云数据中心与变电站共站时工频短路故障主动防护策略

云数据中心与高压变电站共站建设时,高压变电站侧工频接地短路故障会危及通信云数据中心的设备及人员的安全。分析了高压变电站对通信云数据中心的综合危险影响,提出了不同类型的通信局站的综合危险影响允许值,云数据中心对应允许值为2 000 V。云数据中心设备及人身的安全性可通过缩短故障时间来提高人身安全电压及设备绝缘耐受电压来得到改善,将故障切除时间从保守的3 s缩短到100 ms,人身允许的接触电压和跨步电压可提高4.48倍,线缆、二次设备、微机保护装置、计算机的绝缘耐受电压至少提高24.4%。提出了通过在变电站侧降低地电位升和缩短故障切除时间来确保接地故障时共站址通信云数据中心安全的主动防护策略,并建议通信云数据中心与变电站接地系统共站址时对应的变电站地电位升允许值为2 k V、故障切除时间为100 ms、接地电阻限值为0.1Ω。该工作为云数据中心与高压变电站共站建设的工频短路故障危害的防护问题提供了全面的解决方案。     

云数据中心与高压变电站共站时的工频磁场环境特征

云数据中心(IDC)与高压变电站共站建设时,变电站正常工作时的稳态持续工频磁场和短路时的短时工频磁场可能会威胁共站建设云数据中心的信息存储设备的安全运行。为此,通过分析测量结果及国内外数据,系统总结了高压变电站产生的工频磁场环境的特征,提出了不同电压等级变电站母线、地下变电站、地下电缆、电抗器及电容器产生的稳态持续工频磁场强度最大值分别为64 A/m、45 A/m、49 A/m、4 000 A/m、800 A/m,通过计算分析了变电站工频短路时50 k A短路电流在附近产生的短时工频磁场强度最大值可达2 490 A/m。研究结果表明:在云数据中心建设时,需要控制云数据中心信息设备与电抗器的距离10 m,与电容器的距离5 m,以确保云数据中心信息设备承受的稳态持续工频磁场强度100 A/m;控制云数据中心信息设备与高压母线的距离10 m,可将与变电站共站建设的云数据中心可能出现的短时工频磁场强度降低到1 000 A/m。该研究结果为制定云数据中心与高压变电站共站建设时的工频磁场防护策略奠定了基础。     

云数据中心与变电站共站时接地网连接方式

云数据中心占地面积巨大、电能需求也巨大,需要与配套的变电站共址建设,两部分接地网之间的相互影响和连接方式是云数据中心设计中需要考虑的重点问题。以某实际云数据中心与变电站共址为例,建立电磁场数值计算模型,通过仿真计算研究不同接地连接方式时,变电站与数据中心的地电位、接触电位差、跨步电位差等的分布,提出经济合理的均压措施。经过分析可知,当云数据中心与变电站接地网分别独立布置时,变电站接地网与其他接地网之间形成了较大的电位差,影响人身和设备安全。建议各接地网相互紧密连接,从而在各接地网之间获得良好的均压效果,保证人身和设备安全。     

220kV变电站工频磁场研究

分析了变电所的工频磁场源的特性,编制Matlab计算程序通过数值计算分析整个变电所内外实际的磁场分布情况和特征,通过对某变电站内外的磁场的实地测量和程序计算结果相比较,验证了本文计算方法的有效性和工程实用性.     

变电站工频短路时的电磁环境分析

变电站的电磁环境威胁二次系统的安全运行,为分析变电站工频短路时的电磁环境,采用现场测试和数值计算的方法分析了工频短路时产生的空间电磁环境和传导电磁干扰。工频短路时变电站内短时电场强度达到22.6kV/m,短时磁场强度可达到1000A/m,对弱电设备的影响值得关注。500kV变电站站内单相短路接地试验表明,二次电缆如果与母线平行敷设,二者之间的电磁耦合强,二次电缆的芯线对地的骚扰电压可达4.5kV;而与母线非平行布置,二次电缆的芯皮电位差可控制在>1kV,主频率为几~几百kHz。理论分析了电缆结构参数对二次电缆芯皮电位的影响表明,屏蔽层编织角在15°、45°、55°、65°、85°左右将产生较强的电磁干扰。工频短路时二次电缆的芯皮电位差与地电位升有直接的关系,将地电位升限制<5kV时,施加在屏蔽层双端接地的二次电缆上的芯皮电位差最高可控制<2kV绝缘耐受水平。     

220kV典型设计变电站的工频磁场分析

变电站周围的工频磁场分布关系到职业曝露、公众曝露和对敏感电子设备的干扰等3个方面的问题。分析了变电站磁场源特性,介绍了用自编MATLAB计算程序,通过数值计算分析国家电网公司典型设计220kV变电站周围工频磁场分布及其特征的方法。计算分析结果表明,国家电网公司典型设计变电站站界外的工频磁场水平远低于公众曝露标准限值,变电站内的磁场水平远低于职业曝露标准限值。     

变电站绝缘在线监测系统工频磁场抗干扰分析

变电站存在严重的电磁场干扰,致使绝缘在线监测系统数据波动大且极不稳定。尽管在设计上采取了多项抗干扰措施,电场、高频磁场已被很好的抑制,但其工频磁场抗干扰性差。定性分析几种绝缘在线监测系统构造、工频磁场抗扰度性能以及传感器工频磁场屏蔽方式,结合现场试验提出解决方案及建议。     

变电站工频磁场干扰对泄漏电流传感器准确度影响研究

文中在某1 000kV特高压变电站测试了避雷器泄露电流传感器的实际运行问题:采集数据误差过大、变化剧烈.针对1 000kV特高压变电站避雷器泄漏电流数据采集不准确的问题,在变电站电抗器区域搭建试验环境,验证避雷器泄漏电流传感器采集精度受工频磁场影响,工频磁场强度越大,避雷器泄露电流传感器采集误差越大,两者近似线性关系....     

500kV变电站工频磁场对作业人员抗氧化水平的影响

为了探讨500kV变电站工频磁场曝露对作业人员抗氧化水平的影响,选择500kV变电站巡检人员及相应供电局行政管理人员作为研究对象,用试剂盒测定研究对象血清中总抗氧化能力（T—AOC）及谷胱甘肽还原酶（GSH—PX）活力;将研究对象分为磁场曝露低剂量组、中剂量组及高剂量组后,统计分析3个组别间T—AOC、GSH—PX活力...     

雷击变电站建筑物时室内暂态磁场环境分析

为了分析内部地网的设置对雷击建筑物时室内弱电设备的影响规律,优化弱电设备的布置,介绍了利用电力系统电磁分析软件CDEGS建立浙江某110 kV变电站的仿真模型,分析了变电站建筑物内磁场强度的空间分布规律。计算结果表明,发生雷击时,添加二次地网前后建筑物内电磁场分布均成U形,靠近建筑物室内四周的磁场强度最大,且当建筑物存在内部地网时,空间电磁场对弱电设备信号线影响将随埋设深度发生变化。     

变电站内工频电磁场三维数值仿真研究

高压变电站内外工频电磁环境的评估日益重要。将三维建模软件Solidworks同电磁场分析软件Ansoft相结合,实现了大模型、复杂电磁问题的三维数值分析。根据某110kV变电站设计图,建立电气设备三维仿真模型,对变电站户外区域离地1．5m高度处工频电磁场进行了仿真和分析。仿真结果表明,该110kV变电站内、外工频电磁场数值均在标准限值以内。在工作走廊上,计算值同实测结果变化趋势一致;在电气设备不太密集的区域,工频电场计算值与实测值之间误差低于10％。文中所用方法给变电站电磁环境评估问题提供了一个良好的解决方案。     

500 kV变电站工频电磁场分布测量

测量了东北某变电站中 2 2 0、5 0 0kV设备区工频电磁场分布规律和变化趋势 ,结果表明站内电场和大部分磁场强度均低于ICNIRP限值 ,有些地方 (主要是电抗器 )周围磁场较大 ,虽短距离内迅速衰减 ,亦应引起注意     

Identification of Power Frequency Industrial Magnetic Field Sources for Shielding Purposes

In any industrial installation, power electric systems generate extremely low frequency magnetic fields. Field amplitude values must fulfill the limits related to health effects or to disturbances on electromagnetic devices, and a shielding system is sometimes necessary. The design of magnetic field shields requires the simulation of the sources and of the shields in order to evaluate the main parameters like geometry, material, and position with respect to sources. An alternative approach is proposed in this paper which requires one to measure a spatial distribution of the magnetic field amplitude. Actual field sources are simulated by means of suitable simplified sources handled by analytical relations. An identification process of measured magnetic fields is performed using a genetic algorithm applied to the simplified source system. The simplified system is a suitable combination of three-phase sources, and it seems able to create a realistic magnetic field distribution in both space and time. This paper presents the proposed method and its application to the design of a conductive shielding to reduce the leakage fluxes of a three-phase transformer without enclosure. The magnetic field to be shielded is evaluated with a simple 3-D model of a transformer constituted by three windings in air with current values deduced from the equivalent magnetomotive force which is considered the actual source. Unshielded fields on a plane region are used to identify the simplified source, and the effects of a conducting aluminum shielding are compared using actual and simplified sources. The influence of some parameters of the simplified sources on the results is discussed. Finally, the application for the design of a magnetic field shielding in real substation is presented.      

220kV变电站工频电场的仿真分析

近年来随着我国电网的飞速发展,电磁环境问题引起了社会的广泛关注,特别是变电站的工频电场问题越来越受到人们的重视。文章基于模拟电荷法提出了一种简化的算法,通过对变电站进行整体建模,仿真计算离地1.5m处的电场分布。通过与CDEGS软件仿真结果及现场实测数据的比较,验证了该算法的正确性。最后对某220k V变电站进行计算分析,讨论了设备高度、进出线相间距和相序排列对变电站工频电场分布影响,结果表明提高导线对地高度、减小相间距、合理的线路相序排列都能降低变电站内的电场强度,为变电站工频电场强度的分析与设计提供了参考。