双层结构土壤模型地网接地电阻的简化计算

为了简化双层结构土壤模型中地网接地电阻的计算,提出了将双层土壤模型等效为均匀土壤模型的计算方法。分析了接地网面积、接地网的长宽比、上层土壤电阻率等参数对等效均匀土壤电阻率的影响后,指出接地网面积、上层土壤的电阻率和厚度以及反射系数等参数均对等效均匀土壤电阻率有重要影响;采用CDEGS软件仿真所得数据建立求解等效均匀土壤电阻率的BP神经网络所得结果与CDEGS软件计算对比表明,该BP神经网络具有较高的准确性和可信度,可为多层土壤结构中接地网的设计提供可靠帮助。     

高土壤电阻率地区换流站复合接地网设计优化

对于高土壤电阻率地区,使用常规方法设计的普通接地网难以满足相关规程的接地电阻限值要求。针对这一问题,以高土壤电阻率地区的鲁西换流站为例,介绍了复合接地网设计方法,研究了以严格和宽松接地电阻限值条件分别作为设计目标的影响,给出相应的设计优化方案,并利用电流分布、电磁场、接地、土壤结构分析(current distribution,electromagnetic fields,grounding and soil structure analysis,CDEGS)软件对所设计的复合接地网进行安全性校验,验证了其安全性和可行性。     

盐分对冻土土壤电阻率的影响

接地系统是电力系统正常运行的保证,也是保证人身与设备安全的关键所在.季节性冻土区域由于冻结作用的影响,冻土的土壤电阻率明显升高,严重影响了系统的接地性能.根据蒙东地区的冬季环境温度与土壤结构调研结果,构建了相应的土壤导电模型,搭建了土壤电阻率测量试验平台,采用四电极法对各处理的电阻率进行测定.设计不同盐分类型、不同盐分浓度的土壤样本在－２０ ℃恒温密闭环境内的冻土试验,分析了冻土盐分和温度对土壤电阻率的影响.试验结果可为冻土区域接地系统设计提供参考.     

CDEGS在城市变电站接地网安全评估中的应用

城市变电站的接地网参数难以测量,使其安全性评估难以开展。为了解决这一问题,可基于土壤电阻率和接地网尺寸数据,通过CDEGS软件仿真计算出城市变电站接地网的接地电阻、跨步电势、接触电势、GPR和GPD等参数,进而开展变电站接地网安全性评估。案例应用分析表明,通过CDEGS软件可仿真计算出城市变电站完整的接地网参数,克服城市变电站接地网参数测试存在的困难,适用于城市变电站接地网安全性评估。     

爆破接地技术在地网改造中的应用

发、变电站接地系统是保证设备与人身安全 ,维护电力系统可靠运行的重要措施 ,而地处土壤电阻率高的一些变电站 ,接地电阻很难达到标准要求。按文中介绍的接地系统数值设计流程 :先测量视在土壤电阻率 ,分析得到变电站站址的土壤分层模型 ,采用CDEGS数值计算软件进行分析设计。施工时垂直接地极深孔采用爆破接地技术 ,压力灌注低电阻率材料。施工完成后测量得到的接地电阻与设计值非常接近。     

雷电冲击下导电混凝土基础接地电阻及其安全性研究

为评价杆塔导电混凝土基础接地的防雷效果和导电混凝土基础的稳定性和安全性,利用国际通用接地分析软件CDEGS仿真分析了接地方案、土壤电阻率、导电混凝土电阻率和接地体长度对雷电冲击下导电混凝土基础冲击接地电阻的影响,研究了雷电冲击下导电混凝土基础的稳定性和安全性,并得出了相关结论。     

高密度电法在变电所接地工程中的应用

介绍了高密度电法的测量原理、系统组成和特点.在220 kV芦江变电所接地改造工程中,利用CDEGS接地分析软件,分别基于高密度电法测量所得分层土壤模型和四极法测量所得均匀土壤模型,对芦江变接地改造前后接地网的接地电阻进行仿真计算.计算结果表明,基于高密度电法得到的分层土壤模型仿真计算值与实测值非常接近,而基于四极法的均匀土壤模型仿真计算值与实测值相差较大,验证了高密度电法测量得到的分层土壤模型的准确性.     

高土壤电阻率地区变电站地网设计

针对高土壤电阻率地区变电站接地系统的接地电阻很难满足规程要求的问题,结合工程实例讨论了变电站的接地网设计方法。采用先进的接地系统辅助设计工具——CDEGS软件包对高土壤电阻率变电站的接地系统进行设计,接地电阻、接触电位和跨步电位的计算结果证明,该设计方法行之有效。     

高土壤电阻率下的新型石墨接地材料冲击特性仿真分析

为了研究新型石墨接地材料在高土壤电阻率地区的冲击特性,研究运用CDEGS软件对新型石墨接地材料在高土壤电阻率环境下的电感效应进行分析。从不同尺寸、不同土壤电阻率两个方面与传统接地钢材料进行对比,得到如下结论:在较低土壤电阻率土壤中,冲击接地阻抗受接地体长度的影响很大;在相同尺寸情况下,新型石墨接地材料在高频电流下的电感效应比钢材料小,冲击接地阻抗也小于钢材料,尤其在高土壤电阻率土壤中,新型石墨接地材料在电感效应方面明显优于传统接地钢材料。     

应用可控源音频大地电磁法的土壤电阻率测量

采用准确测量土壤电阻率设计的地网可使设计误差达到最小,对电力系统的可靠运行具有重要意义。可控源音频大地电磁法(controlled source audio-frequency magneto-telluric,CSAMT)是一种成功应用于煤、油、气等资源探测的物探技术。基于CSAMT法及Schlumberger法基本原理建立了测量土壤电阻率的模型,在均匀半空间条件下,利用接地分析软件CDEGS实现了土壤电阻率的仿真测量。结果表明,CSAMT法所测土壤电阻率在很宽一段频率范围内基本保持不变,且与真实土壤电阻率的误差很小,表明所测土壤为均匀土壤;而Schlumberger法所测结果与真实值误差较大,且在频率较高时所得结果完全不可信,证实了CSAMT法测量土壤电阻率的高准确性。     

季节性冻土对变电站接地安全参数的影响

冬季土壤冻结后,土壤电阻率急剧增加,而且冻土层土壤电阻率和深度随着土壤温度变化,不仅影响接触电压与跨步电压的值,同时还影响到跨步电压与接触电压的允许值。为了探究季节性冻土对变电站接地安全的影响,建立了季节性冻土地区的土壤模型,仿真分析研究了季节性冻土参数对变电站接地系统接地电阻、接触电压和跨步电压的影响规律;分析了不同情况下接地电阻、接触电压和跨步电压的最大允许安全值;最后研究了改善冻土地区接地安全性能的方法。研究发现：当冻土冻结深度小于地网埋深时,跨步电压与接触电压受到下层土壤电阻率影响,接地系统较为安全,冻土冻结深度超过地网埋深后接触电压与跨步电压急剧上升,超过安全值,此时通过增设垂直接地极可有效地降低接地电阻值,限制接触电压和跨步电压。     

青藏铁路110kV输变电工程五道梁和沱沱河变电站的接地系统设计

为青藏铁路供电的110kV沱沱河和五道梁变电站地处高寒永冻地区,如何在高寒永冻地区进行接地系统设计对变电站的建设十分重要。通过测试二次电缆和二次设备的绝缘耐受特性,提出可将地电位升高提高到5kV。采用电磁场数值计算方法对分层土壤中接地系统的电气参数进行计算, 分析比较了各种可行的高寒冻土地区接地系统的设计方案, 讨论了深垂直接地极的布置规律、水平地网的埋设深度、接地系统的均压优化布置对接地系统接地电阻、接触电压和跨步电压的影响。最终得出了坨坨河和五道梁两变电站的接地系统设计方案,并总结归纳了高寒冻土地区变电站接地系统的设计规律。     

非均匀土壤矩形接地网优化设计

当接地网周围土壤环境一定,使用最优的均压带布置方案可以有效均匀接地网地表表面的电位,进而降低接触电压和跨步电压,并且尽可能的节约材料,降低建设成本。为了得到适用于非均匀土壤环境下,矩形的接地网最优布置方案,基于CDEGS建模,首先移动各个均压带,得到优化后均压带的位置,通过函数拟合得出优化函数。进一步研究了优化函数在不同的土壤反射系数、上层土壤厚度和接地网面积等因素对优化系数的影响,最后,将拟合函数应用到非均匀土壤下矩形接地网的优化中。通过和其他方法的计算对比得出,利用文中计算方法优化的接地网,最大接触电压降低12%左右。采用文中提出的方法,既适用于均匀和非均匀土壤,又可以优化矩形和方形接地网,且优化效果满足电力行业的基本标准。     

Seasonal influences on safety of substation grounding system

The low or high resistivity soil layer formed in raining or freezing season affects the safety of the grounding system, and leads to changes of grounding resistance of the grounding system, step and touch voltages on the ground surface. This paper systematically discusses the seasonal influence on the safety of grounding system by numerical analysis method. If the thickness of the low-resistivity soil layer formed in raining season is smaller than the burial depth of the grounding system, the touch voltage would increase. On the other hand, the raining season leads the limit of touch voltage is smaller than the actual touch voltage, even if a surface granite layer is used. The influences of raining on the safety of grounding system must be comprehensively considered. When the high resistivity soil layer is formed in freezing season, the grounding resistance, step and touch voltages would increase with the thickness or resistivity of the freezing soil layer. When the thickness of high resistivity soil layer exceeds the burial depth of the grounding system, the grounding resistance, step and touch voltages would increase sharply, and the touch voltage would exceed the limit of touch voltage decided by a surface granite layer. In order to ensure the safety of the grounding system in freezing season, the grounding system must be designed carefully, and special measures should be used, long vertical grounding electrodes added to the grounding system can effectively attenuate the seasonal influence, and improve the safety of the grounding system.     

大型工矿企业总降接地网设计机辅分析

从某一拟新建110 kV总降变电所所址的实测土壤电阻率出发,提出一种基于CYMEGRD计算机辅助分析的接地网设计方法。主要内容包括：现场视在接地电阻率测量,得到土壤结构模型;计算出水平不均匀分层土壤条件下不同地网结构的接地电阻;分析并设计得到更经济合理的地网结构;给出地网的电位升、接触电压和跨步电压的分布图。同时提出采用生物菌接地降阻剂改善土壤电阻率。     

高土壤电阻率地区变电站接地网设计思路

针对高土壤电阻率地区变电站接地系统的接地电阻很难满足规程要求的问题,根据设备安全与人身安全的要求,分析了接地网设计的约束条件,并结合工程实例讨论了常规的接地网设计方法在高土壤电阻率地区的局限性;提出了一种不拘泥于现有规程中接地电阻限值的设计思路,即结合变电站的运行参数与设备参数得到接地电阻允许值的上限并利用均衡电压的思想优化接地网结构,然后根据接触电压与跨步电压的要求校核、修改设计方案以保证人身安全,同时,适度增加对一、二次设备保护的投入,保证设备安全。在高土壤电阻率地区,将放宽接地电阻上限值与加强设备保护的思想结合,可降低工程总体造价,达到技术经济综合优化。实践证明,这种思路行之有效。     

接地网设计理念及其工程实践

为适应电网发展对接地网安全性越来越高的要求,安全性分析逐步成为接地网设计的基点。以典型的高土壤电阻率站址220 kV变电站设计和施工为例,结合现场实测和仿真计算,分析不同降阻阶段接地网特性参数的安全性与投资预算的关系,阐明了对于站址土壤条件不理想的情形。在首先满足接地网特性参数（接地故障下地网导体电位升高、场区压差、场区跨步电压和接触电压等）符合一、二次设备运行和人员安全要求的前提下,科学地选择接地阻抗设计值,取得较优的经济性,达到安全性和经济性平衡的设计理念,给出了安全性和经济性分析在接地网设计中的应用评价方法。     

基于最低合理可行准则的接地网安全风险评估

目前我国的接地网安全设计要求依靠设计规范完成。规范中把人体电阻、土壤表层电阻率及接地短路存在的时间作为固定值来计算,实际上人体电阻、土壤表层电阻率及接地短路存在的时间随着各种因素在较大范围内变动,因此考虑影响的随机特性才能更加全面地评估接地网的安全风险。该文综合考虑接地网所处的环境、人员出现的概率等,计算人身安全事故的总概率。采用最低合理可行(ALARP)准则风险评价体系对接地网进行安全评价,对落入不同区域的风险概率进行相应的风险管理,能够降低接地网的改造费用。为电网运行和设计部门提供了一种新的接地网评价方法。     

高土壤电阻率地区变电站接地网设计

高土壤电阻率地区变电站接地设计和降阻措施一直是广大工程技术人员关心的问题。通过对各种降阻措施比较分析,提出了高土壤电阻率地区变电站接地设计的基本原则和步骤,并以实例说明。