高压直流输电接地电极及相关问题综述

王 彪， 王渝红， 丁理杰， 熊 萍， 李兴源

(1.四川省电力科学研究院， 成都 610072； 2.四川大学电气信息学院， 成都 610065)

高压直流输电接地电极及相关问题综述

王 彪1， 王渝红2， 丁理杰1， 熊 萍2， 李兴源2

(1.四川省电力科学研究院， 成都 610072； 2.四川大学电气信息学院， 成都 610065)

文中介绍了接地的基本概念，分析了入地电流、跨步电压、最大允许温升以及直流接地极寿命；指出在设计直流接地极时，应考虑土壤电阻率、接地极型式以及接地参数的计算等方面的问题；阐述了直流接地电流对变压器直流偏磁的影响，并提出了抑制措施,如采用深层接地技术，变压器交流出线串联电容器，在变压器中性点装设抑制直流电流的装置等；最后分析了高压直流输电系统的共用接地极模式。

接地； 高压直流接地极； 接地参数； 直流偏磁； 高压直流输出

直流输电大地回线方式的优点是显而易见的，但单极大地回线运行方式时，直流接地极的入地电流达数千安，强大的直流电流持续长时间流过接地极，会产生一系列的负面效应：极址大地电位升高，地面跨步电势和接触电势升高，威胁人畜的安全；对附近地下金属管道和电力系统接地网产生腐蚀；电极发热导致土壤导电性能变差，威胁接地极的稳定运行等。我国高压直流输电受端通常在重负荷区，应尤其重视直流接地极的负面效应。

为了给直流接地极的设计提供一些参考，本文总结了直流接地极的设计原则、设计理论和设计依据，提出了直流接地极对直接接地变压器直流偏磁的影响，总结了几种直流偏磁的抑制措施，最后分析了高压直流输电系统共用接地极模式，并指出共用接地极模式的优点，是一个值得重视的课题。

1 接地的基本概念

接地是指电气系统的某些节点或电气设施的某些导电部分与地(包括大地、或范围比较广泛、能用来代替大地的等效导体)之间的电气连接。在国家标准DL/T621-1997《交流电气装置的接地》中定义为：将电力系统或建筑物中电气装置、设施的某些导电部分经接地线连接至接地极。

接地的目的是利用地作为传导电流回路的一个元件，从而在正常、事故或遭受雷击的情况下将电气连接处的电位固定在某一允许的范围内，以保证人身和设备安全，维护系统和设施安全可靠运行。电气连接处与地相接触的导体称为接地体，电气设备与接地体之间的电气连线称为接地引线，接地极引线和接地体统称为接地装置。

2 高压直流接地极的设计原则[2，3]

一般HVDC系统有单极、双极和同极这三种运行模式，特别是当系统单极和同极大地回线运行时，HVDC的接地极不仅要钳制HVDC系统中性点电位，还要为直流电流提供通路。直流输电大地回线运行方式，接地极流过的电流一般是以千安计算，电流值较大，且持续时间长，其所产生的负面效应是不可忽视的，对直流接地极的设计有着特殊的要求。

2.1 入地电流

接地极的入地电流分为正常额定电流、最大过负荷电流、最大短时电流和不平衡电流。正常额定电流是决定接地极温升和使用寿命的主要参数。

(1)单极大地回线方式：入地电流等于系统的额定电流，即

Ie=Id

(1)

(2)双极方式：流入接地极的持续电流Ie是正、负换流阀的不平衡电流

Ie=Id1-Id2

(2)

Ie既可能是正极性的，也可能是负极性的。

(3)同极联络线方式：入地电流Ie是双极额定电流之和，即

Ie=Id1+Id2

(3)

最大过负荷电流是指直流输电系统在最高环境温度时，能在一定时间内可输送的最大负荷电流，一般取为额定电流的1.1倍。最大短时电流是指当直流系统发生故障时，流过接地极的暂态过电流，一般取为正常额定电流的1.5倍，持续时间为数秒。在设计接地极时，该电流主要用于控制计算地面最大跨步电压。不平衡电流指双极运行时，两极电流之差。

2.2 跨步电压

由于大地并非良导体，因此电流自接地极经周围土壤散流时，极址电位会上升，土壤中有压降。不同地点，跨步电压是不同的。设计接地极时，更感兴趣的是计算出最大跨步电压，确认接地极是否符合要求。理论分析和实测表明[4]：对于圆环形电极，最大跨步电压发生在圆环电极正上方，特别是引流接线处。对于直线形的电极，最大跨步电压发生在电极端点正上方。我国现行《高压直流接地极技术导则》为：直流接地极在最大短时工作电流时的最大允许跨步电压为2.5 V。该标准过高，一般工程很难满足这个要求[5]。美国EPRI根据人手感到轻微刺痛感觉的直流电流，推荐直流接地极最大允许跨步电压值计算式为

Ek=5+0.03ρs

(4)

式中，ρs为表层土壤电阻率。

2.3 最大允许温升

如果土壤温度超过100 ℃，土壤中的水将会较快的被蒸发驱散，从而容易导致接地极故障。对某一特定点，其温度与环境温度、土壤热特性和电流持续时间有着密切的关系。入地电流及其持续时间是由系统决定的，土壤热特性和环境温度是一定的，控制土壤的最高温度实际是控制土壤的最大温升，土壤的最大温升应该是水的沸点温度(为安全起见，一般取90 ℃～95 ℃)与最高环境温度之差。

2.4 使用寿命

影响接地极使用寿命的主要原因是馈电材料溶解——电腐蚀。当直流电流通过电解液时，在电极上将产生氧化还原反应：电解液中的正离子移向阴极，在阴极和电子结合而进行还原反应，负离子移向阳极，在阳极给出电子而进行氧化反应，即产生电腐蚀。阳极电腐蚀量不仅与材料有关，还与电流和作用时间之乘积成正比。计算电极寿命时，一般应考虑单极运行、计划停运、不平衡电流等因素。为了确保接地极在规定的运行年限里正常运行，在接地极设计时应留有一定的裕度。

3 接地极的设计

3.1 土壤电阻率的测试

为了正确合理地设计接地装置，需要知道极址的土壤电阻率，现场测量土壤电阻率的方法是以稳定电流场理论为基础的。由于土壤结构的复杂以及含水量的不同等原因，土壤电阻率可能在很大的范围内发生变化，用取样的方法获得大地电阻率不可行。通常采用的方法是四极法(又称winner法)。

四极法确定电阻率的基本原理是：将4根电极在一条直线上按等间距a打入地下，为了使打入地下的电极不影响地中电流分布，电极打入地下的深度应满足h≤a/20。外侧的两个电极C1、C2为电流极，与电源串联，用电流表A测量入地电流，内侧的两个电极P1、P2为电压极，与电压表相连，由于C1和C2流入和流出的电流均为I，根据点电源电极附近的电位计算公式，可计算P1和P2点的电位为

(5)

则P1和P2两极之间的电位差，即电压表的读数为

(6)

则土壤的电阻率为

(7)

式中，ρa代表离地面深度为a的土壤层的视在电阻率。

四极法操作简单，便于掌握，在土壤分布均匀的情况下，测量结果准确。Winner法不仅要求探针极距相等，而且要求布置在一条直线上。但由于高压直流输电工程中需要测量的范围广，测量极距大，测量点数目多，探针的布置容易受到房屋和沟渠，农作物等的限制，一般采用不等距Winner四极法测量土壤视在电阻率。

根据测量的视在电阻率可以得到土壤的分层结构模型。目前开发的地质结构分析系统IntelliGAS可以用于接地极址的地质结构分析[6]。

3.2 接地参数的计算

接地参数的计算分为如下两个阶段[6～7]。

1)传统的简单公式或经验公式

应用这些公式计算接地电阻的前提是假设土壤为均匀介质，接地体形状是规则的几何体，入地电流在阶梯上均匀分布，用解析法进行推导计算。

水平接地极

(8)

垂直接地极

(9)

圆环行接地极

(10)

当上述前提条件不满足时，用这种方法计算可能会导致危险的结果或设计过度。

2)数值计算、计算机辅助设计

随着计算机的应用日趋广泛，有限差分、有限元法、边界元法等一些场的数值计算方法相继产生和改进，并逐渐引入到接地参数的计算中。

接地参数计算是基于恒定电流场理论，具体计算步骤为：将接地体分为不同的微分段，计算各段的泄漏电流，再由各微段的泄漏电流解出所求点的电位[7，9]。各种计算方法的不同点在于求解电阻系数和沿电极泄漏电流的密度分布的计算精度、计算时间长短、占用计算机的内存等的差别。

3.3 接地极型式的选择

接地极电流分布的均匀程度对于保证接地极安全运行和降低造价有着十分重要的作用。如果电流分布严重不均，可能导致局部电流密度过高，引起局部温度过高，腐蚀严重和跨步电压过高等。因此进行接地极设计时力求电流密度分布均匀。

电流分布与电极形状、土壤电阻率的大小及其分布有着密切的关系。直线型接地极极体溢流密度和电位分布沿极体轴向明显不均匀，溢散电流集中于注入点及极体首末两端附近[10]。圆环接地极由于电极间的屏蔽效应，在相同电极长度下单圆环电极的最高电位升、接地电阻、最高温升和最大跨步电压最小。双圆环次之，三圆环最大[11]，所以条件允许时应尽量采用单圆环。

适当增加接地极导体半径和合适的电流注入位置均能优化设计，改善接地性能。 在选择接地极形状时应遵循以下基本原则。

(1)力求使电流分布均匀：一般应优先选择单圆环形电极，其次是多个同心圆环形电极，增大散流面积和散流均衡度。

(2)充分利用极址场地：其实质也是增加电流的散流面积，减小电流密度。

(3)尽可能对称分布：电流对称与有利于导流系统布置，提高均衡度和可靠性。

3.4 接地装置的腐蚀及其防护

地网导体在土壤中腐蚀的主要原因是由于导体表面的物理化学性质不均匀，或是与不同材料的导体相邻近或接触，和土壤中的电解质溶液构成原电池而引起的。

接地网故障诊断的基本原理是测量接地网及端点之间的电阻值，并根据该电阻测量值和给定接地网的拓扑结构，应用适当的计算方法求出接地网每一段导体的计算值，根据两者的比值大小判断导体腐蚀或断裂的情况，从而实现对接地网故障的诊断。实用的诊断系统由故障诊断数据测量装置和故障诊断应用软件组成，现已开发变电站接地系统故障诊断系统IntelliCDS[6]。

为了防护地网导体免遭腐蚀，应当设法消除形成腐蚀原电池的各种条件或尽量减缓其极化反应速度。主要的防护办法有：

(1)正确选用导体材料：我国一般采用镀锌钢为地网导体材料；

(2)合理设计：尽量采用圆钢，少用扁钢；尽量避免将电极电位相差较大的金属导体相连或靠近，减小腐蚀速度；

(3)采用电化学方法：采用阳极保护或阴极保护等；

(4)用覆盖层保护：用耐腐蚀性强的金属或合金将容易腐蚀的金属完全覆盖起来，如铜包钢，镀锌钢等；用油漆、沥青和塑料等将导体与电解质溶液隔离开来；

(5)用缓蚀剂：在土壤中加入缓蚀剂可以使阳极过程或阴极过程减慢，降低导体的腐蚀速度。

3.5 接地极引线的设计

为了减小直流接地极电流对换流站接地网的影响，目前所有远距离送电直流工程都将工作接地的接地极建在远离换流站的地方。换流站保留以安全接地为主的接地网。但是接地极址离换流站越远，接地极引线越长，造价越高。我国《导则》将这个距离定为10 km。实际工程中，受接地极选址的影响，一般基地机制里换流站的距离大于此值。

接地极引线将直流电流引入接地体。加在接地极引线上的电压实际上是入地电流在接地极及其线路上形成的压降。接地极线路导线截面的选择不按送电线路常用的经济电流密度来考虑，只需按照最严重的运行方式来校验热稳定条件。

接地极引线电压不高，但输送容量大，设计时气象条件需按110～220 kV送电线路标准进行选择。接地极引线属于低绝缘线路，却非常重要，因此沿全线架设一根地线，采用两片绝缘子，保护角不大于30°，基本能起到防雷保护作用。

3.6 接地电阻的测试

接地电阻测量是接地系统验收过程中检查其合格与否的重要手段，也是在运行过程中检验接地系统在电力系统发生故障时能否发挥作用的重要措施。

当测量电流I注入被测接地网，向无穷远处流散时，地网相对于无穷远处的电压与测试电流的比值即为接地网的接地电阻R。然而，辅助电极P不可能布置在无穷远处，无法测量地网相对于无穷远处的电位。需要在有限远处布置一个辅助电极C，与地网形成回路。当测试电流从C流回电源，地面电位发生了畸变，地网相对于无穷远处地电位有所降低。此时需要将电压极布置在某一点上补偿地网上的电位降落。目前最常用的是0.618法和29°夹角法。0.618法也称直线补偿法，当直线布置电压极和电流极时，当电压极离接地体的距离d12为电流极离接地体E的距离d13的61.8 %时，可以测量接地体E的实际接地电阻。29°夹角法也称为夹角补偿法，当电压极和电流极离接地体的距离相等时(d12=d13)，可以测量到接地体的实际电阻值[1]。

4 直流接地体的研究问题和现状

4.1 接地极直流对变压器的影响

110 kV及以上电压等级的系统为保证安全运行，一般都将变压器中性点直接接地。当幅值高达几千安的直流电流经接地极进入大地后，一部分电流可能通过变压器直接接地的中性点，经由交流输电线路流至线路另一端变压器中性点，并经中性点入地形成回路，在两端变压器中内产生直流磁通，如图1所示。

图1 直流输电大地回线方式直流电流流通路径

电力变压器铁芯磁通Φ(t)与励磁电流之间呈非线性关系。直流电流的偏磁影响，可能使励磁电流工作在铁芯磁化曲线的饱和区，导致励磁电流的正半波出现尖峰，如图2所示。此时励磁电流含有的各次谐波，会使变压器噪声增加、铁芯温度升高、损耗增加以及产生其他一些装置方面的问题。变压器非正常的运行可能会造成变电站、发电厂的不安全运行，220 kV和500 kV网络的交流谐波电压会增加较多，电压谐波畸变可能会影响其他装置的运行，损坏变压器，甚至引起整个网络的瘫痪[12～20]。

对于不影响变压器正常工作的直流电流控制指标国外提出了多种估算方法，一般认为绕组中流过的直流电流应控制在空载励磁电流的2倍以内。我国《高压直流接地极技术导则》中规定，通过变压器绕组中的直流电流应不大于额定电流的0.7%。另一种方法是根据各变压器的励磁特性曲线，采用计算程序计算不同直流偏磁对变压器的影响，进而确定变压器允许通过的直流电流的限值[3]。

图2 直流电流对变压器励磁电流的影响

4.2 变压器直流偏磁的抑制措施

文献[15]使用矩量法分析复杂大地结构中的由直流接地极、交流变电站接地网及其它埋在金属管道构成的多接地系统所产生的地中电流场，并用电路理论将多接地系统与地上的交流输电网络联系起来。该方法可以用来预测问题变电站、有针对性的分析造成流过变压器直流电流过大的原因。

为减小直流接地极电流的影响，实际工程较少采用同极大地回路运行方式，尽量减小单极大地回线运行方式，或在设计是避免直流电流直接入地的接线方式。

设计时可以合理安排交流变压器的接地点和接地方式，调整变电所接地位置；对于新造的电力变压器要求厂家满足直流偏磁方面的要求。

当计算变压器直流值大于允许值时，还可以采取如下措施。

(1)深层接地技术：直流接地极穿透土壤层和岩层，安放在地壳深层具有良好导电性能的地层中，减小地表压降对交流电网的影响。

(2)受端接地极随直流架空线路避雷线返回到适当点再接地。这样可以沿直流线路找到合适的入地点，远离发电厂、变电站接地网。

(3)将直流架空线的避雷线作为两端中性母线间的连接线，相当于增加一条线路。其优点有：可取消两端换流站的接地极，在一极故障停运时提供回路。缺点是：增加了直流线路一次投资造价。

(4)变压器交流出线串联电容器：必须在所有交流出线上装设电容器阻断直流电流通路。但是电容器装设在高压线路上，成本较高，系统可靠性也降低了。

(5)在变压器中性点装设抑制直流电流的装置。

①注入反相直流电流：这种方法主要是在变压器中性点串入一个直流电流源，根据检测到的窜入直流电流值，动态调整该电压源设置，实时提供反相直流电流，达到减小直流偏磁的目的。这种方法很大程度上依赖于网络结构，当网络结构发生变化，反相电流也应该被监测和调整以适应新的系统要求。同时这种装置复杂昂贵，系统可行性尚需检验。

②中性点串联合适的电阻：随着串联电阻值的增大，变压器中性点的直流电流会减小。并联气隙对串联电阻进行保护，当过电压超过一定数值，将击穿气隙，过电流流过气隙而将电阻保护起来。但是故障时变压器的中性点会有较大的故障电流，中性点串联电阻将会增加变压器中性点的对地电位。因故障电流的变化，还须重新调整继电保护装置的整定值，以保证保护能在故障时准确动作。

③串联电容：变压器中性点串联电容，并采用各种方法对电容器进行旁路保护，如火花间隙、变阻器、避雷器等。当系统稳定运行时，中性点串联电容将直流电流隔断，并允许三相不平衡交流电流通过。暂态过程时，电容器电压迅速升高，并联保护装置启动将电容旁路，及时泄放故障电流，避免出现中性点过电压与其他两种措施相比，中性点串联电容是比较有效的。

4.3 高压直流输电系统共用接地极模式分析

目前我国所建设的直流工程，均是一站一极型式，单极先投产或单极检修的情况下才把大地作为回路，因此单极运行时间较短，接地极利用率不高。为提高直流接地极利用率，邻近多换流站共用接地极将是行之有效的方法。

采用共用接地极，除同极性单极运行工况可能在极短时间内对环境的影响较严重外，其他几种运行情况下，如流过接地极的电流、换流站中性点电位漂移和接地极电位升等与“一站一极”直流系统运行情况是基本相同的。文献[23，24]指出共用接地极的额定入地电流按额定电流值较大的直流电流与另一回路直流输电系统的不平衡电流之和来考虑；出现两回直流系统同时同极性单极大地回路运行的几率较小，如果出现，可通过调度限制直流功率或转换运行方式。

多换流站共用接地极可以减小接地极工程投资，降低选择接地极址的难度，合理利用有限的土地资源，当两直流系统作异性单极大地回路运行，可以消除或减小对交流系统以及环境的影响同时减小电能在线路上的损耗等。

5 结语

直流接地极属于工作接地，接地极设计对于系统的安全稳定运行十分重要，直流接地极的设计要注意以下几点：

(1)直流接地极入地电流达几千安，因此直流接地不同于一般的安全接地，对直流接地极的设计要特别注意它对环境的影响。

(2)设计接地极时要注意它对附近接地网、金属管道的腐蚀作用和对直接接地变压器的直流偏磁影响，并采取合理有效的措施。

(3)共用接地极模式是高压直流输电的新课题、新科技，应给予足够重视。

[1] 陈先禄，刘渝根，黄勇. 接地[M]. 重庆: 重庆大学出版社， 2002.

[2] 李兴源. 高压直流输电系统的运行与控制[M]. 北京：科学出版社，1998.

[3] 赵婉君. 高压直流输电工程技术[M]. 北京：中国电力出版社，2004.

[4] 曾莲生(Zeng Liansheng). 高压直流输电陆地接地极设计-关于地面电位和跨步电压分布的计算(HVDC ground electrode design of the land——on the ground and step potential distribution calculation)[J].电力建设(Electric Power Construction)，1994，15(3)：12-18.

[5] 周健(Zhou Jian). 对天广直流工程广州北郊换流站直流接地极的再认识(Further understanding on DC grounding in Tianguang HVDC project Beijiao converter station)[J]. 广东电力(Guangdong Electric Power), 1998, 11(5): 23-25.

[6] 何金良，曾嵘，高延庆(He Jinliang, Zeng Rong, Gao Yanqing). 电力系统接地技术研究进展(Progress of study on grounding technology of modern power system)[J]. 电力建设(Electric Power Construction), 2004, 25(6):1-3,7.

[7] Giao T N, Sarma M P. On the potential and field distribution around a ground electrode for HVDC transmission[J]. IEEE Trans on Power Apparatus and Systems, 1971, 90(6): 2793-2801.

[8] Liu Qu, Li LiCheng, Zheng Jianchao,etal. Research on potential distributions of soil surface caused by ground electrode of HVDC system in heterogeneous soil structure[C]∥IEEE Power Engineering Society General Meeting.Tampa, USA: 2007.

[9] Villas J E T, Portela C M. Calculation of electric field and potential distributions into soil and air media for a ground electrode of a HVDC system[J]. IEEE Trans on Power Delivery, 2003, 18(3): 867-873.

[10]曹林，赵杰，张波，等(Cao Lin, Zhao Jie, Zhang Bo,etal). 高压直流输电直线型接地极系统分析(Analysis of HVDC linear ground electrode system)[J]. 高电压技术(High Voltage Engineering), 2006, 32(2): 92-94.

[11]杜忠东，王建武，刘熙(Du Zhongdong, Wang Jianwu, Liu Xi). UHVDC圆环接地极接地性能分析( Analysis on performance of UHVDC cirque grounding-electrode)[J]. 高电压技术(High Voltage Engineering), 2006, 32(12): 146-149.

[12]王明新，张强(Wang Mingxin, Zhang Qiang). 直流输电系统接地极电流对交流电网的影响分析(Analysis on influence of ground electrode current in HVDC on AC power network)[J]. 电网技术(Power System Technology), 2005, 29(3):9-14.

[13]钟连宏，陆培均，仇志成，等(Zhong Lianhong, Lu Peijun, Qiu Zhicheng,etal). 直流接地极电流对中性点直接接地变压器影响(The influence of current of DC earthing electrode on directly grounded transformer)[J]. 高电压技术(High Voltage Engineering), 2003, 29(8):12-13,28.

[14]曹林，曾嵘，赵杰，等(Cao Lin, Zeng Rong, Zhao Jie,etal). 高压直流输电系统接地极电流对电力变压器运行影响的研究(Study on the influence of HVDC system grounding electrode current on power transformer operation)[J]. 高压电器(High Voltage Apparatus), 2006, 42(5):346-348,354.

[15]Zhang Bo, Cui Xiang, Zeng Rong,etal. Calculation of DC currents distribution in AC power system near HVDC system by using moment method coupled to circuit equations[J]. IEEE Trans on Magnetics, 2006, 42(4):703-706.

[16]Bolduc L, Granger M, Pare G,etal. Development of a DC current-blocking device for transformer neutrals[J]. IEEE Trans on Power Delivery, 2005, 20(1): 163-168.

[17]朱艺颖，蒋卫平，曾昭华，等(Zhu Yiying, Jiang Weiping, Zeng Shaohua,etal). 抑制变压器中性点直流电流的措施研究(Studying on measures of restraining DC current through transformer neutrals)[J]. 中国电机工程学报(Proceedings of the CSEE), 2005, 25(13):1-7.

[18]尚春(Shang Chun). HVDC地中电流对交流变压器影响的抑制措施(Measure to decrease the neutral current of the AC transformer in HVDC ground-return system)[J]. 高电压技术(High Voltage Engineering), 2004, 30(11): 52-54.

[19]Wang Sheng, Mao Chengxiong, Lu Jiming,etal. Influence of HVDC ground electrode current on AC transmission system and its restraining measure[C]∥International Conference on Power System Technology. Chongqing,China:2006.

[20]Ma Yulong , Xiao Xiangning , Jiang Xu. New mitigation measures against core saturation by series of additional grounding resistance from the point of view of network configuration[C]∥IEEE/PES Transmission and Distribution Conference and Exhibition. Dalian ,China: 2005.

[21]田庆，原敏宏，王志平(Tian Qing, Yuan Minhong, Wang Zhiping). 葛南直流线路高阻接地故障保护分析(Analysis of Ge nan HVDC line protection against high-impedance ground fault) [J]. 电力系统及其自动化学报(Proceedings of the CSU-EPSA ),2008,20(6):60-63.

[22]张毅, 张泉,李永丽(Zhang Yi, Zhang Quan, Li Yongli). 直流系统接地检测(Ground fault detection for DC system) [J]. 电力系统及其自动化学报(Proceedings of the CSU-EPSA ),2005,17(1):27-30.

[23]陈凡，曹林，赵杰，等(Chen Fan, Cao Lin, Zhao Jie,etal). 云广与贵广Ⅱ回直流输电系统共用接地极设计(Common grounding electrode design for Yunnan-Guangdong and Guizhou-Guangdong Ⅱ DC transmission project)[J]. 高电压技术(High Voltage Engineering), 2006, 32(12): 154-157.

[24]赵杰，何金良(Zhao Jie, He Jinliang). 特高压和高压直流输电系统共用接地极模式分析(Analysis on the common grounding electrode mode for UHVDC and HVDC power transmission systems)[J]. 中国电力(Electric Power)，2007, 40(10): 45-47.

王 彪(1985-)，男，工程师，研究方向为电力系统稳定分析。Email:wblk-557@163.com

王渝红(1971-)，女，高级工程师，硕士研究生，IEEE会员，研究方向为电力系统稳定与控制、高压直流输电等。Email:yuhongwang@scu.edu.cn

丁理杰(1981-)，男，工程师，研究方向为电力系统稳定与控制。Email:ding_lijie@163.com

李兴源(1945-)，男，教授，博士生导师，IEEE高级会员，研究方向为电力系统分析、电力系统稳定与控制等。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

国家自然科学基金资助重点项目(51037003)；四川省科技厅基础应用计划(2010jy0018)；四川省电力公司科技项目