城区变电站地线分流特性对接地网设计影响的分析

接地网安全性评估工作已延伸到接地网的前端设计阶段,由于变电站站址土壤条件、接地网拓扑结构和短路电流水平几个因素共同决定了接地网的安全性,而地线分流较大程度地改变了实际入地短路电流水平,进而对接地网特性参数水平产生很大的影响,是接地网设计和接地阻抗取值中需要重点考虑的因素。纯电缆出线的城区变电站具有与常规架空出线变电站不同的地线分流特点,通过具体设计案例,介绍了地线分流影响的分析方法,指出城区变电站地线分流水平偏低,入地短路电流水平偏高的特点,对接地阻抗的要求更为苛刻,在接地网设计中,不能满足于接地阻抗满足传统设计值要求,还必须准确核算电缆外护套的分流系数,基于接地网安全性科学地选择接地阻抗设计值。     

双层高土壤电阻率地区发变电站接地网的分析

高土壤电阻率地区存在土壤垂直分层现象.为了均匀地表的电位分布,应进一步降低接触电压和跨步电压.采用接地设计软件CDEGS分析了发、变电站接地网不等间距布置方式压缩比的选取对接地电阻.接触、跨步电压的影响.讨论了不等间距接地网导体根数的选取原则.分析了青海某高土壤电阻率地区变电站接地网不同布置形式对接地网接地电阻、短路电流、接触电压以及地表电位的影响.分析表明.最优压缩比与上层土壤厚度、反射系数和接地网边长有关:在设计接地网时.只需考虑接触电压的最大值就能够达到安全要求;对于100 m×100m的接地网.其导体根数不少于10根.可保证导体上的泄漏电流密度更均匀,并显著地减小接地网接地电阻及地表电位.达到了对接地网的安全要求.     

中性点直接接地系统入地短路电流的计算方法

详细论述了变电站220kV、110kV侧中性点直接接地系统发生站内、站外单相接地短路故障时,电网中各元件中故障电流流通情况,针对220kV变电站接地设计过程繁琐、接地新规程的实施以及某些参数在规程中没有明确计算方法或是其计算过程较为复杂等原因,通过云南曲靖220kV翠山变电站入地短路电流计算实例介绍了一种基于站内、外短路等值电路分支电流计算的入地短路电流实用计算方法,供接地工程设计参考。     

直流入地电流在交流电网中分布的研究

直流接地极的入地电流会在地下较大的范围内形成恒定电场,经中性点进入变压器内引起的直流偏磁将影响变压器正常运行。本文提出将包括变压器路的地上电路模型与包括接地电阻、变压器地电位的地下电磁场耦合起来,计算直流电流在交流电网中分布的方法,以某直流输电工程为例,研究变电站与直流接地极距离、土壤结构、主变台数和接地电阻、线路长度等参数对进入变压器直流电流的影响。结果表明:变电站与直流接地极距离越远,主变台数增加、接地电阻增大、线路电阻增加都能减小流入变压器的直流;深层土壤结构对地电位分布影响显著,深层土壤电阻率越大,引起直流接地极附近的电位升越大,流入变电站主变中性点的电流越大。此外,流入变压器的电流值还与变电站彼此间的电位差有关。因此,可以采取增大主变中性点接地电阻等措施来因减小流入变压器的中性点的直流电流来削弱直流偏磁现象。     

有限面积下并行线路杆塔接地网级联降阻及电位分布特性研究

现行输电线路杆塔接地施工往往受制于耕地植被、道路建筑、征地赔偿成本等原因无法采用外延降阻。针对有限施工面积条件下杆塔接地网的接地降阻问题，提出并行输电线路杆塔级联接地降阻策略并验证其可行性。首先，建立相邻输电线路杆塔接地网级联接地散流计算模型，通过仿真分析了接地材料参数、级联引线长度、土壤电阻率、入地电流频率等因素对接地电阻的影响规律；然后，对比分析级联接地模型与方框外延接地模型的降阻效率；最后，分析了相邻杆塔接地网级联条件下的导体电位分布特征。计算结果表明：相比于传统的方框外延降阻方式，采用级联接地结构的相邻杆塔降阻效率更高；级联接地网的散流特征受入地电流频率和材料参数影响较大；相邻杆塔接地网级联增大了电流的散流区域并降低受雷线路的塔顶电位。     

雷击下共享杆塔接地方案优化

为了获取不同情况下杆塔上的电流和电位分布、接地网的地电位分布以及电缆电磁骚扰情况、提出共享杆塔优化设计和过电压防护策略需要研究适用于共享杆塔的建模方法、明确共享杆塔上电力线路与通信设备之间的相互作用机理.本研究基于已有杆塔结构建立仿真模型,然后以模型为基础计算获得雷击情况下不同接地方法对应的共享杆塔上电流和过电压分布情况和接地网地电位升分布情况.通过总结明确接地方式、接地网尺寸、通信设备安装位置、连接方式等对雷击共享杆塔接地方案的影响,对实际工程中相关结构和参数的选取给出了指导意见.     

水电站地电位升控制策略分析

过高的地电位升(GPR)会对人身安全和设备安全造成威胁,在实际工程中如何控制GPR有着重要的意义。以某抽水蓄能电站为例,分别建立水电站接地网模型和单相接地故障模型,并基于上述两模型确定了GPR的计算方法。当水电站接地电阻降低时,虽然导致入地短路电流增大,但仍能有效降低GPR。采用降低避雷线阻抗和中性点串接小电抗,能够减小入地短路电流,进而有效降低GPR。对该抽水蓄能电站,采用降阻后,GPR仍超过5 kV。当同时采用降阻,降低避雷线阻抗和中性点接小电抗时,可将GPR控制在5 kV以内。     

变电站接地网设计中存在问题分析及工程实践

为适应电网发展对接地网安全性能的要求,如何能够对接地网的特性参数进行准确的评估并将其延伸到设计环节,成为各单位普遍关注的问题。以典型的500 kV高土壤电阻率变电站接地网设计为例,对比了地网特性参数公式计算、仿真计算、现场实测等方法的准确性,分析目前接地网设计方法存在的不足及其产生原因,分析结果表明:对接地网土壤电阻率测试深度不够以及没考虑变电站各出现线路提供的故障电流对分流系数的影响是接地网设计精度不够的主要因素。在变电站接地工程设计阶段,对土壤电阻率的测试深度至少要达到变电站地网对角线的三分之二,并通过调度部分提供的系统最大运行方式下单相接地短路电流水平对接地网分流系数进行计算,能够显著提高接地网特性参数设计精度。     

线路接地故障对源端变电站接地系统的影响

输电线路接地故障的短路电流回流将在源端变电站接地网产生较高的暂态电位差和内部转移电位差，可能引发接地系统问题，对接地网均压、电气完整性和绝缘提出较高的要求。本文以接地运行变压器引发转移电位差而导致油色谱装置输油管放电烧蚀漏油、变电站内部参考电位引发转移电位差而导致火花放电草地起火，以及暂态电位升高风险点引发接地系统故障等典型事件为案例，对暂态地电位升不均匀性分布进行计算分析，指出线路故障期间的源端变电站网内暂态转移电位差可达到数千伏的水平，具备触发火花放电或绝缘击穿的条件，给站内绝缘薄弱点带来运行风险，提出对站内转移电位危害的高风险点加强与主接地网连接的电气导通性和做好隔离的有针对性的防范措施。     

变电站地电位干扰及抗干扰措施研究

探讨了发电厂、变电所因地电位分布不均对计算机综合自动化系统造成的影响,即在雷电流入地时冲击电位分布造成的干扰,在工频大电流入地时由局部电位升高造成的干扰,以及变电站内发生接地短路时造成的电弧干拢。分析了地电位干扰产生的原因,针对干扰的途径及方式提出了防止地电位干扰的具体措施:降低接地网的接地电阻,限制地电位升高;设计接地网时应尽量采用方孔地网以改善地面电位分布,限制局部电位升高;改进计算机测控系统的接地;计算机测控系统应屏蔽接地;以保证变电站的安全稳定运行。     

输电线路不同位置遭受雷击时的暂态电流及散流特性研究

为了研究输电线路不同位置遭受雷击时的雷电流分流状况以及接地装置上的电位分布和散流特性,通过建立输电线路杆塔和接地装置的完整模型,分析了雷击避雷线、绕击导线和雷击杆塔塔顶3种不同雷击下杆塔和接地装置上各自承受的电压和电流,以及雷击线路不同位置时对地电位分布和电流密度分布的影响.计算结果表明雷击导线时对线路安全运行影响最大...     

风机地网断点对雷击暂态特性影响

风机地网由于受腐蚀等因素影响可能会产生连接断点,需要分析断点对地网雷击暂态特性的影响。本研究首先分析电流频率对土壤电参数的影响,通过矢量匹配法结合最小二乘法拟合风机地网电路模型参数,导入ATP软件建立暂态电路仿真模型,计算雷电流作用下地网地电位抬升,分析不同地网断点方式对地网雷击地点位抬升和冲击阻抗的影响。研究结果表明：土壤电参数受周围流经电流频率影响明显,土壤电阻率和相对介电常数随着频率的增大而显著减小,在地网雷击暂态特性分析中必须予以考虑;低频范围内地网谐波阻抗近似等于工频电阻,随着频率的进一步增大,谐波阻抗呈现先减小后增大的变化趋势;土壤频变效应的存在使得地网中心地电位抬升低于恒定土壤参数情况,尤其是在高电阻率土壤中,从而也降低了地网的冲击阻抗和冲击系数。地网中心存在断点比拐角存在断点对雷击暂态特性的影响更大,地网中心存在断点提高了地网地电位抬升和冲击电阻峰值,拐角存在断点提高了地网稳态接地电阻。地网拐角存在断点时,垂直接地极的断点比水平接地极的断点更加影响电位分布。     

有关电力系统接地网设计问题探讨

本文运用工程实例,对接地网工频参数进行计算,并对不同面积接地网在不同导体根数情况下的计算结果、地表电位分布、接触电压、跨步电压以及接地网水平导体最优的布置方案进行了分析。     

牵引变电所接地网电气性能影响因素研究

牵引变电所接地网作为保障所内设备安全运行和人身安全的重要措施,对电气化铁路的安全运营具有重要作用。建立了牵引变电所接地网的参数计算模型,并利用CDEGS软件搭建了接地网仿真模型,定量分析了接地网参数和短路电流对接地网电气性能的影响,为变电所接地网的设计和安全运行提供了参考数据。     

雷击分流接地系统地电位特性试验及仿真分析

建筑物接地系统雷电冲击特性主要是指雷电流通过接地装置向周围大地散流的特征,通常表现为冲击电流对接地装置作用后局部暂态地电位升高导致地电位反击。利用土壤测试数据及接地系统图模拟实际建筑物接地模型下雷击冲击试验反击地电位特性,通过搭建CDEGS地电位仿真模型实现地电位分布计算并验证了反击试验结果的可靠性,得出地电位分布与注入点位置、接地系统支路分布之间影响关系,对雷击分流接地系统预防地电位反击提出了合理优化措施。     

基于层次分析法的杆塔接地装置对人身安全影响研究

在线路杆塔遭受雷击或者发生接地故障时,故障电流经接地体入地时可能造成地电位异常升高而产生危险的接触电压或跨步电压,从而对人身安全构成威胁。基于层次分析法,综合考虑接地体对人身安全影响的散流特性、跨步电压分布与接地电阻这3种主要因素,结合仿真得出接地体周围地电位及跨步电压的分布规律,计算比较3种接地体的安全系数。计算比较得出,圆环型接地体是最安全的,适用于人口密集区域;方框带四条斜射线型接地体次之,适用于人口稀疏区域;方框型接地体最不安全,适用于山林等人口稀疏区域。     

小电阻接地系统单相接地故障地电位分布与 人身安全性研究

在小电阻接地系统中,若线路发生单相接地故障将在故障点产生较大电流,数百安的接地电流会引起地电位超过安全允许值。对某市10kV小电阻接地系统发生单相接地短路后会造成地点位升高进行了定量分析。首先,对该线路在单相接地短路时故障短路电流进行了模拟理论计算和MATLAB仿真,得到故障发生后将产生超过安全允许的电流值。其次,运用有限元分析软件ANSYS分析了杆塔旁土壤地电位分布,并分析其跨步电压对人身安全的影响。结果表明:故障发生后杆塔附近的跨步电压较大,远远超过人身安全允许值。最后,基于人身安全,提出了对重点地段输电线路杆塔附近的接地安全采取相应防护措施。     

考虑不对称参数影响的小电流接地系统高阻接地选线研究

为解决小电流接地系统在发生高阻接地故障时因馈线参数不对称所造成的故障选线难题,提出了一种消除不对称参数影响的故障选线方案。首先,推导了小电流接地系统中,计及不对称参数影响下的对地导纳计算公式,并对该计算公式作为选线判据的适用性进行了分析。其次,针对消弧线圈接地方式下该判据的局限性,采用了主动保护的思想,将消弧线圈接地方式改造为动态接地方式,有效放大了故障馈线与非故障馈线的对地导纳参数差异。理论分析与PSCAD仿真结果表明：故障馈线的对地导纳模值大于非故障馈线,故障馈线与非故障馈线的对地导纳相角差大于90,可依靠其差异性进行准确选线。该方案在理论上消除了不对称参数与过渡电阻对故障选线的影响。     

京津高速铁路接地方式研究

针对京津高速铁路运行速度高、牵引电流大、钢轨泄漏电阻大以及牵引网采用AT供电方式的特点,根据牵引供电系统特点和回流接地的基本要求,采用MATLAB编程仿真计算,分析在铁路正常运营和短路故障状况下影响钢轨电位大小的各种因素,对比结果表明,牵引网采取设置综合接地线等措施后,牵引网故障情况下的钢轨最高电位已被显著降低,并在钢轨安全电位的允许范围内。在钢轨与保护线间每隔一定距离作多次横向联结(CPW线)能起到降低钢轨电位的作用。在T-R短路情况下,钢轨电位在牵引变电所附近3 km范围内为钢轨电位防护的重点区域。     

一种站内接地短路时避雷线分流系数分析新方法研究

对变电站内接地短路时短路电流分布进行了分析,对避雷线-杆塔系统进行了研究。通过对其等效阻抗即避雷线分流阻抗与杆塔总基数之间关系进行分析,得出避雷线分流阻抗主要决定于第15基杆塔之前的避雷线-杆塔系统的结论,进而提出实用避雷线分流阻抗模型,在此基础上推导出避雷线分流系数。该方法克服了目前方法的一些缺陷,在参数取值准确度上具有很大优越性。