大地電導率橫向變化對磁暴感應地電場的影響研究.pdf

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

2、系對電網GIC的準確計算和風險評估有重要意義。
　　本文根據大地電導率橫向差異對地電場的影響特征，建立了考慮大地電導率橫向變化的分塊模型和薄殼模型。應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地電場分布。由地電場計算結果分析了線路所在區(qū)域及鄰近區(qū)域電導率與地電場畸變現(xiàn)象之間的關系，探明了大地電導率橫向差異與磁暴感應地電場增強之間的定量關系。發(fā)現(xiàn)同樣的電導率差異，H極化在薄殼模型中的地電場畸變

3、要遠大于分塊模型中。
　　根據地電場計算結果，進而探明大地電導率橫向差異對電網GIC的影響規(guī)律。提出了不均勻電場分布情況下的電網GIC算法。假設線路位于電導率差異分界面附近，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幅值的關系。結果表明，E極化對于距離電導率邊界250km以內的線路GIC有影響，H極化對100km以內的線路GIC有影響。本文對電導率橫向變化對地電場影響范圍的分析，為