高压直流接地极电流场研究现状综述

介绍了高压直流接地极的基本作用,分析了高压直流接地板电流场分布特点;阐述了电极埋深、土壤电阻率、极环型式、馈电电缆根数对电流场分布的影响;总结了改善直流接地极电流场分布的优化设计,比如通过合理布置引流棒、端部加均流环优化直线型电极电流场分布,以及优化极环半径比、埋设来改善圆环型电极电流场分布;最后提出进一步研究的内容.     

高压直流输电接地极溢流特性

为研究接地极型式参数和土壤结构对溢流特性及接地性能的影响规律,考虑电极自阻及多点并联注流方式,建立了基于线电流法的场路耦合模型,对圆环形直流接地极地电流溢流进行计算,并对地电位进行求解,然后通过与实测数据及软件建模仿真结果进行对比,验证了该方法的准确性和可行性。研究结果表明:外环半径一定时,极环数增加,接地极的溢流能力降低,接地电阻下降程度趋缓;分流比与环径比近似成正比,内环半径增大时,外环对内环的屏蔽作用先增强后减弱;上层土壤电阻率小于下层土壤电阻率时,上层土壤厚度增大,内外环分流比先减小后增大,上层土壤电阻率大于下层土壤电阻率时,分流比的变化趋势相反;同时,随着上层土壤厚度的增加,上层土壤电阻率对接地性能的影响增强,而下层土壤电阻率产生的影响减弱。     

圆环形直流输电接地极电流场分析

详细分析了单圆环，三圆环直流输电接地极的电流场分布，深入探讨了接地极埋深，土壤参数等因素对电流场的影响，得出了若干重要的结论。     

直线形直流输电接地极电流场分析

在用点匹配法计算直线形直流输电流地极表面溢流密度的基础上，全面计算分析了其周围电流场分布，附带地，还对三直线直流接地作了简要的分析。     

直线型直流接地极腐蚀特性研究

通过模型试验提示了铁阳极电解腐蚀特性及其规律，并就直线型直流接地极端部效应进行分析和试验验证，最后对接头的腐蚀问题进行了探讨。     

直线型直流接地极附近三维电流场边界元法计算

采用边界元数值法对ＨＶＤＣ直线型直流接地极附近三维电流场进行了计算，通过分析计算，指出直线型直流接地极表面溢流的端效效应是导致其在运行中出现事故的重要原因，直线型不是理想的接地方式。     

高压直流输电接地极电流场相关问题研究

介绍了高压直流接地电流场相关概念,主要阐述了接地、入地电流和跨步电压及其相关指标;指出在接地极设计过程中,应考虑接地极周围土壤电阻率、相关接地参数的计算以及接地极型式选择等方面的问题;阐述了高压直流输电接地极入地电流产生的电流场对变压器和系统交流电网的偏磁影响、接地极装置及地下金属管网的腐蚀以及对电气化铁路的电磁影响,并概述了相应的抑制措施,包括进行变压器及交流电网直流偏磁的治理,地下金属管网及接地装置腐蚀的防护,同时也探讨了共用接地极模式的可行性;最后指出了建立大地二维乃至三维电场模型的重要性,指出只有考虑大地横、纵向差异,更精确地了解大地电性结构,进而准确地计算直流接地极周围地电流场分布,才能更好地满足我国建设超特高压直流输电工程的要求。     

深层接地极对直流偏磁影响的研究

直流输电系统单极大地回路运行时,直流电流通过变压器中性点流入变压器,造成直流偏磁问题。从深层接地极是否能够改善电流分布出发,研究深层垂直接地极的电位分布和溢流密度的计算方法,计算和比较了深层接地极在不同埋深时引起的地表电位大小,得出的结论是,接地极的埋深至多对接地极附近的土地表面电位有较大的影响,而对远方的电位影响不大。通过一个实际的500 kV电网的仿真,说明直流电流在交流电网中的分布受埋深的影响很小,通过深埋接地极无法有效地解决直流偏磁问题。     

深层接地极对直流偏磁影响的研究

直流输电系统单极大地回路运行时，直流电流通过变压器中性点流入变压器，造成直流偏磁问题。从深层接地极是否能够改善电流分布出发，研究深层垂直接地极的电位分布和溢流密度的计算方法，计算和比较了深层接地极在不同埋深时引起的地表电位大小，得出的结论是，接地极的埋深至多对接地极附近的土地表面电位有较大的影响，而对远方的电位影响不大。通过一个实际的500kV电网的仿真，说明直流电流在交流电网中的分布受埋深的影响很小，通过深埋接地极无法有效地解决直流偏磁问题。     

特高压和高压直流输电系统共用接地极模式分析

为了节省占地面积和建设费用,云广特高压直流输电系统和贵广二回高压直流输电系统在广东侧决定采用共用接地极模式。讨论了特高压和高压输电系统的共用接地极模式,对共用接地极的要求提出了设计方案。分析了共用接地极对2个直流输电系统的稳态运行、过电压绝缘配合以及控制保护系统的影响。结果表明:云广特高压直流输电系统和贵广二回高压直流输电系统共用接地极模式是可行的。     

接地极直流电流互感器宽频特性现场试验与分析

接地极直流电流互感器的宽频测量性能对直流输电系统控制保护意义重大,由于缺乏现场宽频特性试验技术和关键设备,一直未开展有效的现场检测.文中结合接地极实际运行工况,提出了一种接地极直流电流互感器宽频特性现场试验技术.研制了基于数字物理仿真的小型化高频电流源及一体化宽频试验装置,解决了多类型标准信号高准确度采集、提取以及数据...     

直流输电接地极附近地下金属管道电流的分析

在应用矩阵法计算分析HVDC直线形接地极的地中电流场的基础上,采用金属管道的传输线型等值模型,分析了埋设于单层均匀土壤中的HVDC直线形接地极的地中电流对地下金属管道、电缆等的影响。着重探讨了管道走向、管道涂层、管道到接地极的距离等因素对管道所受腐蚀的影响,并得出若干相应的结论。     

高压直流接地极电渗透效应及溢流密度限值研究

高压直流接地极在单极大地运行方式下,阳极附近土壤会由于电渗透效应导致含水率下降,出现电阻率和温度陡增的现象。为探究焦炭包裹的直流接地附近的土壤电渗透情况及电流密度对水分迁移的影响,设计并搭建了电渗透实验平台,开展了不同电流密度下的土壤电渗透实验,并对各测点含水率及温度进行了监测。实验结果表明,当电流密度在10 A/m²以下时,阳极附近在最初的100 min内,含水率下降较快,100 min后含水率下降减缓达到稳定;电流密度达20 A/m²时会出现土壤电阻率和温度陡增的情况。针对目前国际标准中设定的1 A/m²的溢流密度限制指标,应考虑一定程度的放宽。     

超高压直流输电线路共用接地极电气特性研究

直流输电一般采用双极两线-地制构成方式,接地极线路从换流站引出到接地极,接地极尺寸近100万平方米.随着华南地区直流输电线路的增加,接地极的建设选址愈发困难,同时造成大量的土地占用,并且两变电站间若存在较大电位差将引起交流系统的直流偏磁效应.为此研发了深井接地极和共用接地极技术,建设世界首例千米级深井接地极,节约极址占地面积90％,接地极电阻减少2/3,接触电势降低80％.依据中国南方电网实际直流工程介绍EHVDC的建模仿真方法,分析了两条超高压直流输电线路电磁环境和直流线路与接地极线路同塔架设对共用接地极及其线路电气特性影响.     

高压直流接地极单极运行对变压器脉动冲击

讨论了直流接地极双极转单极大地方式运行时,偏磁电流对近区变压器励磁特性的影响.基于场路耦合原理建立了变压器直流偏磁联合仿真模型,分析了接地极单极大地方式运行对交流电网以及变压器励磁特性的作用机理.通过仿真模型分析,结果表明:直流接地极双极转单极大地方式运行时,流过交流电网的偏磁电流为随时间变化的脉动型直流电流,其侵入变...     

高压直流输电陆地接地极设计：接地极形状,尺寸和埋深的确定

本文介绍了接地极形运行特点和确定电极布置应注意的问题，阐述了确定接地极尺寸和埋深的方法，并给出计算公式。     

高压直流输电共用接地极主要设计原则

随着西电东送规模的扩大,国内将建设越来越多的换流站,共用接地极很有必要性。介绍了国内第1个高压直流输电共用接地极体工程;通过相关公式,分析出正常额定入地电流值对接地极体工程造价影响最大,是共用接地极的最主要设计参数;提出选择主要设计参数需综合考虑共用接地极的工程造价、环境影响、安全运行要求等。共用部分接地极线路具有经济性和社会意义,技术问题得到解决后,可考虑采用共用接地极线路的方式。     

高压直流输电工程非常规接地极运行方案

为解决高压直流输电工程常规接地极未能建成时直流双极投产问题,提出站内深井接地极和站外简易接地极的非常规接地极运行方案,并对接地极电气性能、人身安全、接地极发热、变压器直流偏磁和转移电位开展研究。主要结论如下:站内深井接地极方案具备技术可行性,但需采取隔离措施避免站内接地网感应较高的直流电位危及设备和人身安全;站外简易接地极方案在单极大地运行方式下跨步电压和接地极温升难以满足要求,应采取不平衡电流控制措施以保障接地极附近的设备和人身安全。     

一种新型直流接地极——广域接地极探讨

针对目前直流接地极选址存在的困难,提出广域接地极的新方案,即通过特定的形式把某一区域内的直流接地极连接起来,形成一个大型的散流体作为直流接地极。以广东电网公司应用该方法的实例证明该方案具有显著的经济性和较高的操作性,并且在技术上有明显优势,能够降低接地电阻,缓解直流输电单极大地运行对交流电网的不利影响,但存在入地电流局部集中的现象。通过进一步分析,提出改进方法,即利用局部串阻和改变入地电流接入点,可改善电流在广域接地极的分布,而实践证明改变接入点的技术性和可靠性更高。通过对广域接地极对后续直流工程的适应性分析,得出结论:广域接地极作为一种创新的设计理念,可通过一系列技术措施的实施及改进,缓解直流落点增多与接地极选址困难的矛盾。