土壤特性对变电站地网冲击接地电阻的影响

为掌握土壤电阻率和土壤结构对大型变电站地网冲击接地电阻的影响,指导变电站地网防雷性能评估,采用接地分析软件CDEGS计算了均匀和水平分层两种土壤结构中地网的工频与冲击接地电阻随土壤电阻率的变化关系.结果表明:均匀土壤中,地网的冲击系数随土壤电阻率的增大而减小;水平分层土壤结构中,地网的冲击接地电阻随表层土壤电阻率增加近似呈幂指数函数增加;冲击接地电阻受地表一定范围内的浅层土壤电阻率影响较大,更深层土壤电阻率对其影响较小.     

连续雷电冲击下典型杆塔接地装置冲击接地电阻分析

为分析连续雷电冲击下杆塔接地装置的冲击特性,对不同土壤、材料及形状的典型接地体进行连续冲击试验。在连续脉冲冲击下,随着冲击脉冲时间间隔的增大,二次冲击接地电阻由土壤击穿时的较低值增大,逐渐恢复到单脉冲冲击接地电阻;但在一定的时间间隔范围内,含水量较少的土壤中接地装置的二次冲击接地电阻明显大于单脉冲冲击接地电阻;不同形状及不同材料接地体的二次冲击接地电阻不同。在杆塔接地设计时应考虑连续雷电冲击下冲击接地电阻增大现象,综合考虑接地体的材料及其形状。基于实验结果,提出连续雷电冲击下杆塔接地系统的ATPDraw仿真建模方法,该方法能较好地模拟冲击接地火花效应和土壤击穿后土壤电阻率恢复过程。     

杆塔地网接地电阻测量的工频干扰机理及抑制措施

变频法可降低工频干扰对地网接地电阻测量的影响.现场测试发现,有些杆塔处因工频干扰过强导致接地电阻变频测试仪无法工作或测量误差很大.计算分析发现,在土壤电阻率较高和导线换位的杆塔处易出现强工频干扰电压.为有效抑制工频干扰对杆塔地网接地电阻测量的影响,开发出可调反相信号源,串入测量回路中,可使信号源信号与工频干扰信号同幅同频且反相从而达到抵消工频干扰的目的.实验室模拟试验和现场测试表明,该方法可有效抑制工频干扰,确保接地电阻变频测试仪在强干扰条件下正常工作.     

高土壤电阻率地区变电站降低接地电阻措施的探讨

接地是保证电力系统正常运行和人身安全的重要手段,确保高土壤电阻率地区变电站接地系统的安全性是电力系统广泛关注的问题。针对高土壤电阻率地区变电站接地网的接地电阻很难满足规程要求的问题,通过对接地电阻偏大的危害进行分析,探讨高土壤电阻率地区变电站降低接地电阻的方法,提出了安装三维立体接地网、空腹式接地装置、敷设电解地极等安全有效降低接地电阻的方案以及降低接地电阻应注意的问题。     

单根伸长接地体的雷电冲击特性

雷电流的高频高幅特点使得接地体的冲击特性受电感效应和火花效应的影响较大,这与工频稳态时有很大不同,为研究雷电冲击条件下接地体电压、电流及接地电阻的变化特征,以典型单根水平接地体为对象,采用模拟试验和数值仿真的方法,研究了接地体长度、电流幅值、电流注入点位置对冲击特性的影响,并分析了瞬时冲击接地电阻随时间的变化特性,得出了以下结论:冲击电流幅值越大,火花效应越明显,冲击接地电阻和冲击接地系数越小,时变曲线下移,端部注入点电位高于中间注入点电位,可对电网防雷研究提供参考.     

变电站接地阻抗降阻措施评估方法

针对高土壤电阻率地区变电站接地阻抗难以达标以及雷电冲击导致的变电站二次系统受到暂态干扰等问题,以某220 kV典型变电站为例,现场测试了土壤分层数据、接地网接地阻抗和暂态地电位差分布状况,对其接地网工频和冲击特性多个维度开展了安全评估分析.通过进一步搭建接地网仿真模型,开展仿真计算,得出了初步降阻改造方案.研究结果表明,针对高土壤电阻率地区变电站接地网要通过多个维度去评估其地网安全性,不能盲目追求降低接地阻抗这一单一指标,要通过综合降阻措施使其满足安全设计要求.     

土壤电参数频变性对接地体有效长度的影响分析

接地装置冲击特性是影响输电线路耐雷水平和雷击跳闸率的重要因素.将电力系统接地分析软件CDEGS中的快速傅里叶变换模块FFTSES和电磁场频域分析模块HIFREQ相结合,通过引入Visacro-Alipio土壤频变公式,建立可以考虑土壤电参数频变性的接地装置冲击特性的数值计算模型.利用所建模型重点仿真分析不同土壤电阻率和不同冲击电流波形下土壤电参数频变特性对接地装置有效长度的影响情况.仿真数据分析表明,考虑土壤频变性时接地装置的有效长度与不考虑土壤频变性时的有效长度相比有一定减小,并且在高土壤电阻率下减小程度更明显.     

分层土壤中接地体冲击特性的仿真研究

杆塔接地体冲击特性的研究大多在单层均匀电阻率的土壤中进行,但杆塔地网的土壤结构往往是多层,二者冲击特性的差异有助于对计算和试验结果的判定;接地极冲击特性模拟试验需在多种电阻率土壤中进行,因此需多次更换试验模型中的土壤,对体积较大的模型全部更换土壤,需耗费大量人力物力.提出了一种只更换电极周围区域土壤的局部换土方案,局部换土后的模型是一种双层结构模型,通过建立模型,对单层和双层土壤模型中的冲击特性进行了仿真研究,得出了双层土壤模型中的冲击特性随上层土壤区域的增大而逼近单层土壤模型中的冲击特性的结论,即做冲击试验时局部换土方案可行,同时还给出了最佳换土方案.     

垂直接地极温升模拟试验及仿真分析

通过模拟试验获得了直流输电系统垂直接地极在均匀土壤、双层土壤、包含焦炭的均匀土壤和包含焦炭的双层土壤4种情况下的温升规律,并建立有限元模型进行了仿真对比分析.结果表明:垂直接地极在均匀土壤中由于端部效应端部发热严重;在双层土壤中由于上层土壤电阻率高,导致电极顶端温升减小,底端温升进一步增大,试验结束时顶端和底端温差很大;在试验后期电极的温度迅速上升,结合接地极电压迅速上升的现象分析,认为是接地极附近的土壤因温度升高、水分逐渐蒸发、电阻率迅速增大所致;距离接地极12 cm处的土壤温升几乎为0,温升集中在接地极附近是因为土壤的导热系数比较小,在试验的有限时间里接地极产生的热量难以传递到较远位置;填充焦炭等效于增加接地极的半径,能显著降低垂直接地极的温升速率;增加土壤的导热系数能够降低接地极的温升速率和稳态温度,将土壤的导热系数从1 W/(m·℃)增加到10 W/(m·℃),2次试验的最大温升分别降低了25℃和32℃.因此对接地极进行填充焦炭处理和采用导热系数大的土壤是降低接地极温升的直接有效方法 .     

接地网的雷电冲击特性

为准确计算接地网的冲击特性,在场路结合的接地网暂态计算模型基础上,利用快速傅立叶变换提出了土壤电离计算模型。考虑了导体周围土壤火花放电对雷电暂态效应以及导体间阻性耦合和感性耦合的影响,利用快速傅立叶变换及其反变换,分析了不同地网结构,不同雷电流注入点等因素的接地网冲击特性。     

10kV配电线路杆塔接地装置冲击特性研究

分析10kV配电线路杆塔接地装置的冲击接地电阻特性对于提高配网的供电可靠性起着十分重要的作用。本文采用了考虑土壤火花放电的时域传输线优化模型计算接地装置计算分段导体的电气参数,并建立PSCAD仿真土壤火花效应的等效计算模型：通过对10kV配电线路的水平一垂直型和方格放射型两种常见的接地装置在经过雷电流时．冲击电阻随土壤电阻率,雷电流幅值以及接地装置埋深大小变化的关系,提出在10kV配电线路中根据地质条件、雷电参数和技术经济要求选择合适的接地装置。     

考虑火花效应时对杆塔冲击接地电阻计算的优化

由于高压输电线路的雷击事故愈发频繁,输电线路杆塔接地系统的设计越来越重要.实际工程中在运用CDEGS计算冲击接地电阻时存在一定的缺陷,因为该软件无法模拟土壤火花放电对冲击特性的影响,所得结果必然会低估接地系统的冲击特性.首先将接地体周围发生火花放电的土壤等效为接地体的等值半径,运用辗转法与土壤的临界击穿场强对比来确定最终的等值半径,再对地网重新进行仿真计算.运用此算法算得的数据与真实试验数据对比,验证了该方法准确性.在对不同土壤电阻率中接地系统的冲击接地电阻进行仿真计算,发现较优化前后结果相对误差较大,因此该方法用于实际工程中具有一定的指导意义.     

基于ATP-Draw的双层土壤中杆塔接地装置冲击特性的仿真研究

为研究分层土壤对接地装置冲击散流特性的影响,本文提出一种基于ATP-Draw的双层土壤中杆塔接地装置冲击特性仿真方法。采用拉普拉斯方法计算双层土壤中的水平接地体、垂直接地体的接地电阻值,以及双层土壤结构下接地装置各部分链式电路模型的电导参数、电容参数、电感参数等,搭建复杂土壤中杆塔接地装置的ATP-Draw仿真模型,该模型能够实现分层土壤中输电线路杆塔接地装置雷电冲击特性的仿真分析及冲击接地电阻的准确计算,可用于杆塔接地系统设计。     

微机保护装置中工频变化量方向元件的分析

对工频变化量方向元件工作原理的分析 ,得出了工频变化量方向元件有优越的方向性 ,不受过渡电阻影响 ,有很高的灵敏度的结论。     

雷击接触网对信号电缆电磁影响分析及防护

对雷电流影响信号电缆的途径进行分析,得到雷电流主要通过空间感性耦合与大地阻性耦合干扰信号电缆.根据线路接触网模型,用电磁暂态软件ATPDraw搭建雷击接触网绝缘子闪络雷电流传播仿真电路.研究表明:电缆外皮电流耦合过电压及大地阻性耦合引起的电位升高对信号电缆的影响最大;接触线、贯通地线及保护线中电流耦合到电缆芯线的电压相对较小;信号电缆接地电阻的增大使芯线电压升高.通过降低信号电缆接地电阻、单独设置接地极等措施改善雷击对信号电缆的干扰.参考京沪高速铁路接触网防雷加强实施方案,对复线线路避雷线架设高度进行分析,给出建议架设高度,提高接触网耐雷水平.     

10kV系统工频弧光接地过电压的研究

弧光接地过电压是中性点不接地系统中危害最大的过电压之一.对弧光接地过电压的产生机理进行了深入研究,以某变电站10 kV电网为例,利用EMTP对中性点不接地和中性点经小电阻接地两种情况下的工频弧光接地过电压进行了仿真,并探讨了中性点经小电阻接地方式下工频弧光接地过电压的主要影响因素.分析和比较结果表明,中性点经小电阻接地方式可以降低不接地方式中的工频弧光接地过电压,从而降低绝缘水平的要求;合理地选择参数的数值,将可以更有效地限制甚至避免工频弧光接地过电压的产生.     

考虑土壤电离的接地装置冲击特性分析

试验及实际运行经验表明,接地装置冲击特性是影响输电线路耐雷性能的重要因素.笔者以土壤电离过程中的动态、分布式土壤参数为基础,对典型接地装置建立冲击特性有限元模型;根据仿真计算结果与模拟试验结果从电磁场角度分析了典型接地装置的冲击散流机理及散流规律;同时定量计算了冲击电流作用下土壤参数及注入电流参数对土壤电离区域体积的影响规律,在此基础上分析了土壤电离对典型接地装置接地电阻、跨步电压、接触电压等接地参数的影响.结果表明,土壤电离现象对冲击散流特性和冲击接地参数的影响在高幅值注入电流、高电阻率地区更明显.该研究结果可为输电线路冲击接地降阻新措施的提出提供理论支持.     

三维交错结构短导体在输电杆塔接地装置中的应用方法

降低杆塔的冲击接地电阻是提高输电线路反击耐雷水平的有效措施,而目前的各种降阻方法普遍存在技术经济性及施工难度难以兼顾的问题。在接地体上添加短导体,兼具降阻和施工简便的优势。为此,研究利用三维交错结构短导体降低杆塔冲击接地电阻的方法,并给出短导体的参数优化方法。首先,考虑土壤非线性电离影响在内,采用CDEGS软件对添加短导体接地装置时的冲击接地电阻进行计算,计算结果表明三维交错结构短导体具有更好的降阻效果;然后,以单位长度降阻率和最小冲击接地电阻为指标,对三维交错结构短导体的长度和间隔进行参数优化;最后,以1 000Ω?m土壤电阻率为例,求得短导体的最优长度和最优间隔分别为1.1、2.8 m,添加三维交错结构短导体的接地装置可降低16.52%的冲击接地电阻。研究结果可为输电杆塔接地装置的设计提供方法指导。     

柔性石墨复合接地材料在陆地风机接地网中的应用

针对风机接地系统常用的金属接地材料面临的易腐蚀、运输施工难度大和有被盗风险等问题,介绍引入了一种柔性石墨复合接地材料,阐述了其结构和接地特性。通过CDEGS仿真对比分析了不同土壤电阻率和接地网面积对柔性石墨复合接地材料和铜、钢金属接地材料接地网工频接地电阻的影响,论证了石墨复合材料应用的可行性。最后利用柔性石墨复合接地材料作为接地体进行了实际风电场的接地方案设计,满足了各项要求,为将来风电场接地系统设计提供了一种新的选择。更多还原     

考虑工频过电压的海上风电场无功配置优化方案

工频过电压是威胁线路安全稳定运行的重要因素。可以利用电磁暂态仿真软件ATP-EMTP对海上风电场系统及其送出线路进行建模,对工频过电压进行计算和分析。研究表明：0.97 p.u.、1.00 p.u.、1.07 p.u.3种情况下过电压水平均与线路长度成正比;系统侧甩负荷时过电压水平远大于风场侧甩负荷。对海上风电场中变压器、海缆、风电机组的无功损耗进行分析,结合对过电压的计算和分析以及相关标准规定,提出了一种简单实用的海上风电场无功配置方案。该方案可满足对工频过电压的限制,且可满足风电场无功需求。