复合分层土壤导电模型简化方法研究.pdf

第42卷第3期
电子科技大学学报
Vol 42 No. 3
2013年5月
Journal of University of Electronic Science and Technology of China
May 2013
复合分层土壤导电模型简化方法研究
李文峰,杨洪耕,徐方维,刘亚梅
(四川大学电气信息学院成都610065)
【摘要】针对如何构造合理的土壤导电模型来准确计算流过变压器中性点直流量的难题,基于特定土壤导电模型,分析
了不同土壤配置下模型简化对地表电位的影响,结果表明在一定条件下简化模型仅改变地表电位绝对值,对各变电站间电位
差影响可以忽略,提出了合理选取土壤导电模型的判据及其阅值。研究结果有助子准确评估流过变压器中性点直流量,为实
际工程中直流接地极附近变电站的选址提供了理论参考。
关键词土壤导电模型;直流偏磁;格林函数;高压直流输电
中图分类号TM15
文献标志码
doi:10.3969,issn.1001-0548.2013.03.013
Study of Simplification Method for Combined-layer
Conducting Soil Model
LI Wen-feng, YANG Hong-geng, XU Fang-wei, and LIU Ya-mei
School of Electrical Engineering and Information, Sichuan University Chengdu 610065)
Abstract In order to calculate DC current flowing through transformers neutral point accurately, the key
challenge that hasn't been solved effectively is how to establish the proper conducting soil model. Based on the
specified conducting oil model, the influence of model simplification on the earth surface potential (ESP)was
analyzed for dif erent soil structure confi rations It is found that simplifications only change the absolute value of
ESP, but the influence of ESP difference between the transformer substations can be ignored under certain
condi ions. There ore, the crieria and threshold value for selection of conducting soil model reasonably are
introduced. The results show that the proposed simplication method can properly evaluate the DC values flowing
through transformer neutral point and therefore provide theoretical references for selection of substations near the
HVDC ground electrode
Key words conducting soil model; DC bias; Greens function; HVDC power transmission
随着我国西电东送、南北互供、全国联网能源变,宏观上存在水平和竖直分层情况,如山区、湖
发展战略的逐步实施,国内各大区域电网间将出现泊或近海区域,其土壤结构表现出很强的复合分层
世界上规模最大的远距离大容量直流输电格局?。特点,构造能够模拟实际土壤结构的模型非常困
在直流输电工程中,单极大地方式运行是直流输电难I1]。目前普遍采用的是水平和复合分层土壤导
工程的重要运行方式,巨大的直流电流通过接地极电模型,文献[8-1?基于水平分层土壤导电模型计算
注入大地,形成恒定的直流电场,对地下金属管道了ESP;文献[1-121基于二维复合分层土壤导电模
和电力系统接地网产生电化腐蚀,引起变压器直型分析了土壤结构对流入变压器中性点直流量的影
流偏破?等,严重威胁交直流互联系统的安全稳响;文献[13]提出任意多层的三维复合分层土壤导电
定运行。
模型,以更准确地模拟复杂分层土壤情况。然而,
分析入地直流对交流系统的影响,首先需要求如何构造适当土壤导电模型定量计算大尺度范围内
出地表电位(ESP)y1?,目前大尺度范围内ESP计算ESP一直是未有效解决的难题1。对于距离接地
结果不够理想1,导致对流过变压器中性点直流极数百公里区域来说,土壤电性结构变化很大,建
电流量的理论评估与实际状况不尽相符,其中最主立一个完全符合实际的土壤模型几乎不可能,?,
要的原因是实际土壤结构在大尺度范围内复杂多而且随着土壤分层的复杂化,米用场路耦合算法计
收稿日期2013-01-05;修回日期:2013-03-2
基佥项目因家自然科学基金(5107709)
作者简介李文峰(1985-)男,博士生,主要从事高压直流输电引起的直流偏磁方面的研究.