考虑地表高阻层的直流接地极跨步电压限值计算方法

为保证直流接地极附近人身安全,接地设计时必须满足跨步电压限值要求。针对水平双圆环形直流接地极,考虑在接地极上方地表铺设高阻层,研究在此条件下跨步电压限值的计算方法,并给出了新计算公式,最后基于边界元法对不同土壤条件下的直流接地参数进行研究分析。研究结果表明：直流接地极地表铺设高阻层能够有效提高人体耐受的跨步电压限值,建议铺设厚度为0.1~0.2 m;为明显提高跨步电压限值,选取的高阻层电阻率最好大于1 000 Ω·m。研究结果还表明,铺设高阻层对直流接地极的接地电阻、地电位升、地面跨步电压以及泄漏电流的分布影响很小,对金属设施的影响也基本可以忽略。     

以降低跨步电压为目标的直流多环接地极电流配比的优化

为有效降低高压直流接地极的跨步电压,减小其设计尺寸和建设成本,以直流双环接地极为例,提出了一种采用强制均流电阻降低多环接地极跨步电压最大值的方法。基于电磁场理论以及对水平多环结构接地极地表跨步电压分布特性的分析,研究了双环接地极电流配比与跨步电压峰值之间的变化关系,寻求各环电流的最优配比,使整体跨步电压最大值降到最低。最后,通过实验验证了该方法的应用效果。分析和实验结果表明,通过均流电阻调节电流配比,能够有效降低接地极的跨步电压,且对接地极本身性能的影响较小,具有工程实用价值。     

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。     

UHVDC圆环接地极接地性能分析

为研究UHVDC圆环接地极接地性能,用三维有限元法计算了考虑钢体自身电阻率时其性能参数,在相同电极长度下计算比较了单圆环、双圆环和三圆环3种不同电极型式的接地特性,结果表明引流电缆注入点处的电极电位和温升略高于电极其它部位,且单圆环电极的最高电位升、接地电阻和最高温升最小,双圆环次之,三圆环最大;还分析了双层土壤上下层电阻率、电极埋深等参数对接地性能的影响。结果表明,电极埋深越大,最高电位升和接地电阻越小,但随着埋深的增加,温度却难以扩散,导致电极最高温升变大。此外土壤电阻率是影响接地性能的重要因素,随着土壤电阻率的增大,最高电位升和接地电阻等指标均有不同程度的上升,电极埋设层土壤电阻率对接地性能的影响较下层土壤电阻率的影响更大。     

圆环形直流接地极接地电阻的简化计算

以国外学者提出的“等值镜象法”为基础,给出了双层土壤中圆环接地极接地电阻的简化计算公式,并以武汉水利电力大学编制的接地参数通用计算程序（ＣＧＰ３）为基准,对该简化计算公式进行了验算。结果表明,该公式具有较高的计算精度。     

4个直流输电工程共用1个接地极运行方式的研究

针对溪洛渡-广东±500kV同塔双回直流输电工程,基于避免在受端开辟极址、建设新的接地极以节省占地面积和工程造价,为此,研究了将双回溪洛渡工程共用到云广特高压和贵广Ⅱ两回直流输电系统共用的鱼龙岭接地极,实现4回直流公用该接地极的可行性。研究了4条直流系统在受端公用接地极时,各种可能的多回同极性单极大地运行工况及其出现的概率和短时最大入地电流。研究表明,4回直流系统共用接地极后,在双回同时同极性单极大地运行时,原鱼龙岭接地极设计能满足要求,无需扩建。考虑直流工程实际运行情况和系统控制要求,4回共极址的直流工程出现3回同时同极性单极运行概率极小,而出现4回同时同极性单极运行概率几乎为0。综合考虑技术经济要求,可认定原鱼龙岭接地极的设计能满足继续共用溪洛渡直流工程的要求。针对理论上可能出现的3回同时同极性单极大地运行的短时大电流,提出了将现有接地极扩建为3环结构,能够满足对应工况下短时大入地电流条件下跨步电压值不超标。     

基于CDEGS软件的直流接地极系统设计研究

在分析直流接地极设计过程中的设计参数的基础上,基于CDEGS软件系统,搭建了直流接地极仿真模型;考虑入地电流、跨步电压、最大允许温升等限制因素后,在同一初始条件下,设计了6个比选方案,指出直流接地极内外环半径最优比例为0.73,通过对比施工量、经济性、跨步电压、面电流、线电流密度等选出设计最优方案。     

高压直流接地极对地表电位和跨步电压分布影响研究

通过分析土壤电阻率和接地极极环自身参数对电位分布的影响,为工程实际提供理论依据。研究运用接地分析软件CDEGS来模拟分析地表电位分布的影响因素,以实际工程土壤简化模型,逐个分析相关参数具体对地表电位分布的影响,比较了不同形式接地极在不同埋深下地表电位和跨步电压的分布,得出双圆环接地极实用价值更大。基于分析结果,可为后续新建直流接地极设计选址及直流线路设计规划提供参考依据。     

垂直型直流接地极散流特性试验研究

垂直型直流接地极占地面积小,能将电流导入地底深处,有利于改善跨步电压和接触电势,对环境影响小,是一种可行的新型直流接地极布置方式,但垂直型接地极存在散流分布不均匀的问题。用接近实际工程的方法埋设了3根垂直型直流接地极,并注入直流电流,模拟接地极真实运行环境,对其散流特性、电流分配、接地电阻、跨步电势和利用系数进行了测量。试验表明,接地极散流不均匀,下部散流大于上部,且存在明显的端部效应,但由于其将电流导入地底深处,有效地改善了跨步电势;多根并联接地极间的电流分配受接地极之间的屏蔽作用和接地极接地电阻的共同影响;试验测得的利用系数与理论计算值具有较高的吻合程度,验证了理论计算方法的准确性。     

直流接地极电流对中性点接地变压器的影响

分析了直流接地极电流对中性点接地变压器的影响,介绍了减小流入该变压器绕组直流电流的措施。     

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。     

±800kV特高压直流输电接地极设计

直流输电接地极设计目前基本依据以往的工程经验,由于其具有热力效应和电化效应,尚未形成统一的接地极设计标准.从极址的选择、系统分析、跨步电压的验算以及新型材料的应用进行了阐述,为特高压直流输电接地极设计提供参考.     

考虑土壤电阻率分布各向异性的高压直流接地极均流电阻配置方法及试验验证

在高压直流接地极工程中,加装均流电阻是改善地表电位分布,降低极址跨步电压的一种有效手段.然而,由于土壤电阻率分布的复杂性和各向差异性,采用理想的水平分层模型计算配置直流接地极的均流电阻往往存在较大的误差.针对此问题,文中提出了 一种基于接地极特性参数实测值的均流电阻配置方法.该方法通过实际测量接地极极环各段的分流比例、...     

特高压直流输电圆环型接地极电流场计算

在特高压直流(UHVDC)输电接地极设计过程中,需要对接地极附近的电流场进行计算。为此,介绍了基于电阻网络模型的高压直流输电圆环型接地极电流场的计算方法。首先将接地极场域在三维空间内分割为若干单元,每个单元等效为系统中的1个节点,通过6个等值电阻与相邻单元节点连接;然后将所有单元节点相互连接,构成1个电阻网络,从而将电流场计算问题转化为对电阻网络的求解问题;最后求解电阻网络,得到节点电压,并根据节点电压计算跨步电压、溢流密度等电流场相关参数。在同等条件下,将该算法与ANSYS仿真得到的电流场计算结果进行对比,结果偏差较小,验证了该算法的正确性。     

广域接地极方案初步研究

针对直流落点增多与接地极选址越来越困难的矛盾问题,设计一种新型接地极设计方案——广域接地极。据此,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分流情况和运行工况进行计算。随后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,且具备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。     

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。     

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。     

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。     

高压直流输电陆地接地极设计—关于地面电位和跨步电压分布的计算

当强大的直流电流经接地极注入大地时，极址附近地面产生跨步电压，大地电位升高。本文根据实际工程的特点，讨论了地面跨步电压和电位升高计算问题，为设计接地极和确定对环境的影响提供了比较精确的计算方法。     

±800kV圆环接地极电流场温度场耦合计算

电流场与温度场作为一对因果场量,其求解相对复杂.文章首先基于场路耦合法在考虑电极自阻的情况下对±800kV圆环接地极电流场进行计算,然后将电流场计算结果作为温度场的计算条件,采用三维有限元法对温度场进行求解,并对计算结果给出了工程实例验证.以此耦合算法为基础,在相同电极长度和截面尺寸下对不同圆环电极型式的接地特性进行了计算比较,得出对实际工程具有参考意义的结论.同时分析了土壤电阻率、电极埋深等参数对接地性能的影响,并根据相应的影响规律给出了切合实际的工程建议.