垂直型直流接地极埋深的优化配置研究

垂直接地极的主体是分散的数根或数十根垂直电极,这一结构特点使垂直接地极的埋深问题与传统水平接地极有很大区别。本文首先采用单根电极模型研究了典型土壤模型下埋深对接地极电气性能影响,提出垂直接地极埋深选取的基本原则。由于垂直接地极的电极一般呈椭圆形布置,计算发现最大跨步电势往往出现在长轴端部附近,提出适当增大长轴端部附近电极的埋深改善接地极跨步电势分布特性的思路。最后结合长翠村垂直接地极跨步电势的实测数据和仿真计算结果,验证了椭圆长轴端部附近跨步电势较高的规律以及增加长轴端部附近电极埋深的跨步电势分布特性改善方法,本文研究结论可为垂直接地极的设计提供一定参考。     

均流电阻对直流接地极运行性能的影响分析

为了掌握加装均流电阻对直流接地极运行性能的影响,为均流电阻装置的应用及运维提供参考,以水平圆环接地极为对象,分析了接地极加装均流电阻后的电气性能和温升性能变化,以及均流电阻阻值偏移对接地极电流分布和跨步电压的影响.结果表明:加装均流电阻可以使电流在各环段上的分配更均衡,相应的各极环附近最大跨步电压和温升更均衡,从而减小...     

土壤特性对双圆环直流接地极跨步电压分布的影响

为研究土壤特性对特高压直流接地极跨步电压分布的影响,采用CDEGS软件建立了双圆环直流接地极仿真模型,对比分析了不同土壤特性下双圆环直流接地极上方跨步电压分布规律。计算结果表明:在均匀土壤中,双圆环直流接地极上方跨步电压随着土壤电阻率的增大而升高;在水平双层土壤中,表层土壤电阻率的变化对双圆环直流接地极上方跨步电压分布影响较为显著,当表层土壤超过一定厚度后,表层土壤厚度的变化对双圆环直流接地极上方跨步电压影响较小。     

高压直流接地极对油气管道的影响及处理方法

分析高压直流接地极与油气管道的关系,阐述高压直流接地极对管道附属设施的危害,并提出相应的防范措施与对策,以供参考。     

高压直流接地极对临近管道的电磁干扰及防护分析

为了更好地分析高压直流输电系统(high-voltage direct current,HVDC)接地极对附近金属设施(如管道)的电磁传导干扰水平,首先介绍和讨论直流接地极在正常和单极运行时对邻近管道的传导干扰影响,之后着重研究影响干扰程度的主要因素以及各种相应防护措施的效果;并结合一具体工程实例,定量分析了土壤结构、接地极与管道间的距离对传导干扰水平的影响程度;最后对比分析了常用防护缓解措施的缓解效果。对于更好地了解相邻管道受HVDC电极的电磁干扰机理,以及未来进一步研究HVDC高压直流极对临近管道电磁干扰的影响提供参考。     

高压直流接地极关键问题及提升措施

调研了国家电网公司高压直流接地极故障、开挖案例,在运接地极基本情况,分析了导致接地极发生缺陷故障的本质原因。结果表明,馈电元件存在的问题主要有材质、焊接、密封3个方面;石油焦炭的核心问题是掺假,主要造假手段是用煤灰或煤炭焦炭部分或全部代替价格较高的石油焦炭,可以通过检测含碳量发现;还在施工与交接验收、设计及运维方面提出存在的问题和提升措施。最后,提出了下一步工作建议。     

特高压直流接地极土壤电阻率测量方法研究

为了准确获取特高压直流输电工程接地极极址区域土壤电阻率数据,以某特高压直流接地极为研究对象,分别对极址区域浅层、深层土壤电阻率进行实测,得到极址区域大地土壤电阻率分层数据。同时在极址区域开展模拟注流试验,实测得到极址区域地面电位分布数据,结合实测获得的土壤电阻率分层数据,通过CDEGS软件进行仿真,对土壤电阻率分层结构进行修正,最终获得极址区域土壤电阻率分层结果。该方法可避免由于特高压直流接地极极址区域较大,地形和土壤电阻率分布不均匀等因素造成的直接测量土壤电阻率的误差,可为特高压直流工程设计和运行提供准确依据。     

海洋直流接地极对海底电缆的影响及其防护措施研究

高压直流接地极的作用包括将高压直流系统高达几千安培的运行电流散入大地进行回流,这一入地电流将会对地下金属设施造成直流干扰。笔者对海洋直流接地极对海底电缆的影响原理进行了分析,发现海洋直流接地极主要会对海底电缆的泄漏电流造成很大干扰,利用CDEGS仿真软件建立电缆和海岸海水土壤模型,对分段隔离法、排流法和异性导电媒质介入法等方法在海底电缆上的适用性进行仿真分析。得出结论：排流法不适用于海底电缆泄漏电流的防护;分段隔离法和异性导电媒质介入法可以明显降低海底电缆的泄漏电流。     

特高压直流接地极线路雷击闪络风险研究

接地极线路的安全稳定运行对整个特高压直流输电系统的可靠性有重要影响。针对目前接地极线路绝缘配合存在的问题,开展了招弧角雷击闪络试验,获取了间隙距离与雷击50%闪络电压的关系;建立了基于蒙特卡洛法的接地极线路的雷击闪络率计算模型,分析了主要影响因素。结果表明:目前我国的接地极线路绝缘强度较低,招弧角的存在,增大了雷击闪络风险;接地极线路的雷击闪络率与雷电流幅值概率分布和招弧角间隙距离密切相关,在进行绝缘配合设计时需考虑感应雷过电压。     

深井型直流接地极散流机理研究

准确计算直流接地装置的散流性能及接地特性是优化设计直流接地极的基础。提出了基于恒定电场理论的直流接地装置性能有限元数值计算模型,针对求解区域和接地导体截面尺寸的差异导致的剖分困难、计算量大的问题,引入"薄壳"理论,在保证计算精度的前提下大大减小了计算量;通过与文献数据对比,验证了该方法的有效性。建立典型结构的深井型接地极模型,计算深井接地极散流过程产生的地中电流密度、电场强度、接地电阻和最大跨步电压等参数;分析电流注入点个数、接地极导体长度、接地极埋深、导体并联根数以及土壤电阻率等因素对接地性能的影响。结果表明:深井型直流接地极的散流具有明显的端部效应,其接地性能基本不受电流注入点个数的影响;接地电阻和最大跨步电压随导体长度、埋深、并联根数的增加而减小,并呈现饱和趋势;在均匀土壤中,接地电阻和最大跨步电压与土壤电阻率成线性关系。     

高压直流接地极对埋地管道的干扰及防护

为探究高压直流接地极对埋地管道的干扰规律以及防护措施,模拟不同入地电流对管地电位的变化规律,并从距离、分段隔离和阴极保护3个方面研究对直流干扰区埋地管道的防护措施。结果表明:管地电位偏移随入地电流的增大而增大,随距离的增大先急剧后缓慢减小;分段隔离+阴极保护措施可保护隔离区域内管段,但可能会对区域外管段产生直流干扰。对于高压直流干扰区管道,在保证接地极与管道最大距离的情况下,可通过分段隔离加阴极保护的方式保护受干扰管道,但应注意隔离区域内的阴保系统对区域外管道的干扰。     

高压直流接地极对埋地管道干扰规律的研究

利用数值模拟计算的方法研究了高压直流接地极对管道干扰规律,计算分析了接地极在不同运行工况、接地极-管道间距、土壤电阻率及管道接地前后对管道干扰影响规律,研究结论为干扰预测及缓解提供了理论依据。     

直流分压器故障引起接地极断线保护误动的分析

在高压直流输电系统中,换流站中性母线区域作为两极的公共部分,涉及众多直流保护功能而且逻辑关系复杂,这些保护导致的动作后果,又往往会影响到另一极的运行,接地极断线保护动作就是其中一个典型案例。介绍了高压直流输电系统接地极断线保护的目的、原理和保护动作等相关内容,针对华新换流站阀厅中性线直流分压器故障引起接地极断线保护误动,可能导致双极系统强迫停运的隐患进行分析,并且提出了相应的解决方法。     

直流接地极附近架空光缆拉线的接触电势研究

直流系统单极大地运行时通过接地极注入大地的电流会造成系列负面影响,某直流工程系统调试期间测得临近接地极的一架空光缆线路拉线接触电势高达440 V,安全风险极高。首先分析了架空光缆系统的结构特点,发现架空光缆的吊线与接地拉线构成了一个长距离多点接地系统。对典型架空光缆系统拉线的接触电势进行了理论计算,发现拉线接触电势取决于吊线接地点间的电位差和拉线接地电阻。采用基于边界元法的仿真软件CDEGS研究了土壤、线路走廊、以及拉线参数等对接触电势的影响,最后提出了通过绝缘子将吊线电气断开来保证每段吊线单点接地的解决方法。     

直流接地极对附近埋地金属管道的电腐蚀研究

特高压直流输电系统采用单极大地回线方式运行时,直流入地电流会在大地中形成电位梯度,进而造成埋地金属管道腐蚀.其腐蚀程度与入地电流大小、直流接地板运行方式、土壤电阻率等因素有关.管地电位虽然可以评估管道受干扰的程度,但并不能确切给出腐蚀量.本文根据雁门关换流站土壤结构,结合直流接地极的运行特点,首先评估了雁门关直流接地极...     

换流站内深井接地极影响因素研究

对换流站内深井接地极开展建模仿真,研究深井接地极的长度和焦炭的厚度对其电气性能的影响,得出了站内深井接地极长度≤500m和焦炭床厚度应≤0.4m的主要结论.研究成果为换流站内深井接地极的建设应用提供了理论指导,实际意义显著.     

直流接地极周围金属管道敷设缓解线防护效果研究

为了研究直流接地极周围金属管道的缓解线防护措施对降低管道泄漏电流密度防护效果的影响,通过CDEGS软件,建立了直流接地极、埋地金属管道和缓解线防护装置的仿真计算模型,依次分析缓解线敷设位置、缓解线与管道距离、缓解线与管道连接方式、缓解线半径、接地极和土壤参数对防护效果的影响,并得出如下结论:缓解线在管道的靠近直流接地极...     

特高压直流极线与接地极线路同杆架设 雷电过电压特性分析

直流系统接地极线路与高压极线同杆走线是近年来直流系统设计中倾向于采用的一种布置方式。此种方式下,接地极线路与高压极线之间存在电磁耦合,相比高压极线与接地极线路单独架设方式,同杆后防雷状况将复杂化。为了对接地极线路与高压极线同杆架设防雷性能进行分析并与分别走线情况进行对比,本文利用电磁暂态分析软件ATP-EMTP建立了仿真模型,分别对单独走线和同杆走线方式下特高压直流极线和接地极线路的防雷性能进行了计算和比较。研究表明:同杆架设后,接地极线路雷击跳闸率将显著增加,需要提高接地极线路的外绝缘配置。本文分析结论为直流工程同杆走线方式下高压极线和接地极线路的防雷设计提供了重要参考。     

异阻层状土壤对HVDC接地极散流性能的影响分析

超特高压直流输电系统单极大地运行时,直流电流经过接地极在地中形成恒定电场,对周围电力设施、环境产生一定的影响,且极址附近大范围复杂土壤结构是影响地中电流散流的主要因素。因此本文建立考虑大范围复杂土壤结构的直流接地极有限元数值计算模型;其中针对数千米的求解区域和接地极0. 04 m的截面半径之间存在105数量级差异导致的剖分奇异问题,引入"薄壳"理论;根据地下暗河及断裂层等实际情况构建含有水平层状、垂直层状的土壤结构,分析接地极在异阻层状土壤处于不同位置及环境土壤电阻率不同时的散流性能。得出结论:水平层状对接地电阻的影响较大,垂直层状异阻区能明显改变地表电位,在垂直层远离接地极的一侧电位梯度变化平缓,适合埋设金属管道或建设电力变电站。     

直流运行方式对接地极线路耐雷性能影响分析

针对某直流线路接地极线路连续出现多次雷击故障,结合线路雷电防护措施情况,以不同运行方式下接地极线路雷击闪络建弧仿真计算为手段,分析了事件原因,重点研究了不同运行方式下雷击对线路的影响。结果表明:当直流系统以单极大地回路方式运行时,接地极线路遭雷击闪络后易建立稳定电弧,造成直流系统故障风险较高,而以两端中性点接地双极平衡方式运行时,接地极线路遭雷击闪络后无法建弧,造成直流系统故障概率较低;建议在雷雨多发季节,直流系统应尽量避免长时间以单极大地回路方式或两端接地双极不平衡方式运行。