Расчет электрического поля создаваемого высоковольтными линиями электропередачи ОАО Костромаэнерго (стр. 4 из 9)
На основании (2.1) и (2.2) можно заключить, что мгновенные значения вертикальной и горизонтальной составляющих напряженности в данной точке пространства изменяются во времени по закону синуса:
; (2.3) 
;Мгновенное значение результирующей напряженности согласно рисунку 2.1:
(2.4)где
и 
– соответственно амплитуды и мгновенные значения горизонтальной и вертикальной составляющих напряженности поля; 
и 
– фазы горизонтальной и вертикальной составляющих напряженности поля, которые, как следует из (2.1) равны; 
(2.5)Записывая результирующую напряженность как вектор, изменяющийся во времени и на комплексной плоскости (пространстве), получим
(2.6)где с учетом (2.3)
(2.7) 
(2.8)где
– направление результирующего вектора 
в данный момент времени; 
– мгновенное значение этого вектора.Анализ выражений (2.7) и (2.8) показывает, что в каждой точке пространства, окружающего проводники линии электропередачи, конец результирующего вектора напряженности электрического поля
, описывает эллипс (рисок 2.2 б) за период времени, равный периоду изменения напряжения на фазах линии электропередачи.
| а | б |
Рисунок 2.2 - Изменение электрического поля в точке М плоскости поперечного сечения линии: а - во времени горизонтальной Ex и вертикальной Ey составляющих; б - в пространстве направления a и во времени Т результирующей напряженности Е
| 1) a = 0°, T=0; 2) a = 54,7°, T = 45; 3) Emax, a = 68,34°, T=82,98; 4) a = 70,5°, T=90; 5) a = 90°, T=135; 6) a = 180°, T=180; 7) a = 234°, T=225; 8) a = 250,5°, T=270; 9) a = 270°, T=315; 10) Emin, a = - 21,66°, T= -7,02; |
Таким образом, в какие - то моменты времени величина результирующего вектора
принимает максимальное и минимальное значения. Чтобы найти эти экстремальные значения, нужно взять производную по времени от выражения и приравнять ее к нулю: 
(2.9)Решая уравнение (2.9), с учетом (2.8) получаем значения времени, при которых
принимает экстремальные значения:
(2.10)где
; 
Подставляя (2.10) в (2.7) и (2.8), находим экстремальные значения результирующей напряженности поля:
(2.11) 
а так же их направления:
(2.12) 
Действующее значение напряженности в точке М пространства найдем по формуле изменения периодической величины:
(2.13)Таким образом, горизонтальная
и вертикальная 
составляющие внешнего поля, создаваемого проводниками линии, синусоидальны, тогда как закон изменения во времени результирующего поля 
не синусоидален.На рисунке 2.2 в качестве примера, представлены графики, показывающие изменение величин
во времени и пространстве, для случая 
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ, СОЗДАВАЕМОГО КОРИДОРАМИ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ
Исследование электрического поля линий электропередачи были проведены для всех 16-ти коридоров. Эти коридоры состоят из следующих сочетаний линий: 10/110/110/110; 10/110/110/500; 10/35; 10/35/110; 10/500; 110/110; 110/110/110; 110/110/110/500; 110/110/35/35/220; 110/500; 110/500/110; 220/220; 220/220/220/220/500; 220/35; 220/500; 220/500/220/35.
Электрическое поле обычных (традиционных) ЛЭП исследовано на кафедре ИТВЭ как в нормальных, так и в аварийных режимах работы.
Однако, в каждой энергосистеме существуют коридоры из параллельных линий, присущие только этой энергосистеме. В основном это линии, отходящие от электростанций или от мощных подстанций.
Представляет интерес исследование электрических полей таких коридоров, проходящих по Костромской области. Эти коридоры не заходят в города, а проходят вблизи с/х объектов: птичников, садов и полей, т.е. воздействию от таких коридоров подвергаются в первую очередь жители и работники сел, а так же животные.
Для проведения исследований были получены данные (от ОАО «Костромаэнерго») обо всех коридорах ЛЭП, проходящих по Костромской области, которые представлены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Данные о коридорах ЛЭП в ОАО «Костромаэнерго».
| Номер п/п | Наименование ВЛ (название, класс напряжения (кВ), место измерения) | Влияющие ВЛ (название, класс напряжения,кВ) | Расстояние между ВЛ, м |
| 1 | ВЛ-110 Галич-Антропово(р) Оп.№154 | ВЛ-110 Нея-Антропово(т) | 40 |
| 2 | ВЛ-220 Борок-Галич Оп.№10,88,166 | ВЛ-500 КАЭС-Вятка | 55 |
| 3 | ВЛ-220 Борок-Галич Оп.№166,183,188 | ВЛ-220 Кострома-Галич | 50 |
| 4 | ВЛ-220 Борок-Галич Оп.№166,173 | ВЛ-35 Галич-ПТФ | 40 |
| 5 | ВЛ-220 Борок-Галич Оп.№166 | ВЛ-500 КАЭС-Вятка ВЛ-220 Кострома-Галич ВЛ-35 Галич-ПТФ | 55 55 40 |
| 6 | ВЛ-110 Галич-Антропово(р) Оп.№152 | ВЛ-500 КАЭС-Вятка | 50 |
| 7 | ВЛ-110 Борок-Галич (т) Оп.№1 | ВЛ-110 Борок-Новая ВЛ-110 Борок-Буй | 40 40 |
| 8 | ВЛ-110 Галич-Антропово(т) Оп.№152 | ВЛ-500 КАЭС-Вятка ВЛ-110 Галич-Антропово(р) | 50 50 |
| 9 | ПС Лопарево ф10-03 Оп.№49,56 | ВЛ-500 КАЭС-Вятка | 40 |
| 10 | ПС Галич ф10-03 Отпайка на Шокшу Оп.№1,2,3 | ВЛ-110 Галич-Антропово(2 цепн.) Пересеч.ВЛ-110 Галич-Чухлома | 30 40 |
| 11 | ВЛ-110 Шарья(р)-Поназырево(т) Оп.№33 | ВЛ-110 Шарья(т)-Поназырево(т) ВЛ-110 Шарья(р)-Рождественское ЛЭП-500 КАЭС-Вятка | 40 40 50 |
| Продолжение таблицы 3.1 | |||
| 12 | ВЛ 10КВ Ф 10-04 от РУ Поназырево10кВ.до ф 10-09 ПС Якшанга 110/10 кВ Опора №100 | ВЛ 110 Шарья(р)-Поназырево(т) ВЛ 110 Шарья(т)- Поназырево(т) ЛЭП-500 КАЭС-Вятка. | 30 40 50 |
| 13 | ВЛ ф 10-03 ПС Ильинское35/10кВ. Опора №11 | ВЛ-35 Боговарово -Ильинское | 25 |
| 14 | ВЛ ф 10-05 ПС Пыщуг 110/35/10 кВ. Опора №112 | ВЛ-35 Пыщуг-Кривячка Вл-110 Пыщуг-Новинское | 25 35 |
| 15 | ВЛ 110 КВ от ПС Кострома-2 до ТЭЦ-2. | ВЛ 110 КВ от ПС Кострома-2 до ТЭЦ-2. ВЛ 35 КВ от ПС Кострома-2 на Никольское. ВЛ 35 КВ от ПС Кострома-2 на Караваево. ВЛ 220 КВ от ПС Кострома-2 на Галич. | 40 35 30 40 |
| 16 | ВЛ 220 КВ от ПС Костромской ГРЭС (двухцепная). | ВЛ 220 КВ от ПС Костромской ГРЭС (двухцепная). ВЛ 500 КВ от ПС Костромской ГРЭС. | 50 55 |
Допустимые охранные зоны ЛЭП согласно ПУЭ представлены в таблице 3.2.
Таблица 3.2 – Допустимые охранные зоны воздушных линий электропередач (согласно ПУЭ/Минэнерго РФ. - 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 2000. - 648с.)
| Класс напряжения ВЛ, кВ | Охранная зона ВЛ, м |
| До 1 | 2 |
| 1-20 | 10 |
| 35 | 15 |
| 110 | 20 |
| 150,220 | 25 |
| 330,400,500 | 30 |
| 750 | 40 |
| 1150 | 55 |
Зона вдоль переходов через водоемы: 100 м для несудоходных водоемов (для судоходных водоемов охранные зоны как на суше).
На основе данных таблиц 3.1 и 3.2, а так же справочной литературы были составлены исходные данные по всем коридорам, которые необходимы для задания в компьютерную программу, разработанную на кафедре ИТВЭ.