高土壤电阻率地区500 kV变电站过电压防护复合接地研究

雷电过电压是造成电力系统过电压的主要原因之一,高土壤电阻率地区500kV变电站的接地方式影响过电压水平。深入探索复合接地方法,建立雷电流下复合接地网的数学模型,提出适合高土壤电阻率地区接地网降阻方案。ATP仿真结果验证了该方案的有效性,具有一定的工程应用价值。     

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.     

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。     

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.     

短垂直接地体在小型地网中的降阻性能研究

为了研究工程中常用的短垂直接地体的降阻性能,对雷达等小型军事阵地接地网进行了仿真研究.对于均匀土壤,从布置位置和安装根数两个方面分析了短垂直接地体的降阻效果.对于双层土壤,从反射系数、上层土壤厚度研究了短垂直接地体的降阻效果.研究结果表明,短垂直接地体对小型接地网具有一定的降阻效果,布置在接地网边缘时降阻效果最好;在双层土壤中,短垂直接地体降阻率随反射系数的增加而明显减小.这对接地工程有一定的参考价值.     

浅谈高土壤电阻率地区紧凑型110kV变电站接地网设计

文章结合变电站接地设计的重要性及设计原则,结合工程实践,论述了高土壤电阻率地区紧凑型110kV变电站接地网设计。     

110 kV黄盆变电站接地降阻措施及效果分析

对110 kV黄盆变电站所处的地形、地势和土壤电阻率及其在水平和垂直方向上的分布进行分析,对变电站的接地电阻偏高的原因及以往历次改造的措施和改造过程所走的弯路进行研究,总结经验和教训,分析大中型接地装置应采用的降阻措施和降阻方法以及降阻防腐材料的应用.     

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。     

新立变电站接地系统安全性能研究

电力系统的发展导致系统发生接地故障时入地的短路电流I01越来越大,发变电站接地电阻R很难满足R≤2000/I01的要求.在场路结合的接地网不等电位模型基础上,编制了二次电缆计算程序.采用该计算程序全面分析了变电站地面电位分布和二次电缆及二次设备上的电位差,提出了保证人身安全和设备安全的措施,可供高土壤电阻率地区接地系统设计和接地系统改造时参考.     

影响接地系统安全的关键要素研究

为给接地系统的施工及技术改造提供一些理论依据,研究了影响接地系统安全的关键要素。采用加拿大SES公司的CDEGS软件,根据工程实际中的土壤结构,通过对故障电流流入变电站的位置、土壤结构、地网网格间距、垂直接地体数量与形状、地网边角角度、地网外延水平接地体、地表土壤电阻率等7个方面系统地仿真,论证了影响接地系统安全的关键要素,认为故障电流在接地网边角地带时风险最大,可以用改变地网形状或土壤电阻率等方法提高电力系统的接地可靠性。     

高阻地区复杂地形下水电站接地系统及其降阻措施研究

首先,通过用等效土壤电阻代替多个土壤块来简化土壤模型,加快仿真计算速度;然后,利用边界元法和格林函数推导电站接地计算模型,并仿真分析影响接地电阻大小的因素;最后,分析不同降阻措施,采取综合利用自然接地体同时有选择性地扩大地网面积的方案来降低接地电阻,从而可以在保证降阻效果的同时尽量节约成本。     

复杂山地环境下变电站接地网的联合保护

为解决复杂山地环境下,变电站接地网接地电阻不达标、金属腐蚀情况极为严重等问题,分析了复杂山地的土壤特性,研究了接地网在土壤中的腐蚀机理,提出了基于电化学的接地网联合方法.对高土壤电阻率山区环境下的接地网保护进行了方案设计,实例结果表明该方法有效解决了山区土壤分布不均的情况,较传统接地网防蚀保护方法具有明显的优势,保护效果高达70%.     

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。     

不同土壤分层结构下接地网性能的差异计算

为了尽可能量化不同土壤结构下变电站接地网安全性能的差异大小,基于所得土壤电阻率测量试验数据,对比分析了山地、沿海、丘陵3类地区垂直分层土壤结构和水平分层土壤结构下的变电站接地网接触电压和跨步电压等安全指标,并以两者间的偏差百分比来衡量不同土壤结构与不同地区间差异。结果表明:使用现有的电流分布、电磁场、接地和土壤结构分布(current distribution, electromagnetic field and soil analysis, CDEGS)软件可以比较准确地计算出土壤水平分层和垂直分层结构;各地区两种土壤分层结构下的接触电压和跨步电压的对比说明了考虑土壤垂直分层的必要性;在同一地区垂直分层结构下,靠近土壤分界面部分的接触电压和跨步电压偏差百分比较高;最大值偏差百分比的计算结果说明,土壤电阻率越大, 这种不同土壤分层结构所带来的差异越明显。     

计及冲击电晕的雷电侵入波对220kV变电站的影响

为了探究220 kV变电站遭受反击雷后对其主要设备的影响,首先依据冲击电晕的库-伏特性曲线,提出输电线路的冲击电晕模型;然后对220 kV变电站设备及输电线路进行研究,给出杆塔、绝缘子、避雷器等相关设施的仿真计算模型;最后利用ATP软件仿真计算侵入波不同波前时间、侵入位置及杆塔接地电阻3种因素对变电站内电容式电压互感器(CTV)、电流互感器(CT)、高压套管(HVB)及主变压器(T)过电压水平的影响.仿真结果表明同一线路反击事故中CTV、CT、HVB以及T上的暂态过电压水平依次降低;线路上的冲击电晕使雷电流幅值和能量发生衰减;变电站内CTV、CT、HVB以及T的过电压水平与波前时间成反比、与雷电波侵入点距离龙门架的距离成反比、与杆塔的冲击接地电阻成正比.     

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.     

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。     

赣州500 kV变电站雷电过电压计算分析

雷电过电压对变电站的安全可靠运行影响很大.变电站避雷器安装位置和数量及输电线终端塔的接地电阻对雷电过电压有着直接的影响.通过EMTP电磁暂态仿真程序对赣州500 kV的雷电过电压水平进行了具体的计算分析,得出了该变电站终端塔接地电阻应减小至7Ω,并且两组母线均应装设避雷器的结论.     

海岸礁石地区风电机组接地特性研究

为研究海岸地区风电机组冲击接地特性和工频接地特性,文中基于傅立叶变换与反变换理论,通过建立风电机组圆环加垂直接地极模型,与海岸地区礁石、淤泥水平双层土壤这一特殊地质结构相结合,讨论了垂直接地极根数、雷电流波头时间、礁石层厚度以及土壤电阻率大小对风电机组冲击接地电阻和工频接地电阻的影响。结果表明：垂直接地极能有效降低冲击接地电阻和工频接地电阻,但并不是越长越好,其存在一个有效长度;随着雷电流波头时间的增加,冲击接地电阻不断减小;礁石层厚度对冲击接地电阻影响较大,若厚度太大会使工频接地电阻满足工程要求而冲击接地电阻并不满足要求;礁石层土壤电阻率对冲击接地电阻影响较大,对工频接地电阻影响较小,淤泥层土壤电阻率对工频接地电阻影响较大,对冲击接地电阻影响较小。     

变电站三维立体接地网的研究与应用

针对湖南省某220 kV全户内变电站的建设受变电站征地面积、地形等方面的限制,使用常规方式的接地网设计难以满足国家标准中运行安全性和建设经济性要求的问题,提出了三维立体接地网技术。先计算土壤电阻率、入地电流,然后选择接地体材料,布置及计算水平地网和垂直地网相结合的复合接地网,最后校验三维立体接地网的接触电压和跨步电压。数据分析结果显示:三维立体接地网布置能满足要求,对类似的接地系统设计有较大的参考价值。