一種降低跨步電壓的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種通過下步驟降低跨步電壓的方法：獲取高壓直流接地極的模型數(shù)據(jù)、確定不同的阻性元件方案、確定不同阻性元件下的跨步電壓和接地電阻值、確定最優(yōu)的阻性元件方案。對于改變接地極電流分配，本申請?zhí)峁┑姆椒ㄍㄓ眯暂^強、適用性較廣、減小了跨步電壓，并有利于接地極設計與改進等優(yōu)點。
【專利說明】一種降低跨步電壓的方法
【技術領域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種降低跨步電壓的方法，更具體講涉及一種緊湊型接地極上阻性元件降低跨步電壓的方法。
【背景技術】:
[0002]為了滿足日益增長的電力需要，我國高壓直流輸電技術得到了快速發(fā)展，已成為遠距離大容量輸電的主導技術。當直流系統(tǒng)單極大地返回運行方式下，接地極承擔著導引入地電流、維持直流系統(tǒng)運行的重要作用，是目前直流輸電系統(tǒng)中不可缺少的重要設施。但同時，直流系統(tǒng)的電流通過接地極入地后，會對周圍環(huán)境產(chǎn)生電磁影響。相關標準中對接地極的各項主要環(huán)境影響指標均提出了相應的規(guī)定，這些指標也成為接地極設計中的重要參考因素。
[0003]根據(jù)多個接地極的設計經(jīng)驗，在接地極的各項接地性能指標中，跨步電壓往往成為控制因素，決定著接地極的結(jié)構(gòu)、尺寸、埋深等重要參數(shù)，也影響著接地極的選址和造價。在地形條件不好的區(qū)域，跨步電壓甚至成為接地極址選址的決定性因素，嚴重時出現(xiàn)“無址可選”、“被迫跨省選址”等極端情況。因此，在有限的極址條件下，如何降低跨步電壓已成為接地極設計專業(yè)中的重要課題。
[0004]經(jīng)過諸如垂直接地極、分體式接地極等降低跨步電壓的相關措施研究發(fā)現(xiàn)，雖然這些措施在一定程度上改善了接地極的跨步電壓性能，但這些措施不具有普適性。例如，垂直接地極適宜用在深層土壤電阻率較低的地區(qū)，且需要良好解決排氣和散熱等問題，不僅需要極址條件合適，而且使設計難度加大；分體式接地極需要在主極址附近尋找另一個適合埋設接地極的輔助極址，對接地極址的要求較高，且增大了環(huán)境影響的范圍和運行維護的難度。在我國當前大力發(fā)展超/特高壓直流工程的今天，迫切需要進一步研究其他降低跨步電壓的措施，特別是可適用于絕大多數(shù)接地極的普適性措施。本發(fā)明提出的阻性元件降低跨步電壓的方法，就能很好地解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]本發(fā)明的目的是提供一種降低跨步電壓的方法，該方法為緊湊型接地極的電磁環(huán)境研究提供了理論基礎和有效分析的實現(xiàn)方法，同時為緊湊型接地極的進一步研究奠定了一定的基礎。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:一種降低跨步電壓的方法，所述方法包括以下步驟:
[0007](I)獲取高壓直流接地極的模型數(shù)據(jù)；
[0008](2)確定不同的阻性元件方案；
[0009](3)確定不同阻性元件下的跨步電壓和接地電阻值；
[0010](4)確定最優(yōu)的阻性元件方案。
[0011]本發(fā)明提供的一種降低跨步電壓的方法，所述步驟(I)中的數(shù)據(jù)通過高壓直流接地極的設計參數(shù)和運行參數(shù)獲取，并將所述模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為計算中的輸入?yún)?shù)矩陣。
[0012]本發(fā)明提供的一種降低跨步電壓的方法，所述輸入?yún)?shù)包括極環(huán)的半徑、極環(huán)的數(shù)目、電纜的材料和土壤電阻率。
[0013]本發(fā)明提供的另一優(yōu)選的一種降低跨步電壓的方法，所述阻性元件方案通過所述模型數(shù)據(jù)確定的阻性元件的范圍和精度生成并生成至少一種阻性元件方案。
[0014]本發(fā)明提供的再一優(yōu)選的一種降低跨步電壓的方法，所述方案包括阻性元件個數(shù)、阻性元件阻值范圍和阻性元件精度。
[0015]本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種降低跨步電壓的方法，所述步驟(3)中的跨步電壓和接地電阻值通過行波法確定。
[0016]本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種降低跨步電壓的方法，所述跨步電壓和接地電阻值分別與各自的限值比較，如果跨步電壓和接地電阻值中任意一項大于限值，返回步驟(2);如果跨步電壓和接地電阻值均小于限值，進行步驟(4)。
[0017]本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種降低跨步電壓的方法，所述步驟(4)通過判斷所有阻性元件方案，選擇其中所述跨步電壓最小的方案作為最優(yōu)方案。
[0018]本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種降低跨步電壓的方法，所述跨步電壓通過下式確定:
【權(quán)利要求】
1.一種降低跨步電壓的方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟: (1)獲取高壓直流接地極的模型數(shù)據(jù)； (2)確定不同的阻性元件方案； (3)確定不同阻性元件下的跨步電壓和接地電阻值； (4)確定最優(yōu)的阻性元件方案。
2.如權(quán)利要求1所述的一種降低跨步電壓的方法，其特征在于:所述步驟(1)中的數(shù)據(jù)通過高壓直流接地極的設計參數(shù)和運行參數(shù)獲取，并將所述模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為計算中的輸入?yún)?shù)矩陣。
3.如權(quán)利要求2所述的一種降低跨步電壓的方法，其特征在于:所述輸入?yún)?shù)包括極環(huán)的半徑、極環(huán)的數(shù)目、電纜的材料和土壤電阻率。
4.如權(quán)利要求1所述的一種降低跨步電壓的方法，其特征在于:所述阻性元件方案通過所述模型數(shù)據(jù)確定阻性元件阻值范圍和精度并生成至少一種阻性元件方案。
5.如權(quán)利要求4所述的一種降低跨步電壓的方法，其特征在于:所述方案包括阻性元件個數(shù)、阻性元件阻值范圍和阻性元件精度。
6.如權(quán)利要求1所述的一種降低跨步電壓的方法，其特征在于:所述步驟(3)中的跨步電壓和接地電阻值通過行波法確定。
7.如權(quán)利要求6所述的一種降低跨步電壓的方法，其特征在于:所述跨步電壓和接地電阻值分別與各自的限值比較，如果跨步電壓和接地電阻值中任意一項大于其對應的限值，返回步驟(2);如果跨步電壓和接地電阻值均小于限值，進行步驟(4)。
8.如權(quán)利要求7所述的一種降低跨步電壓的方法，其特征在于:所述步驟(4)通過判斷所有阻性元件方案，選擇其中所述跨步電壓最小的方案作為最優(yōu)方案。
9.如權(quán)利要求1所述的一種降低跨步電壓的方法，其特征在于:所述跨步電壓通過下式確定:
10.如權(quán)利要求7所述的一種降低跨步電壓的方法，其特征在于:跨步電壓的限值通過下式⑵確定:
Ek = 5+0.03 P s (2) 式中，Ek為地面最大允許跨步電壓；P s為表層土壤電阻率。
【文檔編號】G06F19/00GK104021297SQ201410264179
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】郭劍, 袁海文, 白鋒, 羅曉川 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學研究院, 北京航空航天大學