直流单极运行情况下的地表电位计算分析

摘要

本文论述了直流单极运行情况下的地表电位计算分析。 高压直流输电（HVDC）线路在正常运行状态下是工作于双极运行方式的。直流输电电流通过两极的输电线构成回路。但在系统调试或发生故障的情况下，会采用单极或双极以大地为回路的运行方式。此时，巨大的直流电流经直流接地极流入大地，并在很大范围内造成地电位的明显变化。这种地电位的变化，对于同一地区的交流系统可能产生不利影响。因此，有必要研究直流单极运行时对交流系统的影响。为此，首先需要研究的是直流经大地回路运行时地表的电位分布。 首先，采用基于镜像法以及拉普拉斯方程法的解析计算方法分析直流单极运行情况下地表的电位分布规律，采用MATLAB编写了计算程序，讨论均匀土壤以及多层土壤模型下的地表电位分布规律。而对于复杂的接地网络，较准确的计算通常需要大型的计算软件，主要采用CDEGS软件进行计算分析。CDEGS是目前国内外接地计算较多采用的软件，有电磁兼容计算和接地计算等多种功能，其中的模块MALZ主要用于计算接地网电阻、大地电位升、大地电位分布以及接触和跨步电压等。 根据土壤电阻率的实测情况，并参考有关资料和长期以来在这方面的经验，建立了华东地区的土壤电阻率模型。并考虑了土壤分层，附近湖泊、河流和海洋，地下管道等相关因素对地表电位分布的影响，总结了直流单极运行时地表电位的分布规律。