-
摘要:目的 为解决高压直流输电工程中接地极在广东地区选址困难问题，研究将现有接地极连接组成广域接地极供未来直流工程接入，减少对极址周围电气设施、地下金属管道设施的影响。方法 分析了现有接地极作为子接地极组成广域接地极的可行性，提出几种典型的广域接地极应用场景，并进行了各子接地极的自然分流计算、均流计算和多回直流同时运行工况计算。结果 广域接地极能降低粤东极址的设计要求，缓解鱼龙岭接地极对油气管道和周边电力系统的影响，具有实施的可行性。但在不增加均流电阻的情况下，效益仍不明显。结论 该研究为通过采用广域接地极，降低新建接地的难度提供思路和方法。Abstract:Introduction To solve the problem of difficult site selection for grounding electrodes in HVDC transmission projects in Guangdong, this paper analyzes the connection of existing grounding electrodes to form a WAN grounding electrode for future DC project access to reduce the impact on electrical facilities and underground metal piping facilities around the electrode site.Method The feasibility of forming a wide-area grounding electrode by using existing grounding electrodes as sub-grounding electrodes was analyzed, several typical application scenarios of WAN grounding electrodes were proposed, and the natural shunted current calculation, current distribution averaging and multiple DC simultaneous operation conditions of each sub-grounding electrode were carried out.Result WAN grounding electrode can reduce the design requirements of Yuedong pole site and mitigate the impact of Yulongling grounding electrode on oil and gas pipeline and surrounding power system, and has the feasibility of implementation. However, the benefits are still not obvious without adding any current averaging resistors.Conclusion This study provides ideas and methods to reduce the difficulty of constructing new grounding electrodes by using WAN grounding electrodes.
-
![]()
图 1 换流站与接地极地理位置分布图
Figure 1. Geographic distribution map of converter station & grounding electrodes
![]()
图 2 换流站与接地极系统地理分布示意
Figure 2. Geographic demo for converter station & grounding electrodes
![]()
图 3 方案1（田源-鱼龙岭-天堂广域接地极）连接入地电流
Figure 3. DC grounding current of plan 1 （Tianyuan-Yulongling-Tiantang DC WAN grounding electrodes）
![]()
图 5 粤东-田源-鱼龙岭（顺序连接）广域顺序连接入地电流（增加均流电阻）
Figure 5. DC grounding current for Yuedong-Tianyuan-Yulongling （Sequential connection） with current averaging resistor
![]()
图 7 鱼龙岭2回+粤东1回入地电流
Figure 7. DC Grounding current of Yulongling 2 loop + Yuedong 1 loop
表 1 接地极作为广域接地极连接可行性分析
Table 1
Feasibility analysis of existing grounding electrode as DC WAN grounding electrodes 接地极 额定电流/A 广域接地极连接可行性分析 莘田接地极 1 800 位于珠三角地区，周边电力设施众多，且额定电流较小，暂不考虑作为广域接地极。 天堂接地极 3 000+ 周边电力设施和管道已治理，可考虑作为广域接地极。 3 125 鱼龙岭接地极 3 000 有作为广域接地极的需求，周边油气管道和变电站较密集［10］。 3 125 田源1+田源2接地极 3 125 满足广域接地极接入条件，可考虑作为广域接地极。 3 125+3 125 观音阁接地极 3 000 国家电网管理，作为广域接地极接入协调工作量大。 新村接地极 3 200 距离西气东输二线管道距离较近，目前接地极闲置，可作为组成广域接地极的终端子接地极，在保证安全的情况下分担部分入地电流［11］。 
下载: 导出CSV
表 2 广域接地极自然分流主要参数
Table 2
Major parameters for WAN grounding electrode natural shunted current 方案 广域接地极 直流线路 接地极分流系数 总长/km 广域连接长度/km 造价/亿元 田源 鱼龙岭 天堂 新村 粤东 1 田源－鱼龙岭－天堂 778 609 7.917 68.2% 20.9% 10.9% － － 2 田源－新村 256 87 1.131 73% － － 27% － 3 粤东－田源－鱼龙岭－天堂（顺序连接） 545 434 5.642 10.6% 3.1% 0.3% － 86% 4 粤东－田源－鱼龙岭－天堂（环形连接） 846 735 9.555 9% 2.9% 2.7% － 85.4% 5 粤东－田源－鱼龙岭（顺序连接） 371 260 3.38 10.6% 3.4% － － 86% 6 粤东－田源－鱼龙岭（环形连接） 540 429 5.577 10.4% 13.4% － － 76.2% 7 田源－粤东－鱼龙岭 429 260 3.38 61.1% 19.5% － － 19.4% 注： 线路按照130万/km造价估算。
下载: 导出CSV
表 3 均流电阻与子接地极之间的分流系数关系
Table 3
Relation between current averaging resistors and shunt coefficient 均流电阻/Ω 粤东接地极分流系数（加不同均流电阻） 田源接地极分流系数 鱼龙岭接地极分流系数 0 86% 10.6% 3.4% 0.5 69.7% 23% 7.3% 1 58.5% 31.5% 10% 1.5 50.5% 37.6% 11.9% 2 44.4% 42.2% 13.4%
下载: 导出CSV
表 5 广域接地极共三回直流同时同极性单极大地回路运行分流结果
Table 5
Current shunt result of DC WAN grounding electrodes with simultaneous 3-loop DC （same polarity） 运行工况 粤东接地极（6 250 A）/额定电流百分 田源接地极/A 鱼龙岭接地极（6 125 A）/额定电流百分 鱼龙岭2回+粤东1回 2 844.7（45%） 828.1 5 577.1（91%） 鱼龙岭2回+田源1回 769（12.3%） 2 405.2 6 075.6（99%） 粤东2回+田源1回 5 983.8（95.7%） 2 576.7 814.47（13.2%） 粤东2回+鱼龙岭（穗东换流站）1回 5 453.7（87.3%） 918.9 3 002.4（49%） 粤东2回+鱼龙岭（宝安换流站）1回 5 450.5（87.2%） 908.8 2 890.7（47%）
下载: 导出CSV
-
[1] 王建武， 张劲松， 李岩， 等. 广域接地极方案初步研究 ［J］. 高压电器， 2010， 46（12）： 25-28. WANGJ W， ZHANGJ S， LIY， et al. Primary research on HVDC WAN grounding electrode ［J］. High Voltage Apparatus， 2010， 46（12）： 25-28.
[2] 胡劲松， 郑宇光， 于洋. 特高压直流输电接地极设计技术综述与展望 ［J］. 全球能源互联网， 2018， 1（增刊1）： 290-295. HUJ S， ZHENGY G， YUY. Overview and prospect of ground electrode designing technology in HVDC projects ［J］. Journal of Global Energy Interconnection， 2018， 1（Supp.1）： 290-295.
[3] 孙帮新， 陈辉祥. 高压直流输电共用接地极技术研究 ［J］. 高电压技术， 2006（12）： 150-153+167. SUNB X， CHENH X. Common grounding technique used in the HVDC ［J］. High Voltage Engineering， 2006（12）： 150-153+167.
[4] 谭威， 孔志达， 简翔浩. 垂直型直流接地极设计探讨 ［J］. 南方能源建设， 2016， 3（4）： 60-63. TANW， KONGZ D， JIANX H. Discussion on DC vertical ground electrode design ［J］. Southern Energy Construction， 2016， 3（4）： 60-63.
[5] 谌阳. 椭圆环布置的垂直型直流接地极的溢流特性 ［J］. 中国电力， 2021， 54（4）： 185-191. SHENY. The current releasing characteristics of DC vertical earthing electrode forming an elliptical ring ［J］. Electric Power， 2021， 54（4）： 185-191.
[6] 谌阳， 周艳青. 深井型和垂直型直流接地极的导流方式 ［J］. 电气技术， 2019， 20（10）： 60-63. SHENY， ZHOUY Q. The current guiding method for deep-well and vertical DC earthing electrode ［J］. Electrical Engineering， 2019， 20（10）： 60-63.
[7] 周友斌， 全江涛， 文习山， 等. 直流输电分布式接地极建模与应用 ［J］. 电网技术， 2015， 39（2）： 387-392. ZHOUY B， QUANJ T， WENX S， et al. Modeling of distributed grounding electrodes for HVDC power transmission system and its application ［J］. Power System Technology， 2015， 39（2）： 387-392.
[8] 黄义隆， 张波， 国建宝， 等. 改善直流电流地中分布的接地极互联技术研究 ［J］. 电网技术， 2017， 41（4）： 1338-1344. HUANGY L， ZHANGB， GUOJ B， et al. Research on improving DC current distribution in earth by interconnecting DC grounding electrodes ［J］. Power System Technology， 2017， 41（4）： 1338-1444.
[9] 周挺， 胡金. 降低接地极直流偏磁影响的接地极选址优化研究 ［J］. 智能电网， 2017， 5（4）： 351-355. ZHOUT， HUJ. Optimization research on HVDC electrode site selection for reducing the DC magnetic bias effect upon the power system ［J］. Smart Grid， 2017， 5（4）： 351-355.
[10] 何衍和， 肖磊石. 高压直流输电系统接地极对油气管道影响分析 ［J］. 贵州电力技术， 2016， 19（8）： 42-46. HEY H， XIAOL S. Summary analysis of the impact of HVDC grounding electrode on oil and gas pipelines ［J］. Guizhou Electric Power Technology， 2016， 19（8）： 42-46.
[11] 蔡汉生， 胡上茂， 刘刚， 等. 牛从直流翁源接地极入地电流对周边变压器直流偏磁的影响 ［J］. 南方电网技术， 2015， 9（7）： 11-15+21. CAIH S， HUS M， LIUG， et al. Influence of Wengyuan DC grounding electrode current of Niuzhai-Conghua HVDC project on DC bias of adjacent power transformers ［J］. Southern Power System Technology， 2015， 9（7）： 11-15+21.
[12] 饶宏， 李岩， 黎小林， 等. 4个直流输电工程共用1个接地极运行方式的研究 ［J］． 高电压技术， 2012， 38（5）： 1179-1185． RAOH， LIY， LIX L， et al．Study on four HVDC systems sharing a common ground electrode ［J］. High Voltage Engineering， 2012， 38（5）： 1179-1185.
[13] 孔志达. 独立接地极改造为共用接地极方案研究 ［J］.南方能源建设， 2015， 2（3）： 112-117. KONGZ D. Research on the plan of independent earth electrode reconstructed to common earth electrode ［J］. Southern Energy Construction， 2015， 2（3）： 112-117.
[14] 张晓， 尹晗， 何金良， 等. 以降低跨步电压为目标的直流多环接地极电流配比的优化 ［J］. 高电压技术， 2012， 38（5）： 1217-1224. ZHANGX， YINH， HEJ L， et al. Decreasing step voltage by optimizing current distribution proportion of multi-ring DC ground electrode ［J］. High Voltage Engineering， 2012， 38（5）： 1217-1224.
[15] 葛瑞祎， 郭剑， 王秋生， 等. 紧凑型接地极用均流电阻器的研制及应用 ［J］. 电子测量技术， 2014， 37（12）： 19-24. GER W， GUOJ， WANGQ S， et al. Development and application of average-current resistor used in the compact grounding electrode ［J］. Electronic Measurement Technology， 2014， 37（12）： 19-24.
[16] 谭波， 董晓辉， 刘鸣亚， 等. 考虑土壤电阻率分布各向异性的高压直流接地极均流电阻配置方法及试验验证 ［J］. 高压电器， 2021， 57（5）： 144-150. TANB， DONGX H， LIUM Y， et al. Configuration method and test verification for equalizing resistance of HVDC earth electrode considering anisotropy of soil resistivity distribution ［J］. High Voltage Apparatus， 2021， 57（5）： 144-150.
计量
- 文章访问数: 546
- HTML全文浏览量: 230
- PDF下载量: 32
