±800kV特高压直流输电工程具有远距离、大容量、低损耗等优点,但直流输电工程在大功率单极大地运行方式下,接地极的入地电流会形成地表电位,一部分直流进入交流电网引起变压器直流偏磁,进而产生变压器温升、振动、谐波以及无功扰动等不良影响,影响电力系统的正常运行。本文基于有限元仿真软件建立高压直流输电入地电流引起地表电位分布的计算模型,提出考虑浅层、深层土壤电阻率、湖泊与山脉、接地极的电极形状、入地电流等影响因素的地表电位分布计算方法,结合国内特高压直流输电工程,完成接地极附近地表电位分布计算,主要研究工作内容如下:(1)在Ansoft Maxwell有限元仿真软件中建立深层大地电阻率模型与接地极模型,探讨圆环形接地电阻和简化处理方法,给出Ansoft Maxwell解决稳恒电场问题的仿真步骤,将同样条件下的仿真结果与GODES和ANSYS软件的计算结果进行对比,验证本文所采用计算方法的可行性。(2)以水平分层大地土壤模型为基础,提出在直流接地极问题中影响地表电位的主要因素包括深层、浅层土壤的电阻率、湖泊与山脉、接地极的电极形状、入地电流等,采用控制变量法分别计算当某一影响因素改变时引起的电位分布值,分析各因素对地表电位的影响程度和特征规律。以上海庙-山东UHVDC工程朱双村接地极附近的大地深层探测数据为实例,建立分层分块的大地复杂土壤模型,计算接地极周围大范围内电位分布。(3)针对±800kV酒泉-湖南特高压直流输电工程的送端接地极在单极大地运行方式、额定入地电流为5000A时的情况,根据酒泉市瓜州县的地质资料和大地电测法勘测的深层电阻率反演数据,分别建立水平层状、分层分块复杂大地电阻率模型并计算两种不同大地模型下接地极大范围内部分变电站的地表电位分布。本文研究结果表明,不同的大地电阻率模型引起各变电站的地表电位值的差异较大,地表电位分布受浅层电阻率和高阻值的深层电阻率、湖泊(海洋)等因素的影响较大,而接地极电极形状对地表电位的分布影响较小。距接地极越远,入地电流对地表电位的影响越小。本文的研究成果可为附近变压器的直流偏磁计算提供支持,为电网规划建设及直流接地极附近变电站选址提供参考依据。