[发明专利]一种降低跨步电压的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种降低跨步电压的方法，更具体讲涉及一种紧凑型接地极上阻性元件降低跨步电压的方法。

背景技术：

为了满足日益增长的电力需要，我国高压直流输电技术得到了快速发展，已成为远距离大容量输电的主导技术。当直流系统单极大地返回运行方式下，接地极承担着导引入地电流、维持直流系统运行的重要作用，是目前直流输电系统中不可缺少的重要设施。但同时，直流系统的电流通过接地极入地后，会对周围环境产生电磁影响。相关标准中对接地极的各项主要环境影响指标均提出了相应的规定，这些指标也成为接地极设计中的重要参考因素。

根据多个接地极的设计经验，在接地极的各项接地性能指标中，跨步电压往往成为控制因素，决定着接地极的结构、尺寸、埋深等重要参数，也影响着接地极的选址和造价。在地形条件不好的区域，跨步电压甚至成为接地极址选址的决定性因素，严重时出现“无址可选”、“被迫跨省选址”等极端情况。因此，在有限的极址条件下，如何降低跨步电压已成为接地极设计专业中的重要课题。

经过诸如垂直接地极、分体式接地极等降低跨步电压的相关措施研究发现，虽然这些措施在一定程度上改善了接地极的跨步电压性能，但这些措施不具有普适性。例如，垂直接地极适宜用在深层土壤电阻率较低的地区，且需要良好解决排气和散热等问题，不仅需要极址条件合适，而且使设计难度加大；分体式接地极需要在主极址附近寻找另一个适合埋设接地极的辅助极址，对接地极址的要求较高，且增大了环境影响的范围和运行维护的难度。在我国当前大力发展超/特高压直流工程的今天，迫切需要进一步研究其他降低跨步电压的措施，特别是可适用于绝大多数接地极的普适性措施。本发明提出的阻性元件降低跨步电压的方法，就能很好地解决上述问题。

发明内容：

本发明的目的是提供一种降低跨步电压的方法，该方法为紧凑型接地极的电磁环境研究提供了理论基础和有效分析的实现方法，同时为紧凑型接地极的进一步研究奠定了一定的基础。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种降低跨步电压的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)获取高压直流接地极的模型数据；

(2)确定不同的阻性元件方案；

(3)确定不同阻性元件下的跨步电压和接地电阻值；

(4)确定最优的阻性元件方案。

本发明提供的一种降低跨步电压的方法，所述步骤(1)中的数据通过高压直流接地极的设计参数和运行参数获取，并将所述模型数据转换为计算中的输入参数矩阵。

本发明提供的一种降低跨步电压的方法，所述输入参数包括极环的半径、极环的数目、电缆的材料和土壤电阻率。

本发明提供的另一优选的一种降低跨步电压的方法，所述阻性元件方案通过所述模型数据确定的阻性元件的范围和精度生成并生成至少一种阻性元件方案。

本发明提供的再一优选的一种降低跨步电压的方法，所述方案包括阻性元件个数、阻性元件阻值范围和阻性元件精度。

本发明提供的又一优选的一种降低跨步电压的方法，所述步骤(3)中的跨步电压和接地电阻值通过行波法确定。

本发明提供的又一优选的一种降低跨步电压的方法，所述跨步电压和接地电阻值分别与各自的限值比较，如果跨步电压和接地电阻值中任意一项大于限值，返回步骤(2)；如果跨步电压和接地电阻值均小于限值，进行步骤(4)。

本发明提供的又一优选的一种降低跨步电压的方法，所述步骤(4)通过判断所有阻性元件方案，选择其中所述跨步电压最小的方案作为最优方案。

本发明提供的又一优选的一种降低跨步电压的方法，所述跨步电压通过下式确定：