广东电网广域接地极方案研究

针对直流落点增多致使接地极选址越来越困难的矛盾问题,提出广域接地极这一新型接地极设计方案。首先建立了广域接地极的等效数学模型,该模型辅以场路耦合算法可以对电流分配情况和运行工况进行计算。根据广东电网直流工程现状和后续直流建设情况构建了广东电网广域接地极,并进行了可行性分析,结果表明广域接地极辅以合适的均流措施可以满足多回直流共用的需要。广域接地极作为长期解决后续直流工程接地极问题的理论可行性,值得进一步研究。     

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。     

直流输电分布式接地极建模与应用

为改善目前直流接地极的性能,提出了分布式直流接地极的2种仿真计算模型,使用算例与标准接地软件CDEGS作验证,并分析了交流电网对分布式接地极入地电流分配的影响。实例分析表明,交流电网对分布式接地极入地电流分配关系会有轻微影响。以湖北和广东电网为例说明了分布式接地极的实际应用方案,使用分布式接地极后,地表电位局部集中的问题得到一定程度上的改善,交流电网内变压器直流偏磁风险有所降低。分布式直流接地极可以提升接地极性能和均衡直流电流分布,随着我国直流输电工程的大量建设,分布式接地极具有一定的应用前景。     

直流输电系统接地极电流对交流电网的影响分析

基于三-广直流输电系统(三峡-广东高压直流输电工程)的调试结果,分析了有多个直流系统落点的交流电网中直流接地极电流对交流电网影响的基本规律.提出为减小直流接地极电流对交流电网的影响应合理安排直流系统的运行方式;建立可靠的电流通道,减小接地极的接地电阻或建立专门线路;合理安排电网中交流变压器的接地点和接地方式.文章介绍了实施上述措施需进行的具体研究工作.     

复杂土壤结构下直流接地极选址及直流偏磁风险评估

直流接地极作为直流输电工程的重要设施,其选址和设计一直是直流输电工程研究的重点.文章旨在探明复杂地质结构下计算广域层状大地格林函数的方法,完成直流接地极的选址工作并仿真建模评估交流电网直流偏磁风险:首先阐明了赣东北部地区复杂广域大地模型的特点;接着推导广域大地地表电位分布的格林函数,对比分析商用计算软件CDEGS和改进...     

向家坝换流站共用接地极研究

通过对多回直流共用接地极的前期研究,结合向家坝-上海±800kV特高压直流输电工程向家坝送端将陆续建成三个换流站的实际情况,对于建设共用接地极的方案、建设方式进行了多方面的分析论证,考虑了共用接地极的共用方案、建设共用接地极的先后顺序,提出共用接地极可以减少工程投资和接地极选址的难度,减轻对环境的影响,是合理可行的.得出结论,建议采用两个换流站共用一个接地极、另一个换流站建设独立接地极的"2 1"共用接地极方式,并同时论证了今后将两个接地极连接组成联合接地极和三站共用接地极的可能性.     

向家坝换流站共用接地极研究

通过对多回直流共用接地极的前期研究, 结合向家坝—上海±800 kV 特高压直流输电工程, 向家坝送端将陆续建成3 个换流站的实际情况, 对于建设共用接地极的方案、建设方式进行多方面的分析论证。考虑共用接地极的共用方案、建设共用接地极的先后顺序, 提出共用接地极可以减少工程投资和接地极选址的难度, 减轻对环境的影响。建议采用2 个换流站共用一个接地极、另一个换流站建设独立接地极的“2+1”共用接地极方式, 并同时论证了今后将2 个接地极连接组成联合接地极和3 站共用接地极的可能性。     

深井型和垂直型直流接地极的导流方式

深井型和垂直型直流接地极用地面积小,具有推广应用价值。由于其结构不同于水平接地极,因此其导流方式也与水平接地极不同。本文分别就深井型接地极和垂直型接地极的导流方式进行了介绍,并对不同导流方式的选用原则进行了说明,为后续直流接地极的建设提供了具体的参考。     

特高压直流入地电流对附近杆塔地网腐蚀评估

为了有效开展直流入地电流对交流电网的影响评估,指导特高压直流接地极工程的选址建设,以国家电网公司正在建设的±800kV某特高压直流输电工程接地极(址)及邻近500kV交流输电线路杆塔实际参数为例,采用接地仿真计算软件建立了相应的极址土壤模型和线路电气模型,对流入输电线路各杆塔接地体的直流电流及分布特性进行了全面、系统的研究,根据接地极在设计寿命内的总安时数和运行方式计算得到了单基杆塔接地体的腐蚀量,分析表明杆塔地网腐蚀量与接地极运行的安时数、流出该基杆塔接地体的电流值以及使该基杆塔接地体电流流出时接地极的运行时间成正比,且主要集中在接地体的末端,建议应根据极址土壤电阻率参数和系统额定电流来确定接地极与输电线路的最小距离要求。该成果可用于指导直流接地极设计中类似问题的研究。     

云广直流与兴安直流共用接地极极址侧隔离开关运行分析

为了节省用地和降低工程造价,云广±800kV直流工程与兴安±500kV直流工程在广东省内共用一个接地极,并在极址与每个接地极线之间安装了隔离开关(极址隔离开关)。基于共用接地极实际运行情况,讨论了极址隔离开关及有关保护的存在问题,建议在接地极线和极址隔离开关之间增加一个接地隔离开关以保证维护安全。     

直流接地极与大地中金属管道的防护距离

针对直流输电工程接地极对地下金属构件的腐蚀问题,对电腐蚀的特性进行了分析,确定了大地金属构件腐蚀的限值。因海岸与陆地直流接地极计算模型不同,考虑到海洋面积远大于陆地面积,且海水的电阻率远小于大地土壤电阻率,对附近大地电位的分布影响较大,因此海岸直流接地极应根据周围的地质环境建立计算模型。考虑到海洋对大地电位的影响,对大地土壤电位梯度进行了计算,预估了海岸直流接地极与地下金属构件的防护距离。     

地形结构及参数对特高压直流地电流散流特性的影响分析

直流接地极注入电流会对周边电力设施产生不利影响,而地形结构是特高压直流地电流散流特性的重要影响因素。为此,根据接地极极址的不同情况,分别建立了水平双层及复合分层的地形结构。首先,由镜像法和行波法消除了土层间的界面效应,进而推导出一种求解地中电流密度的简易算式,形式简单,易于大规模编程计算。其次,通过软件建模仿真,验证了提出的算式的准确性及可行性。最后,依托工程案例,研究了地形结构及参数对直流地电流散流特性的影响规律。提出的算式可用于特高压直流地电场的计算,对于深层土壤电阻率的测量、交流系统及埋地设施的选址均有一定的指导意义。     

接地网垂直接地极地表传导电流分析

垂直接地极作为一种有效降低接地网接地电阻的方法,在接地网图纸缺失或图纸与实际不符情况下,面临准确探测位置等问题。根据安培环路定律,提出通过测量地表传导电流来探测接地网垂直接地极位置的方法。通过理论公式推导,推算垂直接地极及其连接地网支路在地表产生的传导电流分布情况;再构建有/无垂直接地极的接地网模型,仿真垂直接地极对地表传导电流的影响。理论分析和模型仿真验证表明,测量地表传导电流能够有效地探测垂直接地极位置,方法简单,可进一步用于接地网3D结构成像。     

高压直流输电接地电极及相关问题综述

文中介绍了接地的基本概念,分析了入地电流、跨步电压、最大允许温升以及直流接地极寿命;指出在设计直流接地极时,应考虑土壤电阻率、接地极型式以及接地参数的计算等方面的问题;阐述了直流接地电流对变压器直流偏磁的影响,并提出了抑制措施,如采用深层接地技术,变压器交流出线串联电容器,在变压器中性点装设抑制直流电流的装置等;最后分析了高压直流输电系统的共用接地极模式.     

直流输电系统共用接地极的暂态接地性能分析

针对直流输电系统共用接地极的几种故障类型,对入地电流的暂态过程进行频谱分析,总结出共用接地极入地电流暂态过程频谱低于200 Hz的特点。基于此特点进一步分析共用接地极在入地电流暂态过程中的响应,得出如下结论：暂态响应的波形近似等同于入地电流的波形,暂态响应峰值与稳态响应的比值,即为暂态电流峰值相对于系统额定电流的比值。结合接地极设计的重要指标--跨步电压的标准,可得出如下结论：对共用接地极的设计可不必考虑故障时入地电流的暂态过程对周围环境的影响。     

高压直流无接地极运行实现方法

接地极为直流输电系统大地回线运行方式提供电流回路,随着直流输电通道的密集增加,由接地极入地电流引起的油气管网腐蚀、变压器偏磁等问题逐渐增多,严重时将影响电网正常运行方式。文中提出了使用站内接地网代替接地极,直流系统以无接地极方式运行的方案,主要通过直流的控制和保护逻辑来实现。以南方电网±800kV普侨特高压直流工程的实际应用为例,分析了高压直流无接地极运行方案的关键技术难点,设计了通过控制保护核心逻辑修改来实现无接地极运行的方法,并利用实时数字仿真(RTDS)系统对方案进行了仿真验证。改进后的控制保护逻辑已在实际工程实施,效果良好。     

多层水平土壤对交流电网直流分布的影响

直流输电入地电流在交流系统内分布,对变压器和电网造成不良影响。为探讨多层水平土壤情况下直流分布的规律,建立了直流分布的完整计算模型,通过数值计算分析了直流极的简化处理方法案和4层水平土壤对直流分布的影响。计算结果表明:在变电站距离大于10倍直流极尺寸的情况下可以用点电流源代替具体的直流极;场参数的求解是本模型关键,直流模型的场参数实质就是互阻,大型交流电网直流分布不能忽略变电站间互阻的影响;变电站接地电阻和地电位分布均受到大地参数作用呈现一致变化,但受影响程度不同,两者对交流电网总体直流分布的作用相反,造成直流分布呈现非线性变化;大地参数变化至一定程度时不会明显直流分布改变。     

牛从直流翁源接地极入地电流对周边变压器直流偏磁的影响

根据牛从直流受端翁源接地极周边变电站情况,对牛从直流入地电流进行了实测和分析,并对牛从直流入地电流对周边交流变压器直流偏磁的影响进行了详细的仿真计算。结果表明,翁江站变压器220 k V侧中性点均不接地或装设隔直装置可减小流入交流系统的直流偏磁电流;翁江站110 k V供电片区优化接地方式,选择官渡、回龙站中性点接地,对交流系统直流偏磁的影响最小。