大地電導(dǎo)率橫向變化對磁暴感應(yīng)地電場的影響研究.pdf

1、磁暴感應(yīng)地電場在電力輸電網(wǎng)絡(luò)、鐵路系統(tǒng)和石油天然氣管線中產(chǎn)生地磁感應(yīng)電流(GIC)，對設(shè)備的正常運行產(chǎn)生不利影響。磁暴感應(yīng)地電場的計算是電網(wǎng)GIC評估計算的重要一環(huán)。大地電性結(jié)構(gòu)是磁暴感應(yīng)地電場的影響因素之一。大地電導(dǎo)率的橫向變化使磁暴在海岸等復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)地區(qū)感應(yīng)出的地面電場發(fā)生畸變。電導(dǎo)率橫向變化對地電場影響包括E極化和H極化，而備受關(guān)注的海岸效應(yīng)就是H極化的一種典型的地電場畸變現(xiàn)象。研究大電導(dǎo)率橫向變化對地電場以及電網(wǎng)GIC的量值關(guān)

2、系對電網(wǎng)GIC的準(zhǔn)確計算和風(fēng)險評估有重要意義。
　　本文根據(jù)大地電導(dǎo)率橫向差異對地電場的影響特征，建立了考慮大地電導(dǎo)率橫向變化的分塊模型和薄殼模型。應(yīng)用有限元法計算了電流場邊值問題，得到E極化和H極化情況下空間等效電流在模型中的感應(yīng)地電場分布。由地電場計算結(jié)果分析了線路所在區(qū)域及鄰近區(qū)域電導(dǎo)率與地電場畸變現(xiàn)象之間的關(guān)系，探明了大地電導(dǎo)率橫向差異與磁暴感應(yīng)地電場增強(qiáng)之間的定量關(guān)系。發(fā)現(xiàn)同樣的電導(dǎo)率差異，H極化在薄殼模型中的地電場畸變

3、要遠(yuǎn)大于分塊模型中。
　　根據(jù)地電場計算結(jié)果，進(jìn)而探明大地電導(dǎo)率橫向差異對電網(wǎng)GIC的影響規(guī)律。提出了不均勻電場分布情況下的電網(wǎng)GIC算法。假設(shè)線路位于電導(dǎo)率差異分界面附近，首次從E極化和H極化兩個角度探討了電導(dǎo)率、變電站與分界面距離、磁暴擾動頻率等因素與線路GIC幅值的關(guān)系。結(jié)果表明，E極化對于距離電導(dǎo)率邊界250km以內(nèi)的線路GIC有影響，H極化對100km以內(nèi)的線路GIC有影響。本文對電導(dǎo)率橫向變化對地電場影響范圍的分析，為