铜覆钢阻抗特性的理论推导及分析

铜覆钢接地材料广泛应用于接地工程中,研究铜覆钢的阻抗特性对接地网的设计和运行具有重要意义。为此,基于柱坐标系下的麦克斯韦方程组建立电场强度的微分方程,利用贝塞尔函数推导了铜覆钢的电场强度分布和单位长度轴向阻抗计算公式,通过comsol有限元法进行对比证明了理论公式适用于任意频率的工况,分析了铜覆钢电流密度的分布规律,比较了铜覆钢与铜、钢轴向阻抗的区别,并研究了铜覆钢镀层厚度对其轴向阻抗阻抗模、阻抗角、电阻分量及电抗分量的影响,为复合接地导体在接地工程中的应用提供参考。     

海上风电机组不同基础自然接地体的比较研究

海上风力发电机组接地网结构、所处环境等与陆上风力发电机组有显著差异。为研究海上风电机组基础作为自然接地体的问题,分别建立了单桩基础、单柱三钢桩基础、高桩承台基础和导管架基础4种地网形式的计算模型,将模型的每一个导体进行分段,再通过复镜像法求解每一段导体的格林函数,最后通过叠加定理求解基础的接地阻抗,并综合分析了典型水位变化对接地阻抗的影响。结果表明,利用海上风力发电机基础作为自然接地体能够满足电气工程生产和安全的需要,可为海上风电机组接地设计提供参考。     

输电线路杆塔接地网典型接地材料散流特性研究

锰铜、圆钢及石墨复合接地材料作为输电线路杆塔接地网常见的三种接地材料,因材料本身电磁参数的不同使得接地体工频与冲击散流特性有区别。为此针对三种典型接地材料,采用软件CDEGS对3种接地体进行仿真建模计算,分别对比分析了3种常见金属及非金属接地材料在不同频率、不同土壤条件及不同直径下的接地散流特性,阐述了接地体散流特性对接地阻抗的影响并给出结论,研究结果为输电线路杆塔接地网选材及外延降阻设计提供参考依据。     

基于CDEGS软件设计的下水库接地网改造

本文利用CDEGS软件,对天荒坪抽水蓄能电站水库区域的土壤及岩石等地质参数进行分析和拟合,并构建土壤的分层模型;然后通过对地网的网格大小、导体的疏密程度、接地网的面积、水平接地体的长度等因素进行经济比较和优化分析,设计出了符合安全标准的水下接地网。结果表明:水下接地网的设计满足设计要求,达到了改善接地网参数性能的目标。     

铜覆钢作为优选接地材料的技术对比分析

因接地效果、接地材料耐腐蚀性及工程安装方便性等问题,越来越多的地网工程在使用有别于传统热镀锌钢和电焊的新材料、新工艺。各种各样的材料充斥市场,但很少有人能明白其中的差别。本文就铜覆钢新材料和其连接工艺做下比较,分析说明铜覆钢作为新接地材料的特点及连接工艺。     

山脊风电机组多向辅助接地网散流特性与影响因素研究

风电机组遭受雷击时极易损坏。内陆风电机组通常架设在山脊、山顶等复杂地形处,较高的地面落雷密度造成风机雷害事故频发。文章针对典型山脊地形条件下的风电机组,分别建立单边辅助和双边辅助接地网模型;通过仿真计算,对比分析了传统镀锌钢接地材料和新型柔性石墨接地材料作为辅助地网材料时的接地特性;分析了外延引线长度、数量对单向辅助接地网的影响;并对多向辅助接地网进行了散流特性分析和结构优化。计算结果表明:在高频电流作用下,选取合适的外延引线长度、数量,有利于增大分流系数和降低机组接地电阻值;多向辅助接地网比单向辅助接地网降阻效果以及散流特性更好,且主接地网两侧辅助接地网长度相同时,降阻效果最明显。在实际工程中,采用柔性石墨接地体,有利于实现山脊风电机组多向辅助接地网的均衡散流。     

发、变电站不规则接地网接地参数计算方法研究

对于发、变电站不规则接地网的接地参数计算方法,目前采用的主要方法中解析公式计算方法的计算结果不够精确,数值计算中又需要手动输入大量不规则导体的数据信息,费时费力。以数值计算方法为基础,建立了不规则接地网的不等电位模型,并结合AutoCAD软件绘制了不规则接地网,利用数据提取功能,将导体信息导入到所编程序中,从而快速准确地计算不规则接地网的接地参数。     

特高压沪西站接地网接地阻抗测试

以上海地区首座特高压1 000kV沪西变电站大型接地网特性参数现场测量为例,介绍了该变电站接地网的基本情况、测试内容以及接地网接地阻抗测试方法。对变电站接地网接地阻抗测试用电流电压线布置和试验接线进行了阐述,并对3对异频电流法测试获取的接地阻抗数据进行了分析和校核。这为特高压变电工程1 000kV设备现场接地网交接试验及测试技术积累了经验。     

输电线路杆塔辅助接地网降阻效率及影响因素研究

输电线路杆塔接地网能够有效降低接地网接地阻抗,保证雷击电流安全地流入大地,实际杆塔施工过程中存在地形受限、盲目施工、降阻效率低等问题。对此,采用防雷接地领域中的CDEGS软件建立双边、单边、方框、垂直4种辅助接地网形式,通过改变外延长度、电流频率、土壤电阻率及土壤结构等因素分析比较4种辅助接地网的散流特性和降阻效率,进而研究降阻效率的影响因素。计算结果表明,杆塔辅助接地网的降阻效率与外延引线长度及辅助接地网终端形式关系密切,并随不同频率电流作用呈现不同的变化趋势,土质及地形条件对辅助地网散流特性有影响。该结论可为复杂地形下输电线路设计与施工、杆塔接地改造提供参考。     

高速列车接地技术研究

总体阐述了高速列车整车接地技术,分析了接地导体的阻抗,提出了工程中选用接地导体的依据。对CRH3型高速列车的主系统接地模型进行了仿真计算研究,结论为此型号列车整车接地设计相对良好,但存在在正常工作状态下通过保护接地装置的电流不均衡的现象,需要针对此问题进一步研究,以改进列车的接地性能。     

基于线路杆塔冲击降阻效果的火花刺布置方式优化设计

鉴于改变线路杆塔接地装置的局部结构,加装针刺状短导体(也称火花刺)可有效降低其冲击接地电阻,建立多种加装火花刺结构的线路杆塔接地体模型进行仿真计算,分析火花刺布置方式的加装角度、分支位置及数量改变对冲击接地电阻的影响。结果表明,针刺导体间的电流屏蔽效应是影响火花刺降阻效果的主要因素,据此提出火花刺的优化布置方式。计算典型线路杆塔接地网模型加装火花刺的冲击降阻效果,其中以垂直方式加装24m火花刺能达到11.34%降阻率,为实际工程应用提供了参考。     

考虑土壤非线性电离的杆塔接地装置冲击特性仿真研究

研究杆塔接地装置的冲击特性对输电线路的雷电防护具有十分重要的意义。针对现有场路结合的频域算法对接地装置进行建模时需增加中点节点的问题,提出将中点对地散流均分到导体段两端,建立了考虑土壤非线性电离的不等电位模型,在特高压基地接地试验室进行冲击模拟试验,测量得到不同电流幅值下方框带射线型接地极的冲击特性,并采用同轴圆柱形电极对接地池的土壤进行试验,测得土壤的临界击穿场强。结合冲击模拟试验结果,验证了考虑土壤非线性电离的接地装置冲击特性频域数值仿真程序的正确性。     

铝包钢芯高导铝绞线的技术特点及应用研究

铝包钢线具有优良的机械、电气和防腐性能。与传统钢芯铝绞线相比,用铝包钢线代替镀锌钢线的铝包钢芯铝绞线具有重量轻、电阻小、耐腐蚀、弧垂小的特点,尤其适合在沿海及重污秽地区应用;采用20.3%IACS的LB20铝包钢芯代替镀锌钢芯与高导电率铝线组成的节能导线即铝包钢芯高导铝绞线,可充分利用现有生产技术,叠加发挥两种材料的节能效果,与同规格的钢芯高导电率铝绞线相比,交流电阻进一步降低约1.6%～2.7%。500 kV线路典型算例表明:综合考虑导线价格成本和节能效益,JL3/LB20和JL2/LB20型铝包钢芯高导铝绞线具有较高的经济效益,值得推广。     

基于广域连接的广东地区接地极连接方案研究

  目的  为解决高压直流输电工程中接地极在广东地区选址困难问题,研究将现有接地极连接组成广域接地极供未来直流工程接入,减少对极址周围电气设施、地下金属管道设施的影响。  方法  分析了现有接地极作为子接地极组成广域接地极的可行性,提出几种典型的广域接地极应用场景,并进行了各子接地极的自然分流计算、均流计算和多回直流同时运行工况计算。  结果  广域接地极能降低粤东极址的设计要求,缓解鱼龙岭接地极对油气管道和周边电力系统的影响,具有实施的可行性。但在不增加均流电阻的情况下,效益仍不明显。  结论  该研究为通过采用广域接地极,降低新建接地的难度提供思路和方法。     

考虑弧垂情况下交流输电线路的地面电场分布

为研究交流输电线路下方的实际地面电场分布,分别分析了导线对地高度对导线电荷量和地面电场的影响。分析结果表明:导线对地高度对电荷量影响不大;在电荷量一定的前提下,导线对地高度对地面电场影响很大。因此,在假设导线对地高度不影响导线电荷的基础上,考虑导线的弧垂形状,以微分矢量叠加的方式求解线路下方的实际地面电场分布并以交流特高压为例进行了计算与验证。分析结果表明:线路下方的高场强范围只在导线档中附近存在,电场强度在远离档中的区域迅速减小,与以对地最小对地高度计算得到的地面电场分布差异很大。研究成果对房屋拆迁的判断有重要的指导意义。     

微电网系统接地方式及安全分析

微电网并网及孤岛模式运行必须满足电力系统安全运行的基本要求,合理的微电网系统接地方式及变压器接地网的设计是微电网安全稳定运行的重要保障,分析了微电网系统接地方式,采用接地分析软件CDEGS计算了微电网联网和孤岛模式运行时,不同位置故障时故障电流的分配情况,设计了微电网变压器的接地网,并仿真计算出接触电压和跨步电压的值,验证了所设计接地网的正确性,保证了微电网的安全运行。     

新型单根大截面导线在输电线路的应用研究

  [目的]  为解决重载的220 kV输电线路损耗较大的问题。  [方法]  基于现今大截面导线技术与新材料的发展,提出了在重载的220 kV输电线路采用新型单根大截面导线以取代常规双分裂的导线型式的技术构想。重载的220 kV输电线路采用新型单根大截面节能导线,可以极大的节省电能损耗,降低年费用。  [结果]  以输送容量较高的塔峰-临武220 kV新建线路工程为例,对比分析了新型大截面单导线与常规双分裂导线在电气、机械特性等方面的技术差异,并采用年费用法评价了经济性。  [结论]  计算结果论证了在重载线路采用新型大截面单导线取代双分裂导线的技术方案的可行性,为大截面导线的推广应用提供了参考。