一种建筑物上方工频电场计算方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种建筑物上方工频电场计算方法及装置。其中，方法包括：利用预先建立的交流架空线路模型和模拟电荷法，确定地面预设高度处的场强分布曲线；根据不同尺寸建筑物的畸变系数曲线计算结果，利用拟合公式确定不同尺寸建筑物的畸变系数拟合曲线；利用建筑物的畸变系数拟合曲线和地面预设高度处的场强分布曲线，结合建筑物和等效单根导线间的距离，计算建筑物上方预设高度处的工频场强幅值。计算建筑物上方预设高度处的工频场强幅值。计算建筑物上方预设高度处的工频场强幅值。

【技术实现步骤摘要】
一种建筑物上方工频电场计算方法及装置


[0001]本专利技术涉及工频电场计算领域，并且更具体地，涉及一种建筑物上方工频电场计算方法及装置。

技术介绍

[0002]目前我国正在大力建设以特高压电网为骨干网络，各级电网协调发展的坚强智能电网，线路里程规模巨大，尤其是交流超、特高压电网，在各地形成复杂的“环网”，其输送电能的同时也存在着工频电场、工频磁场、可听噪声和无线电干扰等电磁环境问题。
[0003]民房平台是居民重要而频繁的活动区域，根据《环境影响评价技术导则输变电工程》(HJ24
‑
2014)中的评估要求，在交流输电线路设计时，需要考虑线下附近区域及民房平台上方的环境敏感点处距离地面1.5m高的工频电场，保证其不超过限值要求。HJ24
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2014只提供了地面工频电场的预测方法，对于建筑物上方电场的预测，一般采用预测空间位置工频电场(如建筑物高3m，则预测4.5m工频电场)或将地面提高的方法(如建筑物高3m，则将地面提高3m)，两种方法均不能准确计算建筑物上方电场强度。此外，可使用模拟电荷法或有限元法对上述电场进行预测，其问题在于需要对具体问题建模分析，即在预测过程中需针对不同尺寸的建筑物和不同线路进行建模，对于线路设计这种需要大规模预测的问题效率较低，应用具有一定的局限性。
[0004]因此，现有的建筑物上方工频电场计算方法存在计算准确性差以及效率低的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的建筑物上方工频电场计算方法存在计算准确性差以及效率低的技术问题，本专利技术提供一种建筑物上方工频电场计算方法及装置。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供了一种建筑物上方工频电场计算方法，包括：
[0007]利用预先建立的交流架空线路模型和模拟电荷法，确定地面预设高度处的场强分布曲线；
[0008]根据建筑物尺寸的畸变系数曲线计算结果，利用拟合公式确定不同尺寸建筑物的畸变系数拟合曲线；
[0009]利用建筑物的畸变系数拟合曲线和地面预设高度处的场强分布曲线，结合建筑物和等效单根导线间的距离，计算建筑物上方预设高度处的工频场强幅值。
[0010]可选地，利用预先建立的交流架空线路模型和模拟电荷法，确定地面预设高度处的场强分布曲线，包括：
[0011]利用预先建立的交流架空线路模型，计算输电线路等效单根等效单根导线的半径；
[0012]基于等效单根导线的半径，采用模拟电荷法并结合镜像法，在等效单根导线内和以地面为基线的对称位置设定模拟线电荷，在等效单根导线表面选取匹配点，计算等效单
根导线中的模拟线电荷密度；
[0013]根据等效单根导线中的模拟线电荷密度，计算地面预设高度处的平行地面(x)方向电场强度分量和垂直地面(y)方向电场强度分量；
[0014]根据平行地面(x)方向电场强度分量和垂直地面(y)方向电场强度分量，确定地面预设高度处的场强分布曲线。
[0015]可选地，根据不同尺寸建筑物的畸变系数曲线计算结果，利用拟合公式确定不同尺寸建筑物的畸变系数拟合曲线之前，该方法还包括：
[0016]建立一定种类尺寸的建筑物算例，并建立与各个种类尺寸的建筑物算例对应的场域模型；
[0017]基于场域模型和有限元法，计算建筑物上方的电场强度；
[0018]根据建筑物上方的电场强度和给定的匀强电场值，确定建筑物上方的畸变系数曲线计算结果。
[0019]可选地，根据不同尺寸建筑物的畸变系数曲线计算结果，利用拟合公式确定不同尺寸建筑物的畸变系数拟合曲线，包括：
[0020]根据不同尺寸建筑物的畸变系数曲线计算结果，确定不同尺寸建筑物的畸变系数的最大计算值和最小计算值；
[0021]利用曲线拟合确定畸变系数的最大计算值和最小计算值与建筑物高度以及建筑物长度之间的函数关系；
[0022]利用函数关系确定畸变系数的最大拟合值和最小拟合值；
[0023]根据畸变系数的最大拟合值和最小拟合值，利用二次函数拟合获得建筑物上表面的畸变系数拟合曲线。
[0024]可选地，利用建筑物的畸变系数拟合曲线和地面预设高度处的场强分布曲线，结合建筑物和等效单根导线间的距离，计算建筑物上方预设高度处的工频场强幅值，包括：
[0025]根据建筑物和等效单根导线间的距离，将建筑物的畸变系数拟合曲线进行平移；
[0026]根据平移后的建筑物的畸变系数拟合曲线和地面预设高度处的场强分布曲线，计算建筑物上方预设高度处的工频电场强度幅值。
[0027]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种建筑物上方工频电场计算装置，包括：
[0028]第一确定模块，用于利用预先建立的交流架空线路模型和模拟电荷法，确定地面预设高度处的场强分布曲线；
[0029]第二确定模块，用于根据建筑物尺寸的畸变系数曲线计算结果，利用拟合公式确定不同尺寸建筑物的畸变系数拟合曲线；
[0030]计算模块，用于利用建筑物的畸变系数拟合曲线和地面预设高度处的场强分布曲线，结合建筑物和等效单根导线间的距离，计算建筑物上方预设高度处的工频场强幅值。
[0031]可选地，第一确定模块，具体用于：
[0032]利用预先建立的交流架空线路模型，计算输电线路等效单根等效单根导线的半径；
[0033]基于等效单根导线的半径，采用模拟电荷法并结合镜像法，在等效单根导线内和以地面为基线的对称位置设定模拟线电荷，在等效单根导线表面选取匹配点，计算等效单根导线中的模拟线电荷密度；
[0034]根据等效单根导线中的模拟线电荷密度，计算地面预设高度处的平行地面(x)方向电场强度分量和y方向电场强度分量；
[0035]根据平行地面(x)方向电场强度分量和y方向电场强度分量，确定地面预设高度处的地面场强分布曲线。
[0036]可选地，该装置还包括第三确定模块，用于：
[0037]建立一定种类尺寸的建筑物算例，并建立与各个种类尺寸的建筑物算例对应的场域模型；
[0038]基于场域模型和有限元法，计算建筑物上方的电场强度；
[0039]根据建筑物上方的电场强度和给定的匀强电场值，确定建筑物上方的畸变系数曲线计算结果。
[0040]可选地，第二确定模块，具体用于：
[0041]根据不同尺寸建筑物的畸变系数曲线计算结果，确定不同尺寸建筑物的畸变系数的最大计算值和最小计算值；
[0042]利用曲线拟合确定畸变系数的最大计算值和最小计算值与建筑物高度以及建筑物长度之间的函数关系；
[0043]利用函数关系确定畸变系数的最大拟合值和最小拟合值；
[0044]根据畸变系数的最大拟合值和最小拟合值，利用二次函数拟合获得建筑物上表面的畸变系数拟合曲线。
[0045]可选地，计算模块，具体用于：
[0046]根据建筑物和等效单根导线间的距离，将建筑物的畸变系数拟合曲线进行平移；
[0047]根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种建筑物上方工频电场计算方法，其特征在于，包括：利用预先建立的交流架空线路模型和模拟电荷法，确定地面预设高度处的场强分布曲线；根据建筑物尺寸的畸变系数曲线计算结果，利用拟合公式确定不同尺寸建筑物的畸变系数拟合曲线；利用建筑物的畸变系数拟合曲线和地面预设高度处的场强分布曲线，结合建筑物和等效单根导线间的距离，计算建筑物上方预设高度处的工频场强幅值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用预先建立的交流架空线路模型和模拟电荷法，确定地面预设高度处的场强分布曲线，包括：利用预先建立的交流架空线路模型，计算输电线路等效单根导线的半径；基于等效单根导线的半径，采用模拟电荷法并结合镜像法，在等效单根导线内和以地面为基线的对称位置设定模拟线电荷，在等效单根导线表面选取匹配点，计算等效单根导线中的模拟线电荷密度；根据等效单根导线中的模拟线电荷密度，计算地面预设高度处的平行地面(x)方向电场强度分量和垂直地面(y)方向电场强度分量；根据平行地面(x)方向电场强度分量和垂直地面(y)方向电场强度分量，确定地面预设高度处的场强分布曲线。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据不同尺寸建筑物的畸变系数曲线计算结果，利用拟合公式确定不同尺寸建筑物的畸变系数拟合曲线之前，还包括：建立一定种类尺寸的建筑物算例，并建立与各个种类尺寸的建筑物算例对应的场域模型；基于场域模型和有限元法，计算建筑物上方的电场强度；根据建筑物上方的电场强度和给定的匀强电场值，确定建筑物上方的畸变系数曲线计算结果。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据不同尺寸建筑物的畸变系数曲线计算结果，利用拟合公式确定不同尺寸建筑物的畸变系数拟合曲线，包括：根据不同尺寸建筑物的畸变系数曲线计算结果，确定不同尺寸建筑物的畸变系数的最大计算值和最小计算值；利用曲线拟合确定畸变系数的最大计算值和最小计算值与建筑物高度以及建筑物长度之间的函数关系；利用函数关系确定畸变系数的最大拟合值和最小拟合值；根据畸变系数的最大拟合值和最小拟合值，利用二次函数拟合获得建筑物上表面的畸变系数拟合曲线。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用建筑物的畸变系数拟合曲线和地面预设高度处的场强分布曲线，结合建筑物和等效单根导线间的距离，计算建筑物上方预设高度处的工频场强幅值，包括：根据建筑物和等效单根导线间的距离，将建筑物的畸变系数拟合曲线进行平移；根据平移后的建筑物的畸变系数拟合曲线和地面预设高度处的场强分布曲线，计算建筑物上方预设高度处的工频电场强度幅值。
6.一种建筑物上方工频电场计算装置，其特征在于，包括：第一确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐吉来，万保权，张建功，干喆渊，张亮，路遥，张业茂，刘兴发，谢辉春，刘震寰，万皓，贺伟，廖正海，王延召，倪园，李妮，赵军，胡静竹，滕子涵，祁鹏，鲁浩男，
申请(专利权)人：国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：