[發明專利]一種基于分流測試結果的垂直型直流接地極跨步電勢計算方法

在審

• 申請號: 201810426877.5
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN108804763A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 陳偉;王奇;項鵬飛;盧文浩;韋曉星;陳蔚;李少東;魯海亮;文習山
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司檢修試驗中心
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 黃培智;袁嘉恩

一種基于分流測試結果的垂直型直流接地極跨步電勢計算方法，其具體步驟為：步驟1對垂直接地極極址土壤電阻率測試結果進行反演計算，得到極址土壤計算模型；步驟2根據反演得到的土壤模型和垂直接地極具體參數搭建垂直接地極電氣參數仿真計算模型；步驟3進行垂直接地極主電纜分流測試，其中計算垂直型直流接地極跨步電勢時電流激勵通過主電纜分散施加；步驟4將垂直接地極主電纜分流測試結果作為仿真計算模型中各主電纜電流激勵的數值；優點是，減小數值算法計算垂直型直流接地極跨步電勢的誤差，為接地極的安全性分析、測量、運維工作等提供更準確的參考結果，具有較強的工程意義。

技術領域

本發明涉及接地極電氣參數計算領域，具體為一種基于分流測試結果的垂直型直流接地極跨步電勢計算方法。

背景技術

由于我國能源與負荷中心分布極不均衡，特高壓直流輸電技術能實現長距離、大容量、高效率的電力傳輸，近年來發展迅猛。接地極是直流輸電系統的重要組成部分，起到鉗制中性點電位和提供電流通道的作用，當直流系統處于單極大地回線方式運行時，大電流通過接地極長時間持續入地，導致直流接地極附近跨步電勢可能存在一定安全風險。垂直接地極是一種新型的直流接地極型式，由數口或數十口分散的垂直電極井組成，各口電極井之間由導流電纜連接，與傳統的水平接地極相比具有占地面積小的優點，是解決直流接地極選址困難的重要方法。

目前對于直流接地極跨步電勢計算的方法主要是公式法和數值法，公式法是將接地極和土壤理想化后推導得到，計算直流接地極跨步電勢誤差較大，尤其是當接地極形狀不規則和土壤結構復雜時；隨著計算機技術的迅速發展，數值計算軟件的計算能力愈發強大，cdegs等電磁場計算軟件可以根據接地極的實際形狀和尺寸以及土壤的反演模型進行建模，與公式法相比計算結果更豐富、精度更高。

直流接地極跨步電勢的計算中往往只關注最大跨步電勢數值大小及其出現的位置，數值計算方法較公式法在計算精度上已經有了很大的提高，但仍經常出現最大跨步電勢計算值比實測值偏小的情況，且差別較大。這是因為真實的土壤結構往往很復雜，接地極范圍內土壤電阻率在水平方向、垂直方向一般都不是均勻分布的。軟件中土壤的結構是根據極址土壤的四極法或大地電磁法實測數據反演得到，土壤反演并不能充分反映土壤的真實結構，只是宏觀上的一種理想化模型，反演結果一般情況下都是水平分層結構(即相同深度處土壤電阻率相同)，這就導致軟件計算的垂直接地極電極井分流情況比實際的電極井分流情況分布更均勻，而最大跨步電勢一般出現在分流最大的電極井附近，因此軟件計算得到的最大跨步電勢往往偏小。

接地極引線從換流站連接到接地極的中心塔，然后從中心塔引下連接到母排上，主電纜一端連接在母排上，而另一端連接到電纜井，電極井通過導流電纜連接到就近的電纜井，每一口電纜井會連接數口電極井。圖1為某垂直接地極電氣連接示意圖，圖中B1～B52為電極井，C1～C12為電纜井。

直流系統單極大地回線方式運行時所有電流從接地極引線注入接地極，而目前采用cdegs等電磁場分析軟件計算垂直接地極跨步電勢時電流激勵是通過一根有絕緣涂層的導體施加，所有電流通過該導體流入接地極，如圖2所示。由于軟件采用的土壤結構模型無法模擬真實復雜的土壤結構，所以仿真軟件計算得到的電極井的分流情況與實際情況可能會有較大差異，而流過每一根主電纜的電流受與其直接連接的電極井的電流的影響，所以仿真得到的流過主電纜的電流與實際情況也可能有較大差異，這會導致計算結果與實際結果產生一定誤差。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術的缺點，提供一種能有效降低誤差，優化結果的一種基于分流測試結果的垂直型直流接地極跨步電勢計算方法。

本發明是通過以下技術方案來實現的：

一種基于分流測試結果的垂直型直流接地極跨步電勢計算方法，其具體步驟為：

步驟1對垂直接地極極址土壤電阻率測試結果進行反演計算，得到極址土壤計算模型；