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直流输电系统以大地回线方式运行时,通过直流接地极向大地注入一定幅值的直流电流。位于直流接地极附近区域站立人员的两脚间将承受跨步电压。过高的跨步电压使人体不适,甚至危害健康。另一方面,通过直流接地极泄露进入大地的系统直流电流经由变压器直接接地星型绕组的中性点流入交流电网,影响电力变压器和电网的运行性能,即发生所谓直流偏磁现象或直流偏置现象。本文针对直流输电系统中直流接地极本体的接地性能及入地直流电流对电力变压器的影响问题,结合国家自然科学基金项目“非对称周期时域有限元方法与电力变压器直流偏磁特性的研究”(50677016)、国家电网公司科技项目“±800kV直流接地极本体技术研究”(SGSC[2005]99、"±800kV直流接地极运行技术研究”(SGSC[2005]133)和“直流接地极附近地面跨步电压的研究”(SG0848),主要研究了考虑涡流效应的电力变压器直流偏磁电路-磁路模型,通过与电力变压器实验测量结果的对比,验证了本文方法、模型和计算程序的有效性,并应用于多台大型电力变压器产品的直流偏磁性能分析；同时研究了深井直流接地极和斜井直流接地极的接地性能,并应用于国内某±800kV级直流输电工程共用接地极的设计。本文主要研究成果如下：1.提出了考虑涡流损耗时铁心硅钢片磁阻的计算公式,基于网络综合理论建立了硅钢片磁阻的等效磁路模型,并通过矢量匹配法获得了等效模型的元件参数；2.建立了考虑铁心和绕组的空间几何结构、铁心导磁材料的涡流效应和接缝气隙区域的磁场特性的电力变压器直流偏磁电路-磁路模型,并开发了一套电力变压器直流偏磁仿真计算软件,可用于大型电力变压器产品的直流偏磁研究；3.提出了变压器直流偏置系数的定义,为统一评估不同类型、不同电压等级、不同容量的电力变压器产品耐受直流偏磁的能力奠定了基础。基于本文开发的仿真计算软件,获得了直流偏磁电流对三种典型电力变压器产品的影响规律,得到了变压器(组)耐受直流偏磁能力的排序；4.提出了一种基于Gamma分布的直流接地极极址大地深层导电媒质概率分层模型,通过对两处极址MT法测量反演数据的检验校核和对比,验证了本文大地深层导电媒质的概率分层模型的合理性；5.提出了一种新型斜井直流接地极,用于降低大容量直流输电系统的直流接地极跨步电压。分析了深井直流接地极和常规直流接地极的接地性能。