特高压直流共用接地极的暂态温升分析
High Voltage Engineering（2015）
摘要
特高压直流系统共用接地极可减少极址占地面积且节省投资,但单极运行时会引起极址大地电位升高,出现跨步电压升高、土壤发热等问题,因此开展直流接地极的相关研究对提高其安全运行具有重要意义.为此,基于COMSOL有限元分析软件,建立了特高压直流输电接地极的电流场和温度场全耦合暂态分析模型,与传统的电热模型相比,该模型能有效反映土壤参数随温度变化的过程.通过某±500 kV共用接地极各种运行工况下地面跨步电压和土壤最高温升的分析计算以及与测量值的比较,验证了该模型的有效性.基于该模型分析了土壤的电阻率、热导率和比热容对接地极运行的影响规律.研究结果表明热导率的变化对土壤温升影响更显著,对于额定入地电流为3 030A、圆环半径为360 m、埋深为3m的接地极,当按最大入地电流运行检验该接地极参数时,为满足跨步电压要求,接地极表层土壤电阻率需低于35Ω·m.所提出的模型和研究成果可用于指导高压直流共用接地极的优化设计.
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