接地铜排对变电站二次电缆防护效果研究

当变电站开关操作遭遇雷击时,接地网会产生地电位差而对二次电缆造成影响,敷设接地铜排能有效阻止电流对二次电缆的损害。基于ATP-EMTP软件建立了一个简化的变电站主接地网仿真模型,对接地铜排与主接地网的连接方式等情况进行研究,分析了接地铜排对二次电缆的防护效果。研究结果表明：增设接地铜排在一定条件下可以降低二次电缆的干扰电压,但接地铜排与主接地网有多个连接点时,在不同位置注入电流,会对电缆芯线与屏蔽层间的电压以及电缆接地点的地电位升产生不同的影响;从电缆2个接地点水平方向的内侧或外侧分别注入电流,接地铜排的影响效果相反,随着接地铜排与主接地网连接点个数的增加,电缆芯线与屏蔽层间的电压和电缆接地点地电位升分别呈增大或减小的趋势。     

复杂接地系统冲击接地特性的数值计算及试验

为抑制变电站开关操作时产生的瞬态电磁场对站内二次设备的干扰,通常将二次电缆的屏蔽层双端接地。而雷击变电站接地网时,由于接地网的高频接地阻抗较大,在屏蔽层的两个接地点会产生很大的地电位差,这一电位差将通过二次电缆的转移阻抗耦合至二次设备,影响二次设备的正常工作。将矩量法与传输线理论相结合,将无穷远处视为零电位参考点,提出了分析复杂接地系统冲击接地特性的理论计算模型,该计算模型在频率不高或电缆长度较短的情况下,可简化为集中参数电路模型。为验证计算模型的正确性,还在试验接地网上进行了冲击接地试验,理论计算与测量结果比较吻合。该计算模型及方法可用于实际变电站接地网的冲击接地特性研究以及二次电缆电磁干扰的数值预测。     

变电站对地短路时接地网转移电位差对铠装电缆影响的研究

在变电站接地网设计中,考虑到切合站场母线会对通信设备产生强大的电磁干扰,通常会将电缆屏蔽层两端接地。然而,在变电站受到雷击或发生短路故障情况下,电缆芯线与屏蔽层之间会产生巨大的转移电位差。这种电位差一方面可能会破坏电缆芯线与屏蔽层之间的主绝缘,形成电树枝或介质击穿,另一方面转移电位差会在铠装层形成回路,产生很大的暂态电流,干扰通信设备导致设备误操作。因此,转移电位差对变电站设备的影响亟待更深入的分析。笔者针对发生对地短路故障的变电站,建立铠装电缆的电气模型,给出变电站短路故障下芯线和屏蔽层之间的转移电位差解析式,分析电缆参数对转移电位差的影响,并且通过接地工程软件CDEGS分析接地网、土壤等参数对转移电位差的变化规律,提出抑制转移电位差的措施,为实际施工和建设提供理论依据。     

分布式等电位接地网与变电站主接地网连接方式

变电站中二次设备集中区域如主控室、保护小室内均安装有等电位接地网,等电位接地网与主接地网的连接对二次设备安全有重要意义,目前相关规范的要求在关键点上往往论述的比较含混。因此从等电位接地网的作用入手,通过数值计算,分析了在工频和雷击故障下,分布式的等电位接地网与主接地网连接方式对二次电缆电压、电流的影响,并综合考虑了二次等电位接地网的主要功能,提出了等电位接地网与主接地网的连接方式和限流措施。研究表明:每个等电位接地网采用单点与主接地网连接的方式,相比每个等电位接地网多点与主接地网连接的方式,能够有效降低二次电缆上承受的电压;增设排流线可以显著降低二次电缆承载的电压,降低电缆屏蔽层内流过的电流;采用全站等电位接地网与主接地网仅一点接地的做法虽然可以使二次接地网等电位,但会导致等电位接地网远端与主接地网之间产生较大电位差,造成设备绝缘击穿、接触电位差过大等问题。     

变电站和移动基站共建时接地网的可靠性研究

变电站和移动基站共建时接地网的可靠性主要考虑雷击的影响。通过CDEGS建立接地网的计算模型。基于矩量法和傅立叶变换方法,分析变电站接地网和移动基站接地网不同连接方式,两接地网不同间距时,雷电在二次电缆屏蔽层上产生的影响;分析共建时不同土壤电阻率,不同连接方式对地电位升和地表电位分布的影响。研究结果表明,两个接地网采用不连接、最大间距、土壤电阻率低的电连接方式时二次电缆的骚扰电压最小,观测点地电位升最小和地表电位分布均匀。因此共建时两接地网应采用此电连接方式．同时变电站和移动基站之间应设立安全区。     

变电站二次设备的接地施工方法及改进

介绍了二次设备及电缆的不同接地种类和接地要求,结合在变电站施工中执行的电力系统反事故措施,重点分析了变电站在不同电磁耦合方式下二次电缆的抗干扰接地措施,指出了二次电缆屏蔽层通过专用接地铜排两点接地的施工方法,以及防止大地网电流烧毁二次电缆,屏蔽层一端在开关场经接地电阻接地的改进方法.     

穗东换流站二次设备接地方式的改进研究

分析了换流站二次设备接地的相关要求,认为保证二次设备良好接地,除了需尽量减小接地电阻外,还需设置专用的等电位接地网降低二次设备两接地点之间的电位差,并将电缆屏蔽层两端接在等电位接地网来有效抑制电磁干扰及其引起的过电压侵入二次设备。结合穗东换流站二次设备接地的实际情况,提出相关整改建议,给出全站等电位接地网联系图。     

变电站大地网接地阻抗的测试

变电站的接地网连接着全站高低压电气设备的接地线,低压用电系统接地、电缆屏蔽接地、监控系统设备接地、变电站维护检修时的一些临时接地,接地网的工作状况直接关系到人身安全、电力设备和电力系统的安全运行.科学合理地测试接地网的各种特性参数、准确评估接地网的安全状态对确保电力系统的安全可靠运行和变电站工作人员的人身安全十分重要.     

变电站二次等电位接地网设置方法

变电站二次等电位接地网用于变电站内监控、保护、测量、通信等二次设备及连接光缆、电缆的接地,是保证二次设备安全可靠运行的重要手段。现有的规程规范对于二次等电位系统的屏柜接地设置、室内等电位地网与主地网的连接方式、电缆沟屏蔽铜排的设置方面存在差异。归纳分析变电站二次系统干扰源及接地分类,探究二次等电位接地设置方式,提出一种变电站二次等电位接地系统设置原则,为今后变电站二次等电位接地系统的设计提供参考。     

大型变电站接地网的网内电位差

在大型变电站中 ,由于接地导体自身的电阻和电感的作用 ,使得接地导体上各点的电位不相等。变电站内许多仪器的接地端或电缆外皮都接在接地网上 ,接地网的网内电位差可能产生严重的电磁兼容问题。采用接地网接地参数数值分析软件 ,计算了接地网的内部电位差 ,提出了减小网内电位差的措施。     

接地网网内压降的仿真分析

随着电力系统容量的不断提高,变电站接地网所承受的入地短路电流也越来越大,接地网的网内压降可能危及电缆和二次设备安全.为此,研究接地网网内压降的计算模型,并利用接地仿真软件计算不同情况下的接地网网内压降.结果表明,土壤电阻率越低网内压降越大：钢材导体的网内压降相比钢材导体要小;地网面积越大网内压降就越大.在网内压降会超过1.4 kV时应适当增加钢材导体截面积或者选用镀铜钢接地网.     

引外接地对降低接地网接地阻抗的作用分析

工程上常采用引外接地的措施,一般根据经验在离主接地网1~2km范围内另敷设一辅助接地网,并采用扁钢将此辅助接地网与主接地网相连,但国内现行接地设计方法及故障电流下地网等电位计算模型均不能计算引外接地电阻。为此采用接地网工频接地参数分析软件,计算了均匀土壤中引外接地网对降低主接地网接地阻抗的作用。结果表明,辅助接地网与主接地网间的距离超过一定数值后,辅助接地网的作用可忽略,且在土壤电阻率较高的地区,引外接地具有较好的降阻作用。     

1 000 kV特高压变电站接地系统的设计

特高压系统的电压等级高、容量大,接地短路电流将相当大,为确保电力系统的安全、可靠运行,对接地系统的要求将更加严格。结合晋东南特高压变电站短路电流分流系数变化曲线,提出了变电站接地电阻的设计取值方法。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。分析表明,晋东南变电站采用水平地网可以将地电位升控制在5 000 V以内,但接触电压较大,超过了安全限值,探讨了应用深垂直接地极降低接触电压的效果,以及水平接地网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。最后给出了1 000 kV晋东南特高压变电站接地系统的设计方案以及二次电缆屏蔽层的接地方式。     

极址中心区域二次设备的抗干扰分析

针对接地极二次设备抗干扰问题,通过对接地极入地电流及雷电流两个干扰源进行仿真计算,对锡林郭勒盟换流站接地极二次电气设备安全运行进行了分析与评估,得出该极址内的二次设备入地电流引起的地电位升基本不会对二次设备造成干扰;雷击构架时,不会影响中心配电区内二次设备正常运行。     

大容量SVC中空心电抗器的电磁兼容仿真及减小变电站接地网感应电流的措施

大容量SVC的投运导致电磁兼容问题（EMC）日益严重。为了研究SVC中的空心电抗器对周围环境的影响,对电抗器建立了三维磁场有限元仿真模型,结合现场数据对变电站主接地网和二次电缆金属屏蔽层的感应电流过大的原因进行了分析,并提出了减小感应电流的措施。结果表明,接地系统的感应电流在部分区域达到千安水平;采取改造接地网的网格使三相电抗器包含在主接地网回路内的措施后,主接地网感应电流可以从1 57304 A减小到20214 A,证明了该措施的有效性。