研究
  国外对于特高压的输电路电磁场的数据早就有一个相对全面的分析,在国外科技人员做出的数据统计过程中,具有一些相对比较成熟的软件包作为辅助,扑入,NEC电磁场数值的计算机软件处理包,这种处理包主要也是使用矩量的方式来进行辐射磁场的研究开发,并且不断解决在这个过程中的几十个相应工程方面的计算问题。我们还会采用模拟电荷的方法来进行处理,在这个处理的过程中,我们一般都是结合比较平坦的地面来进行仿真设计研究,像许多平原地区是地势比较平坦的,我们就可以有倾向性的将地面假设成一个平面,对于一些丘陵或者山地地区,我们通常不使用这种方式进行计量。另外,随着社会的发展,土地资源的不断稀缺,为了节省线线而架设的回廊占地也通常采用特高压的输电路线进行处理,但在这方面的数值研究还存在缺失,需要我们进一步对其进行探索。
  3 特高压输电路线电磁环境数值仿真计算方法分析
  首先,我们采用有限差分方法进行仿真计算,这种方法是一种使用最早的方法,这种方法主要是采用微偏分的方程定解来进行数学模型的构建,基本思想还是利用网格化的线路将一些固定化区域中的离散化函数分解为网格离散点中的相应结合体,然后使用我们常用的差分原理的方式来进行编导数的解答,最终转化成了一组对于相应的差分方程式的解答问题。继而求出这种插值方式的近似值,作为我们进行特高压输电路线电磁环境数值分析的重要参考。其次,我们还可以采用有限的元法进行分析,这种分析方式是上世纪五十年代首先提出的,这种方式是以变分的理论作为思考的基础,把要进行求解的方程数学模型转化成基本的变分问题进行解答,采用这种方式进行计算的核心就在于使用剖分的差值方式计算,主要是将研究的连续场分隔成为几个有限的单元,在这些单元中使用简单的插值函数来进行解答,在我们进行自然边界条件的解答过程中,一般都不建议将这些问题单独列出来,这样做可以很明显的起到进一步简化相关方法步奏的作用。
  4 模拟电磁电荷发的基本思想综述以及应用分析
  总而言之,研究特高压输电线路的电磁环境方面的数值是有着十分重要的意义的,也是十分必要的,我们在进行这个问题的研究过程中,一定要首先拥有探索的精神,要不断收集大量的文献资料,认真进行学习和研究,不断进行优化与模拟,对在进行研究的过程中抓到的典型问题进行认真的分析以及误差方面的计算,不断反复地验证这些数值的可信程度,从而为更好的将这些仿真的数值应用到特高压输电线路的电场以及磁场计算过程中奠定基础。
  参考文献:
  [1]王定海.电磁兼容原理与设计[J].电子科技大学出版社;2011(8).
  [2]高小刚,吴志友.21世纪环境电磁学及电磁兼容技术分析[J].邮电设计技术,2010.
  [3]梁保颖,高玉生.高压输变电设备电磁辐射环境影响分析[J].电力环境,2012(7).
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