高压直流输电对地电场观测的影响.pdf

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1、第32卷第3期地震地质Vo1．32，No．32010年9月SEISMOLOGYANDGEOLOGYSept．．20lO高压直流输电对地电场观测的影响方炜张国强邵辉成1)长安大学地质工程与测绘工程学院，西安7100542)陕西省地震局，西安710068摘要高压直流输电是解决长距离输送电的一种重要手段，近年来，随着中国高压直流输电骨架网的建设，在地震地电场观测中出现了一种新的干扰异常。以关中地区宝鸡、乾陵和周至地电场观测受宝鸡一德阳_+500kV直流输电工程影响为例，分析了此类干扰异常的变化形态和特

2、征，并结合高压直流输电的基本原理，对异常的形成机理进行了探讨，定量的计算了不同距离、影响区电导率和高压直流输电人地电流等对地电场观测的可能影响。结果表明，在理想状态下，电导率取0．01时理论值与实际观测值基本相符。关键词高压直流输电地电场观测干扰异常形成机理中图分类号：P631文献标识码：A文章编号：0253—4967(2010)03—0434—08O引言2009年12月，陕两关中地区宝鸡、乾陵、周至等台地电场观测出现1组明显的台阶式同步上升(或下降)变化，经过调查落实，该现象属于国家电网宝鸡一

3、德阳_+500kV直流输电工程运行造成的。高压直流输电(HVDC)是将发电厂发出的交流电通过换流器变成直流电，然后通过直流输电线路送至受电端再变成交流电，注入受端交流电网，这是目前世界发达围家作为解决高电压、大容量、长距离送电和异步联网的重要手段。目前中国已建成_500kV高压直流输电工程多条，规划和正在建设的特高压直流工程电压将由_500kV提高到±800kV，2020年前后西部水电的大部分电力将通过直流特高压通道向华中和华东地区输送。其中，金沙江一期的溪洛渡和向家坝水电站、二期的乌东德和白鹤

4、滩水电站向华东、华中地区送电，锦屏水电站向华东地区送电，宁夏和关中煤电基地向华东地区送电，呼伦贝尔盟的煤电基地向京津地区送电等，大约需要9条输电容量为6GW的_+800kV级特高压直流输电线路(李晓黎等，2009)。随着中国高压直流输电骨架网的形成，地震地电场观测受其影响的问题将更加突。截止目前，国内地电场观测异常分析多根据台网数据进行环境干扰分析(邱颖，2008)、震例研究和异常识别及提取方法研究(毛桐恩等，1999；阮爱国等，2000；马钦忠等，2003，2008；张学民等，2007a，b；

5、田山等，2009)，在某一区域内地电场大范围同步异常研究方面，相关文献涉及甚少。由于高压直流输送电是近年才开始规模建网的，关于高压直流输送电对地电场的影响，国内相关研究成果多仅涉及人居环境的近场一工频电场方面，与地震预报相关的远场一地电场观测影[收稿日期]2010—04—19收稿，2010—07—07改回。[基金项目]中国地震局震情跟踪项目(2010020901)和陕西省地震局青年基金(200903)共同资助。3期方炜等：高压直流输电对地电场观测的影响435响方面尚未见相关研究成果(王官洁等，1

6、997；桑绮，2006)。1宝鸡一德阳_500kV直流输电工程概况宝鸡一德阳~500kV直流输电工程是国家跨区电网建设重点工程，也是西北电网“十一五”期间规划建设的重点区外送电工程。起点为陕西宝鸡换流站，落点为四川I德阳换流站，全长约534km，途经陕西、甘肃和四川I3省。工程直流额定电压为~500kV，直流额定容量300万kW(图1)。该工程实现了世界上首次750kV交流变电站与~500kV直流换流站同址合建，是国内第1个全部实行国产化的远距离、大功率的直流输电项目。宝鸡一德阳±500kV直流

7、输电工程于2008年5月7日正式开工，5．12汶川I大地震后，国家电网公司又将工程确定为支援四川抗震救灾，促进四川社会经济发展的重点工程。它实现了西北和华中区域之问的互图1宝鸡一德阳~500kV直流输电工程线路和地电台站分布图联，在这种互联的基础上，可以实现资源优化Fig．1TheroadmapofBali—DeyanHVDCProject的最大配置，把枯水期西北富余电力送到华中anddistributionofgeoelectrieobservationsites．地区，把丰水期华中电力送到西

8、北地区，实现资源的优势互补。2地电场观测系统及观测环境简介2．1地电场观测系统目前中国地震地电场观测系统用于测量频率范围在DC一0．1Hz之间的地表平面电场矢量，以及其随时问和空间的变化。在陕西关中地区出现异常的3个台站观测中，采用的是“3个方向、2种极距”的电极布设法，即在3个不同的方向上布设2种极距同时进行观测。测量外线路采用架空方式，测量电极为中国自行研制的固体不极化电极，其24h的稳定性不超过±0．1mV。观则仪器为中国地震局分析预报中心研制的ZD9A大地电场仪。该仪器分辨率高(10V)