基于深层大地电阻率的直流偏磁电流特征分析

直流输电的入地电流在大地中分布会造成变压器直流偏磁和埋地金属管道腐蚀问题,从而对电网设备和直流极附近环境产生影响。基于复镜像法提出直流输电入地电流在多层水平大地中的分布模型,利用该模型计算了直流电流在大地中的分布规律,并通过与CDEGS仿真结果对比验证了模型的正确性。结果表明:中国不同地区浅层5 km范围内大地中分布的直流电流总量不超过总入地电流的40%;直流输电输送距离在数百km以上时,会有超过50%的入地直流电流进入100 km深层的大地;并从理论上证明了直流输电的入地电流倾向于在大地深处分布的现象。实测的湖北、青海、浙江和广东四省区大地电阻率数据表明,湖北大地电阻率总体较低,其余地区均存在地下高阻层。运用等效直流偏磁电流的概念分析湖北、浙江和广东三省区的直流偏磁风险,表明地下存在高阻层的地区风险较高。综上所述,只有考虑了深层大地电阻率分布,才能正确计算交流电网的直流电流分布,深层大地存在高电阻率的区域是导致变压器直流偏磁的主要原因。