Моделирование и алгоритмизация проектирования воздушных ЛЭП с учетом электромагнитной безопасности

• Автор: Федоров, Дмитрий Михайлович
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 155 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И ПРИНЦИПОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ И АЛГОРИТМИЗАЦИИ ОПТИМАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВЛЭП
1.1. Обзор характеристик и возможностей современных программных систем проектирования ВЛЭП и моделирования распределения ЭМП
1.2. Воздушные ЛЭП - как объект автоматизированного проектирования
1.3. Анализ характера распределения электромагнитного поля ВЛЭП
1.4. Классификация принципов, методов и средств защиты от ЭМП промышленной частоты
1.5. Цель и задача исследования
2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭМП ВЛЭП
2.1. Математическая модель пространственного распределения ЭМП ВЛЭП, основанная на использовании метода зеркальных отображений
2.2. Математическая модель пространственного распределения ЭМП ВЛЭП, базирующаяся на конечно-разностном методе решения уравнения Лапласа
2.3. Моделирование распределения ЭМП ВЛЭП различной конфигурации
2.4. Анализ влияния зеленых насаждений на пространственное распределение ЭМП, создаваемого ВЛЭП
2.5. Основные выводы раздела

3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВЛЭП С УЧЁТОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
ЗЛ. Анализ ограничений при проектировании воздушной ЛЭП
3.2. Обоснование выбора Целевой функции оптимизационной задачи, основанной на функции приемлемого риска
3.3. Разработка комплексного двухэтагаюго алгоритма
оптимизации ВЛЭП с учётом электромагнитной безопасности
3.4. Основные выводы раздела
4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНЫХ И ИНФОРМАЦИОННЫХ СРЕДСТВ ПРОЦЕДУР ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВЛЭП С УЧЁТОМ ФАКТОРА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ
БЕЗОПАСНОСТИ
4.1 Структура информационного обеспечения процедур моделирования прокладки ВЛЭП
4.2 Структура программных средств подсистемы проектирования ВЛЭП
4.3 Графические средства визуализации результатов проектирования ВЛЭП
4.4 Анализ области применимости и адекватности разработанных алгоритмов проектирования ВЛЭП
4.5 Экспериментальные исследования эффективности 122 экранирования на промышленной частоте
4.6 Основные выводы раздела
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В настоящее время процесс проектирования воздушных линий электропередач (ВЛЭГТ) с учётом электромагнитной безопасности представляет собой комплекс многоплановых задач высокой сложности, требующих значительных материальных и временных затрат. Жесткая рыночная конкуренция, технологии прокладки воздушных линий электропередач развивающиеся высокими темпами, появление новых материалов, повышение надёжности в сочетании с уровнем безопасности воздушных линий электропередач, в том числе и по электромагнитному фактору, обуславливает всё более широкое использование систем автоматизированного проектирования (САПР) при разработке воздушных линий электропередач. САПР позволяющие решать такого рода задачи, на сегодняшний день очень дороги и специфичны. Всё это делает многие из этих систем не доступными для большинства предприятий различной формы собственности.
Уменьшения воздействия поля можно добиться тремя способами: организационными, инженерно-техническими, лечебно-профилактическими. На стадии проектирования объекта это достигается выбором оптимального комплекса способов и средств защиты от электромагнитного поля воздушных линий электропередач, реализуемого программным комплексом САПР.
Учитывая вышесказанное, целесообразна разработка средств автоматизации, обеспечивающих оптимальное проектирования воздушных линий электропередач с учётом электромагнитной безопасности.
Актуальность темы диссертации определяется необходимость
разработки соответствующих алгоритмов и математических моделей,
информационного и программного обеспечения для оптимизации
проектирования воздушных линий электропередач с учётом
электромагнитной безопасности. Разработанные методы позволят

составляющей напряжённости ЭМП 28+29 кВ/м ток через тело человека составляет 300+320 мкА при минимальной (2+4 кВ/м) величина тока была равна 30+40 мкА. В исследованиях не было замечено каких-либо существенных изменений у людей в эмоциональных характеристиках, сердечнососудистых и дыхательных системах, а также в работе зрительного и слухового анализаторов. Лишь урологи обнаружили некоторые отклонения от нормы. Из этих исследований можно сделать вывод, что хорошее экранирование при работах на линиях электропередачи и подстанциях, находящихся под напряжением до 345 кВ, обеспечивает достаточную защиту [14, 32, 33, 83].
Комплексное исследование персонала, обслуживающего открытые распределительные устройства, показали, что отклонения от нормы обнаруживаются в большей степени у представителей ремонтной группы, которые могут находиться в условиях воздействия электрического поля практически всю смену, а в аварийных случаях и более, по сравнению с дежурным персоналом время пребывания, которого в поле не превышает 2-2,5 часов за смену. У дежурных электриков в конце рабочего дня наблюдались следы выраженных изменений высших отделов центральной нервной системы, в то время как у ремонтного персонала в течение и после работы в ЭМП с превышением ПДУ по электрической составляющей напряжённости отмечались стойкие изменения не только высших отделов центральной нервной системы, но и низших ее звеньев и вегетативных функций. Эти изменения не только снижают уровень работоспособности персонала, но и ведут к развитию заболеваний центральной нервной системы, деквалификации специалистов, текучести кадров [32, 33].
Стаж работы в ЭМП большинства обследуемых был невелик (до трех лет), поэтому выявленные функциональные изменения рассматриваются, как начало неблагоприятного воздействия полей.
В исследованиях последнего времени отмечаются определенные влияния электрической составляющей напряжённости поля на биологическое состоящие человека: изменения состава крови, дискретные изменения в элек-