Тяговые сети железных дорог (ЖД) переменного тока являются источниками высших гармоник (ВГ), напряжения которых часто превышают нормативные значения [1]. Российские выпрямительные электровозы с номинальным напряжением 25 кВ наряду с потреблением тока из контактной сети генерируют значительные ВГ, что приводит к существенным искажениям кривых токов и напряжений. Тяговые гармоники трансформируются в питающие сети напряжением 110–220 кВ, что приводит к увеличению гармоник сетевых напряжений. Поэтому электромагнитные поля (ЭМП), создаваемые питающими тяговые подстанции (ТП) линиями электропередачи, содержат значительную долю ВГ [2]. Этот фактор необходимо учитывать при оценке помехоустойчивости различного оборудования, а также при определении условий электромагнитной безопасности. Высшие гармоники усложняют картину поляризации [3], и наиболее оптимальный путь моделирования состоит в раздельном анализе полей для разных гармоник с последующей их суперпозицией.
Для повышения надежности и энергоэффективности электрических сетей, а также улучшения качества электроэнергии возможно использовать перевод высоковольтных ЛЭП в многофазный режим [4–6]. Получение многофазной системы напряжений может быть реализовано на основе специальных трансформаторов [7]. Изучению многофазных ЛЭП, в частности, шестифазных, посвящен ряд работ. Так, например, в статьях [8–10] приведены результаты исследования условий работы релейной защиты шестифазной линии электропередачи. Вопросам конструктивной модификации и компоновки подстанций для ЛЭП этого типа посвящена работа [11]. Аспекты стабильности шестифазной системы передачи рассмотрены в статье [12]. Результаты анализа неисправностей шестифазных линий электропередачи представлены в работах [13–15]. Коронирование и полевые эффекты на работающей шестифазной линии электропередачи исследованы в статье [16]. Результаты анализа шестифазной линии приведены в работе [17].
Ниже представлены результаты исследований, направленных на дальнейшее развитие методов моделирования электромагнитных полей ЛЭП с учетом гармонических искажений [3]. Моделирование проводилось для системы электроснабжения железной дороги, внешняя сеть которой была реализована в двух вариантах: на основе трехфазных ЛЭП 220, а также перспективных линий шестифазной конструкции.