直流系統(tǒng)接地極電流場的分布特性及其對交流電網(wǎng)影響的研究.pdf

1、隨著直流輸電工程的大規(guī)模建設，直流不平衡運行帶來的電磁效應、熱力效應和電化效應等負面影響已不容忽視。直流地電位分布引起的跨步電壓可能影響人畜安全。直流地電流溢散引起的電化腐蝕可能縮短管網(wǎng)壽命，直流地電流分流引起的偏磁效應可能加劇設備損耗，嚴重時威脅交直流混聯(lián)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。在特高壓大送端地區(qū)，接地極埋設數(shù)目更多，直流地電流更大，地質條件復雜多樣，上述問題將更加突出。因此，研究直流系統(tǒng)接地極電流場的分布特性，了解直流單極運行工況對交流

2、電網(wǎng)的影響程度，降低大送端地區(qū)多直流系統(tǒng)運行的防護成本，具有重要的科學意義和工程價值。
　　 以直流系統(tǒng)接地極電流場為對象，綜合考慮地質結構的區(qū)域差異及直流接地極的實際形狀，建立了環(huán)狀電流源的電場分區(qū)模型，提出了直流地電位分布的計算公式，研究了接地極周邊的跨步電壓水平，討論了直流地電位分布計算時土層結構的簡化方法。結果表明:直流地電位的計算公式為無窮級數(shù);復合分層媒質中的圓環(huán)鏡像包含兩組，第一組與水平分層媒質的情況相同，第二組為

3、第一組與反射系數(shù)的乘積并進行坐標平移;修莫爾法可用于土層結構簡化，提高了直流地電位計算速度。
　　 基于電流的滲透擴散模型，提出了地電流溢散的計算公式，研究了直流接地極注入電流在接地極內外環(huán)表面的溢流特性，以及在大地中不同軸向的散流特性;討論了地電流溢散的主要影響因素。結果表明:電場力在圓環(huán)圓心產生了沖撞效應;當距離接地極較近時，接地極型式對溢散影響較大;當距離接地極較遠時，土層結構對溢散影響較大;當送、受兩端接地極極間距較小時

4、，應考慮兩極的共同作用。
　　 建立了直流單極運行工況的混聯(lián)電網(wǎng)模型，研究了直流接地極注入電流經(jīng)交流電網(wǎng)的分流特性，以及直流地電流通路等效參數(shù)的構成原則?；陔娮杪孰S土層深度變化的特點，探討了直流地電流分流的計算方法。結果表明:直流地電流分流與大地分層數(shù)、各層電阻率及厚度相關，直流地電流分流與地理位置的關系可用離散的對數(shù)函數(shù)近似表示，直流電流源及復雜的大地分層電阻可等效為電壓源及內阻。經(jīng)驗證，采用本文提出的方法計算直流地電流分流