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随着中国国民经济的高速发展,超高压领域和相关的各级电网发展达到高潮。近几年,特高压1000kV交流和±800kV的直流系统和电网工程已成为目前发展的主要趋势。在特高压直流输电技术、交流传动技术的其他相关领域。相对于交流系统特高压直流输电具有其自身固有的技术特性,如接地极就是直流输电特有且十分重要的一个部分。直流输电系统接地极主要有两种作用:工作接地和安全保护接地。如果系统发生故障,将严重影响整个直流输电系统的正常运行,甚至导致系统严重损坏。 大多数高压直流输电地极的运行参数的维护和采集完全依靠人工来实现。由于人员和设备的限制,测量时间和周期都较长。因此,采集到的数据不能及时准确地反映地极的运行情况。针对这些问题,本文提出了对特高压直流换流站接地极在线监测系统的设计。通过对地极的在线监测和综合诊断分析,可以实时掌握其运行状态,提高其安全性和可靠性。这样就可以解决人工测量维护的盲目性。该在线监测系统具有实时性强、多任务、功能齐全、管理方便等特点。通过该系统可以实时监测地极相关参数,根据检测到的各参数,可以很容易地预测接地极运行状态。建立接地极运行与其参数之间的数学模型,可以对地极健康状态进行评估。 本文首先分析了直流输电地极的工作原理和检修程序,确定了在线监测系统需要采集的重要参数。介绍了该系统和远程监控站的总体设计,并提出了今后的一些改进意见。其次,介绍了直流输电系统的理论研究和MATLAB仿真。通过这些仿真得到有用的信息,很容易开发出一种用于监测接地参数的系统。在所提出的系统中产生不同类型的故障,并且观察到它们对系统的损害程度。在所有这些模拟中,最重要的部分是接地电流,为了能够观察和呈现出接地电流,需要设计合适的电极。然后,设计了接地电极电流扩散模型,并将测量电流插入水平、交叉和圆电极中。通过仿真分析,证明水平电极具有最高的表面电位和电流密度。虽然圆形电极在电极附近具有最好的表面电势和电流密度分布,但表面电位和电流密度的值高于300米后的交叉电极,这为高压直流接地电极的设计提供了有价值的建议。最后介绍了监控系统的功能以及今后的工作和建议。