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(shè)，直流不平衡運(yùn)行帶來的電磁效應(yīng)、熱力效應(yīng)和電化效應(yīng)等負(fù)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(yīng)可能加劇設(shè)備損耗，嚴(yán)重時威脅交直流混聯(lián)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在特高壓大送端地區(qū)，接地極埋設(shè)數(shù)目更多，直流地電流更大，地質(zhì)條件復(fù)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(yùn)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(yùn)行的防護(hù)成本，具有重要的科學(xué)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(zhì)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的簡化方法。結(jié)果表明:直流地電位的計算公式為無窮級數(shù);復(fù)合分層媒質(zhì)中的圓環(huán)鏡像包含兩組，第一組與水平分層媒質(zhì)的情況相同，第二組為

3、第一組與反射系數(shù)的乘積并進(jìn)行坐標(biāo)平移;修莫爾法可用于土層結(jié)構(gòu)簡化，提高了直流地電位計算速度。
　　 基于電流的滲透擴(kuò)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(nèi)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(jié)果表明:電場力在圓環(huán)圓心產(chǎn)生了沖撞效應(yīng);當(dāng)距離接地極較近時，接地極型式對溢散影響較大;當(dāng)距離接地極較遠(yuǎn)時，土層結(jié)構(gòu)對溢散影響較大;當(dāng)送、受兩端接地極極間距較小時

4、，應(yīng)考慮兩極的共同作用。
　　 建立了直流單極運(yùn)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(gòu)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(jié)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(guān)，直流地電流分流與地理位置的關(guān)系可用離散的對數(shù)函數(shù)近似表示，直流電流源及復(fù)雜的大地分層電阻可等效為電壓源及內(nèi)阻。經(jīng)驗證，采用本文提出的方法計算直流地電流分流