高壓直流輸電接地電極及相關(guān)問題綜述

王 彪， 王渝紅， 丁理杰， 熊 萍， 李興源

(1.四川省電力科學(xué)研究院， 成都 610072； 2.四川大學(xué)電氣信息學(xué)院， 成都 610065)

高壓直流輸電接地電極及相關(guān)問題綜述

王 彪1， 王渝紅2， 丁理杰1， 熊 萍2， 李興源2

(1.四川省電力科學(xué)研究院， 成都 610072； 2.四川大學(xué)電氣信息學(xué)院， 成都 610065)

文中介紹了接地的基本概念，分析了入地電流、跨步電壓、最大允許溫升以及直流接地極壽命；指出在設(shè)計直流接地極時，應(yīng)考慮土壤電阻率、接地極型式以及接地參數(shù)的計算等方面的問題；闡述了直流接地電流對變壓器直流偏磁的影響，并提出了抑制措施,如采用深層接地技術(shù)，變壓器交流出線串聯(lián)電容器，在變壓器中性點裝設(shè)抑制直流電流的裝置等；最后分析了高壓直流輸電系統(tǒng)的共用接地極模式。

接地； 高壓直流接地極； 接地參數(shù)； 直流偏磁； 高壓直流輸出

直流輸電大地回線方式的優(yōu)點是顯而易見的，但單極大地回線運行方式時，直流接地極的入地電流達數(shù)千安，強大的直流電流持續(xù)長時間流過接地極，會產(chǎn)生一系列的負面效應(yīng)：極址大地電位升高，地面跨步電勢和接觸電勢升高，威脅人畜的安全；對附近地下金屬管道和電力系統(tǒng)接地網(wǎng)產(chǎn)生腐蝕；電極發(fā)熱導(dǎo)致土壤導(dǎo)電性能變差，威脅接地極的穩(wěn)定運行等。我國高壓直流輸電受端通常在重負荷區(qū)，應(yīng)尤其重視直流接地極的負面效應(yīng)。

為了給直流接地極的設(shè)計提供一些參考，本文總結(jié)了直流接地極的設(shè)計原則、設(shè)計理論和設(shè)計依據(jù)，提出了直流接地極對直接接地變壓器直流偏磁的影響，總結(jié)了幾種直流偏磁的抑制措施，最后分析了高壓直流輸電系統(tǒng)共用接地極模式，并指出共用接地極模式的優(yōu)點，是一個值得重視的課題。

1 接地的基本概念

接地是指電氣系統(tǒng)的某些節(jié)點或電氣設(shè)施的某些導(dǎo)電部分與地(包括大地、或范圍比較廣泛、能用來代替大地的等效導(dǎo)體)之間的電氣連接。在國家標準DL/T621-1997《交流電氣裝置的接地》中定義為：將電力系統(tǒng)或建筑物中電氣裝置、設(shè)施的某些導(dǎo)電部分經(jīng)接地線連接至接地極。

接地的目的是利用地作為傳導(dǎo)電流回路的一個元件，從而在正常、事故或遭受雷擊的情況下將電氣連接處的電位固定在某一允許的范圍內(nèi)，以保證人身和設(shè)備安全，維護系統(tǒng)和設(shè)施安全可靠運行。電氣連接處與地相接觸的導(dǎo)體稱為接地體，電氣設(shè)備與接地體之間的電氣連線稱為接地引線，接地極引線和接地體統(tǒng)稱為接地裝置。

2 高壓直流接地極的設(shè)計原則[2，3]

一般HVDC系統(tǒng)有單極、雙極和同極這三種運行模式，特別是當系統(tǒng)單極和同極大地回線運行時，HVDC的接地極不僅要鉗制HVDC系統(tǒng)中性點電位，還要為直流電流提供通路。直流輸電大地回線運行方式，接地極流過的電流一般是以千安計算，電流值較大，且持續(xù)時間長，其所產(chǎn)生的負面效應(yīng)是不可忽視的，對直流接地極的設(shè)計有著特殊的要求。

2.1 入地電流

接地極的入地電流分為正常額定電流、最大過負荷電流、最大短時電流和不平衡電流。正常額定電流是決定接地極溫升和使用壽命的主要參數(shù)。

(1)單極大地回線方式：入地電流等于系統(tǒng)的額定電流，即

Ie=Id

(1)

(2)雙極方式：流入接地極的持續(xù)電流Ie是正、負換流閥的不平衡電流

Ie=Id1-Id2

(2)

Ie既可能是正極性的，也可能是負極性的。

(3)同極聯(lián)絡(luò)線方式：入地電流Ie是雙極額定電流之和，即

Ie=Id1+Id2

(3)

最大過負荷電流是指直流輸電系統(tǒng)在最高環(huán)境溫度時，能在一定時間內(nèi)可輸送的最大負荷電流，一般取為額定電流的1.1倍。最大短時電流是指當直流系統(tǒng)發(fā)生故障時，流過接地極的暫態(tài)過電流，一般取為正常額定電流的1.5倍，持續(xù)時間為數(shù)秒。在設(shè)計接地極時，該電流主要用于控制計算地面最大跨步電壓。不平衡電流指雙極運行時，兩極電流之差。

2.2 跨步電壓

由于大地并非良導(dǎo)體，因此電流自接地極經(jīng)周圍土壤散流時，極址電位會上升，土壤中有壓降。不同地點，跨步電壓是不同的。設(shè)計接地極時，更感興趣的是計算出最大跨步電壓，確認接地極是否符合要求。理論分析和實測表明[4]：對于圓環(huán)形電極，最大跨步電壓發(fā)生在圓環(huán)電極正上方，特別是引流接線處。對于直線形的電極，最大跨步電壓發(fā)生在電極端點正上方。我國現(xiàn)行《高壓直流接地極技術(shù)導(dǎo)則》為：直流接地極在最大短時工作電流時的最大允許跨步電壓為2.5 V。該標準過高，一般工程很難滿足這個要求[5]。美國EPRI根據(jù)人手感到輕微刺痛感覺的直流電流，推薦直流接地極最大允許跨步電壓值計算式為

Ek=5+0.03ρs

(4)

式中，ρs為表層土壤電阻率。

2.3 最大允許溫升

如果土壤溫度超過100 ℃，土壤中的水將會較快的被蒸發(fā)驅(qū)散，從而容易導(dǎo)致接地極故障。對某一特定點，其溫度與環(huán)境溫度、土壤熱特性和電流持續(xù)時間有著密切的關(guān)系。入地電流及其持續(xù)時間是由系統(tǒng)決定的，土壤熱特性和環(huán)境溫度是一定的，控制土壤的最高溫度實際是控制土壤的最大溫升，土壤的最大溫升應(yīng)該是水的沸點溫度(為安全起見，一般取90 ℃～95 ℃)與最高環(huán)境溫度之差。

2.4 使用壽命

影響接地極使用壽命的主要原因是饋電材料溶解——電腐蝕。當直流電流通過電解液時，在電極上將產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)：電解液中的正離子移向陰極，在陰極和電子結(jié)合而進行還原反應(yīng)，負離子移向陽極，在陽極給出電子而進行氧化反應(yīng)，即產(chǎn)生電腐蝕。陽極電腐蝕量不僅與材料有關(guān)，還與電流和作用時間之乘積成正比。計算電極壽命時，一般應(yīng)考慮單極運行、計劃停運、不平衡電流等因素。為了確保接地極在規(guī)定的運行年限里正常運行，在接地極設(shè)計時應(yīng)留有一定的裕度。

3 接地極的設(shè)計

3.1 土壤電阻率的測試

為了正確合理地設(shè)計接地裝置，需要知道極址的土壤電阻率，現(xiàn)場測量土壤電阻率的方法是以穩(wěn)定電流場理論為基礎(chǔ)的。由于土壤結(jié)構(gòu)的復(fù)雜以及含水量的不同等原因，土壤電阻率可能在很大的范圍內(nèi)發(fā)生變化，用取樣的方法獲得大地電阻率不可行。通常采用的方法是四極法(又稱winner法)。

四極法確定電阻率的基本原理是：將4根電極在一條直線上按等間距a打入地下，為了使打入地下的電極不影響地中電流分布，電極打入地下的深度應(yīng)滿足h≤a/20。外側(cè)的兩個電極C1、C2為電流極，與電源串聯(lián)，用電流表A測量入地電流，內(nèi)側(cè)的兩個電極P1、P2為電壓極，與電壓表相連，由于C1和C2流入和流出的電流均為I，根據(jù)點電源電極附近的電位計算公式，可計算P1和P2點的電位為

(5)

則P1和P2兩極之間的電位差，即電壓表的讀數(shù)為

(6)

則土壤的電阻率為

(7)

式中，ρa代表離地面深度為a的土壤層的視在電阻率。

四極法操作簡單，便于掌握，在土壤分布均勻的情況下，測量結(jié)果準確。Winner法不僅要求探針極距相等，而且要求布置在一條直線上。但由于高壓直流輸電工程中需要測量的范圍廣，測量極距大，測量點數(shù)目多，探針的布置容易受到房屋和溝渠，農(nóng)作物等的限制，一般采用不等距Winner四極法測量土壤視在電阻率。

根據(jù)測量的視在電阻率可以得到土壤的分層結(jié)構(gòu)模型。目前開發(fā)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)IntelliGAS可以用于接地極址的地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析[6]。

3.2 接地參數(shù)的計算

接地參數(shù)的計算分為如下兩個階段[6～7]。

1)傳統(tǒng)的簡單公式或經(jīng)驗公式

應(yīng)用這些公式計算接地電阻的前提是假設(shè)土壤為均勻介質(zhì)，接地體形狀是規(guī)則的幾何體，入地電流在階梯上均勻分布，用解析法進行推導(dǎo)計算。

水平接地極

(8)

垂直接地極

(9)

圓環(huán)行接地極

(10)

當上述前提條件不滿足時，用這種方法計算可能會導(dǎo)致危險的結(jié)果或設(shè)計過度。

2)數(shù)值計算、計算機輔助設(shè)計

隨著計算機的應(yīng)用日趨廣泛，有限差分、有限元法、邊界元法等一些場的數(shù)值計算方法相繼產(chǎn)生和改進，并逐漸引入到接地參數(shù)的計算中。

接地參數(shù)計算是基于恒定電流場理論，具體計算步驟為：將接地體分為不同的微分段，計算各段的泄漏電流，再由各微段的泄漏電流解出所求點的電位[7，9]。各種計算方法的不同點在于求解電阻系數(shù)和沿電極泄漏電流的密度分布的計算精度、計算時間長短、占用計算機的內(nèi)存等的差別。

3.3 接地極型式的選擇

接地極電流分布的均勻程度對于保證接地極安全運行和降低造價有著十分重要的作用。如果電流分布嚴重不均，可能導(dǎo)致局部電流密度過高，引起局部溫度過高，腐蝕嚴重和跨步電壓過高等。因此進行接地極設(shè)計時力求電流密度分布均勻。

電流分布與電極形狀、土壤電阻率的大小及其分布有著密切的關(guān)系。直線型接地極極體溢流密度和電位分布沿極體軸向明顯不均勻，溢散電流集中于注入點及極體首末兩端附近[10]。圓環(huán)接地極由于電極間的屏蔽效應(yīng)，在相同電極長度下單圓環(huán)電極的最高電位升、接地電阻、最高溫升和最大跨步電壓最小。雙圓環(huán)次之，三圓環(huán)最大[11]，所以條件允許時應(yīng)盡量采用單圓環(huán)。

適當增加接地極導(dǎo)體半徑和合適的電流注入位置均能優(yōu)化設(shè)計，改善接地性能。 在選擇接地極形狀時應(yīng)遵循以下基本原則。

(1)力求使電流分布均勻：一般應(yīng)優(yōu)先選擇單圓環(huán)形電極，其次是多個同心圓環(huán)形電極，增大散流面積和散流均衡度。

(2)充分利用極址場地：其實質(zhì)也是增加電流的散流面積，減小電流密度。

(3)盡可能對稱分布：電流對稱與有利于導(dǎo)流系統(tǒng)布置，提高均衡度和可靠性。

3.4 接地裝置的腐蝕及其防護

地網(wǎng)導(dǎo)體在土壤中腐蝕的主要原因是由于導(dǎo)體表面的物理化學(xué)性質(zhì)不均勻，或是與不同材料的導(dǎo)體相鄰近或接觸，和土壤中的電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池而引起的。

接地網(wǎng)故障診斷的基本原理是測量接地網(wǎng)及端點之間的電阻值，并根據(jù)該電阻測量值和給定接地網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)，應(yīng)用適當?shù)挠嬎惴椒ㄇ蟪鼋拥鼐W(wǎng)每一段導(dǎo)體的計算值，根據(jù)兩者的比值大小判斷導(dǎo)體腐蝕或斷裂的情況，從而實現(xiàn)對接地網(wǎng)故障的診斷。實用的診斷系統(tǒng)由故障診斷數(shù)據(jù)測量裝置和故障診斷應(yīng)用軟件組成，現(xiàn)已開發(fā)變電站接地系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)IntelliCDS[6]。

為了防護地網(wǎng)導(dǎo)體免遭腐蝕，應(yīng)當設(shè)法消除形成腐蝕原電池的各種條件或盡量減緩其極化反應(yīng)速度。主要的防護辦法有：

(1)正確選用導(dǎo)體材料：我國一般采用鍍鋅鋼為地網(wǎng)導(dǎo)體材料；

(2)合理設(shè)計：盡量采用圓鋼，少用扁鋼；盡量避免將電極電位相差較大的金屬導(dǎo)體相連或靠近，減小腐蝕速度；

(3)采用電化學(xué)方法：采用陽極保護或陰極保護等；

(4)用覆蓋層保護：用耐腐蝕性強的金屬或合金將容易腐蝕的金屬完全覆蓋起來，如銅包鋼，鍍鋅鋼等；用油漆、瀝青和塑料等將導(dǎo)體與電解質(zhì)溶液隔離開來；

(5)用緩蝕劑：在土壤中加入緩蝕劑可以使陽極過程或陰極過程減慢，降低導(dǎo)體的腐蝕速度。

3.5 接地極引線的設(shè)計

為了減小直流接地極電流對換流站接地網(wǎng)的影響，目前所有遠距離送電直流工程都將工作接地的接地極建在遠離換流站的地方。換流站保留以安全接地為主的接地網(wǎng)。但是接地極址離換流站越遠，接地極引線越長，造價越高。我國《導(dǎo)則》將這個距離定為10 km。實際工程中，受接地極選址的影響，一般基地機制里換流站的距離大于此值。

接地極引線將直流電流引入接地體。加在接地極引線上的電壓實際上是入地電流在接地極及其線路上形成的壓降。接地極線路導(dǎo)線截面的選擇不按送電線路常用的經(jīng)濟電流密度來考慮，只需按照最嚴重的運行方式來校驗熱穩(wěn)定條件。

接地極引線電壓不高，但輸送容量大，設(shè)計時氣象條件需按110～220 kV送電線路標準進行選擇。接地極引線屬于低絕緣線路，卻非常重要，因此沿全線架設(shè)一根地線，采用兩片絕緣子，保護角不大于30°，基本能起到防雷保護作用。

3.6 接地電阻的測試

接地電阻測量是接地系統(tǒng)驗收過程中檢查其合格與否的重要手段，也是在運行過程中檢驗接地系統(tǒng)在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時能否發(fā)揮作用的重要措施。

當測量電流I注入被測接地網(wǎng)，向無窮遠處流散時，地網(wǎng)相對于無窮遠處的電壓與測試電流的比值即為接地網(wǎng)的接地電阻R。然而，輔助電極P不可能布置在無窮遠處，無法測量地網(wǎng)相對于無窮遠處的電位。需要在有限遠處布置一個輔助電極C，與地網(wǎng)形成回路。當測試電流從C流回電源，地面電位發(fā)生了畸變，地網(wǎng)相對于無窮遠處地電位有所降低。此時需要將電壓極布置在某一點上補償?shù)鼐W(wǎng)上的電位降落。目前最常用的是0.618法和29°夾角法。0.618法也稱直線補償法，當直線布置電壓極和電流極時，當電壓極離接地體的距離d12為電流極離接地體E的距離d13的61.8 %時，可以測量接地體E的實際接地電阻。29°夾角法也稱為夾角補償法，當電壓極和電流極離接地體的距離相等時(d12=d13)，可以測量到接地體的實際電阻值[1]。

4 直流接地體的研究問題和現(xiàn)狀

4.1 接地極直流對變壓器的影響

110 kV及以上電壓等級的系統(tǒng)為保證安全運行，一般都將變壓器中性點直接接地。當幅值高達幾千安的直流電流經(jīng)接地極進入大地后，一部分電流可能通過變壓器直接接地的中性點，經(jīng)由交流輸電線路流至線路另一端變壓器中性點，并經(jīng)中性點入地形成回路，在兩端變壓器中內(nèi)產(chǎn)生直流磁通，如圖1所示。

圖1 直流輸電大地回線方式直流電流流通路徑

電力變壓器鐵芯磁通Φ(t)與勵磁電流之間呈非線性關(guān)系。直流電流的偏磁影響，可能使勵磁電流工作在鐵芯磁化曲線的飽和區(qū)，導(dǎo)致勵磁電流的正半波出現(xiàn)尖峰，如圖2所示。此時勵磁電流含有的各次諧波，會使變壓器噪聲增加、鐵芯溫度升高、損耗增加以及產(chǎn)生其他一些裝置方面的問題。變壓器非正常的運行可能會造成變電站、發(fā)電廠的不安全運行，220 kV和500 kV網(wǎng)絡(luò)的交流諧波電壓會增加較多，電壓諧波畸變可能會影響其他裝置的運行，損壞變壓器，甚至引起整個網(wǎng)絡(luò)的癱瘓[12～20]。

對于不影響變壓器正常工作的直流電流控制指標國外提出了多種估算方法，一般認為繞組中流過的直流電流應(yīng)控制在空載勵磁電流的2倍以內(nèi)。我國《高壓直流接地極技術(shù)導(dǎo)則》中規(guī)定，通過變壓器繞組中的直流電流應(yīng)不大于額定電流的0.7%。另一種方法是根據(jù)各變壓器的勵磁特性曲線，采用計算程序計算不同直流偏磁對變壓器的影響，進而確定變壓器允許通過的直流電流的限值[3]。

圖2 直流電流對變壓器勵磁電流的影響

4.2 變壓器直流偏磁的抑制措施

文獻[15]使用矩量法分析復(fù)雜大地結(jié)構(gòu)中的由直流接地極、交流變電站接地網(wǎng)及其它埋在金屬管道構(gòu)成的多接地系統(tǒng)所產(chǎn)生的地中電流場，并用電路理論將多接地系統(tǒng)與地上的交流輸電網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來。該方法可以用來預(yù)測問題變電站、有針對性的分析造成流過變壓器直流電流過大的原因。

為減小直流接地極電流的影響，實際工程較少采用同極大地回路運行方式，盡量減小單極大地回線運行方式，或在設(shè)計是避免直流電流直接入地的接線方式。

設(shè)計時可以合理安排交流變壓器的接地點和接地方式，調(diào)整變電所接地位置；對于新造的電力變壓器要求廠家滿足直流偏磁方面的要求。

當計算變壓器直流值大于允許值時，還可以采取如下措施。

(1)深層接地技術(shù)：直流接地極穿透土壤層和巖層，安放在地殼深層具有良好導(dǎo)電性能的地層中，減小地表壓降對交流電網(wǎng)的影響。

(2)受端接地極隨直流架空線路避雷線返回到適當點再接地。這樣可以沿直流線路找到合適的入地點，遠離發(fā)電廠、變電站接地網(wǎng)。

(3)將直流架空線的避雷線作為兩端中性母線間的連接線，相當于增加一條線路。其優(yōu)點有：可取消兩端換流站的接地極，在一極故障停運時提供回路。缺點是：增加了直流線路一次投資造價。

(4)變壓器交流出線串聯(lián)電容器：必須在所有交流出線上裝設(shè)電容器阻斷直流電流通路。但是電容器裝設(shè)在高壓線路上，成本較高，系統(tǒng)可靠性也降低了。

(5)在變壓器中性點裝設(shè)抑制直流電流的裝置。

①注入反相直流電流：這種方法主要是在變壓器中性點串入一個直流電流源，根據(jù)檢測到的竄入直流電流值，動態(tài)調(diào)整該電壓源設(shè)置，實時提供反相直流電流，達到減小直流偏磁的目的。這種方法很大程度上依賴于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，當網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，反相電流也應(yīng)該被監(jiān)測和調(diào)整以適應(yīng)新的系統(tǒng)要求。同時這種裝置復(fù)雜昂貴，系統(tǒng)可行性尚需檢驗。

②中性點串聯(lián)合適的電阻：隨著串聯(lián)電阻值的增大，變壓器中性點的直流電流會減小。并聯(lián)氣隙對串聯(lián)電阻進行保護，當過電壓超過一定數(shù)值，將擊穿氣隙，過電流流過氣隙而將電阻保護起來。但是故障時變壓器的中性點會有較大的故障電流，中性點串聯(lián)電阻將會增加變壓器中性點的對地電位。因故障電流的變化，還須重新調(diào)整繼電保護裝置的整定值，以保證保護能在故障時準確動作。

③串聯(lián)電容：變壓器中性點串聯(lián)電容，并采用各種方法對電容器進行旁路保護，如火花間隙、變阻器、避雷器等。當系統(tǒng)穩(wěn)定運行時，中性點串聯(lián)電容將直流電流隔斷，并允許三相不平衡交流電流通過。暫態(tài)過程時，電容器電壓迅速升高，并聯(lián)保護裝置啟動將電容旁路，及時泄放故障電流，避免出現(xiàn)中性點過電壓與其他兩種措施相比，中性點串聯(lián)電容是比較有效的。

4.3 高壓直流輸電系統(tǒng)共用接地極模式分析

目前我國所建設(shè)的直流工程，均是一站一極型式，單極先投產(chǎn)或單極檢修的情況下才把大地作為回路，因此單極運行時間較短，接地極利用率不高。為提高直流接地極利用率，鄰近多換流站共用接地極將是行之有效的方法。

采用共用接地極，除同極性單極運行工況可能在極短時間內(nèi)對環(huán)境的影響較嚴重外，其他幾種運行情況下，如流過接地極的電流、換流站中性點電位漂移和接地極電位升等與“一站一極”直流系統(tǒng)運行情況是基本相同的。文獻[23，24]指出共用接地極的額定入地電流按額定電流值較大的直流電流與另一回路直流輸電系統(tǒng)的不平衡電流之和來考慮；出現(xiàn)兩回直流系統(tǒng)同時同極性單極大地回路運行的幾率較小，如果出現(xiàn)，可通過調(diào)度限制直流功率或轉(zhuǎn)換運行方式。

多換流站共用接地極可以減小接地極工程投資，降低選擇接地極址的難度，合理利用有限的土地資源，當兩直流系統(tǒng)作異性單極大地回路運行，可以消除或減小對交流系統(tǒng)以及環(huán)境的影響同時減小電能在線路上的損耗等。

5 結(jié)語

直流接地極屬于工作接地，接地極設(shè)計對于系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行十分重要，直流接地極的設(shè)計要注意以下幾點：

(1)直流接地極入地電流達幾千安，因此直流接地不同于一般的安全接地，對直流接地極的設(shè)計要特別注意它對環(huán)境的影響。

(2)設(shè)計接地極時要注意它對附近接地網(wǎng)、金屬管道的腐蝕作用和對直接接地變壓器的直流偏磁影響，并采取合理有效的措施。

(3)共用接地極模式是高壓直流輸電的新課題、新科技，應(yīng)給予足夠重視。

[1] 陳先祿，劉渝根，黃勇. 接地[M]. 重慶: 重慶大學(xué)出版社， 2002.

[2] 李興源. 高壓直流輸電系統(tǒng)的運行與控制[M]. 北京：科學(xué)出版社，1998.

[3] 趙婉君. 高壓直流輸電工程技術(shù)[M]. 北京：中國電力出版社，2004.

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王 彪(1985-)，男，工程師，研究方向為電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析。Email:wblk-557@163.com

王渝紅(1971-)，女，高級工程師，碩士研究生，IEEE會員，研究方向為電力系統(tǒng)穩(wěn)定與控制、高壓直流輸電等。Email:yuhongwang@scu.edu.cn

丁理杰(1981-)，男，工程師，研究方向為電力系統(tǒng)穩(wěn)定與控制。Email:ding_lijie@163.com

李興源(1945-)，男，教授，博士生導(dǎo)師，IEEE高級會員，研究方向為電力系統(tǒng)分析、電力系統(tǒng)穩(wěn)定與控制等。Email:x.y.li@163.com

SummaryofHVDCGroundingElectrodeandRelatedIssues

WANG Biao1， WANG Yu-hong2， DING Li-jie1， XIONG Ping2， LI Xing-yuan2

(1.Sichuan Electric Power Research Institute, Chengdu 610072, China; 2.School of Electrical Engineering and Information, Sichuan University,Chengdu 610065, China)

Basic concepts of grounding are introduced in this paper. The earth current, the step voltage, the maximum allowable temperature rise and the grounding electrode life of high voltage direct current (HVDC) are analyzed. Main issues involved in designing HVDC grounding electrode are stated, such as soil resistivity test, grounding electrode type selection, and calculation of grounding parameters. The impact of HVDC grounding electrode on DC bias in transformer is expounded, and the corresponding suppression measurements are presented，such as the use of deep grounding technology, series capacitors at the AC outlet of transformer and installation of devices for DC current suppression at the neutral point of transformer, etc. Finally, the common grounding mode of HVDC transmission system is discussed.

grounding； HVDC grounding electrode； grounding parameter； DC bias； HVDC transmission

TM721.1

A

1003-8930(2012)01-0066-07

2011-10-24；

2011-11-15

國家自然科學(xué)基金資助重點項目(51037003)；四川省科技廳基礎(chǔ)應(yīng)用計劃(2010jy0018)；四川省電力公司科技項目