大型接地网多维度评价及指标校核

针对目前越来越受关注的大型接地网科学评价问题,以大型接地网安全性为中心,提出涵盖接地网电位时空分布特性、散流性能、均压性能和健康性多个要素的多维度评价理念,给出地电位升和网内电位差控制值,以及接地阻抗取值的校核原则和方法,提出以10k V及以下金属氧化物避雷器和电力电缆护层保护器在接地故障期间的能量吸收来校核地电位升控制值和接地阻抗取值,给出以二次设备耐受为校核原则的网内电位差的推荐控制值(1000V)。此外,还提出地网电气和土壤理化特性诊断相结合的导体腐蚀性诊断解决方案。所得的结论对大型接地网设计和运行维护具有重要的指导价值。     

基于安全性的接地阻抗校核的变电站接地网工程验收实践

作为接地网设计的最基本的参数,接地阻抗常成为接地网评价主要强调的单一指标。目前由于征地困难,新建变电站站址土壤条件不理想,导致地网接地阻抗越来越难以满足传统设计值(0.5Ω)的要求,接地阻抗取值合理性问题成为变电站接地网工程建设最为关注的问题之一。本文提出了一种基于安全性的接地阻抗校核方法,根据10 kV金属氧化物避雷器和电缆护层保护器在接地故障期间的能量吸收耐受,确定地电位升极限值,并将吸收的能量与通流容量进行比较,校核地电位升和接地阻抗是否满足要求。该方法较传统方法更科学,在确保安全性的前提下,适当放宽接地阻抗取值,对变电站接地网设计和验收工作具有较好的指导价值。     

基于安全性的大型接地网均压优化策略

网内电位差是与接地网均压性能紧密联系的大型接地网重要的安全性指标,针对以往接地网设计和运行实践中,对该指标对二次系统运行的影响关注不足的问题,文中探讨了工频条件下基于安全性的大型接地网均压要求,指出网内电位差控制值应以二次设备的工频耐受为校核原则,并基于二次设备工频耐受特性试验给出网内电位差控制推荐值(1 000 V),提出均压优化策略并给出应用案例,对于变电站、电厂和换流站等大型接地网设计和运行维护具有较好的指导价值。     

大型接地网性能评价技术综述

综述了发电厂、变电站(换流站)大型接地网性能评价技术的现状和存在问题,介绍了大型接地网多维度评价的理念、最大暂态入地电流计算方法、安全性指标,以及地电位升、接地阻抗、网内电位差、跨步电位差和接触电位差校核方法,指出应摒弃传统只强调接地阻抗单一指标的不科学评价模式。介绍雷电冲击下大型接地网暂态散流和电位分布特性以及雷电下的均压优化要求,以及大型接地网多维度评价技术在接地网运维阶段和设计阶段的应用,并探讨接地降阻技术、接地阻抗准确测量技术、接地网腐蚀诊断技术和防腐技术等。最后对大型接地网技术的研究热点进行了展望。     

利用地网自身回流的大型接地网冲击接地电阻测试方法

冲击接地电阻是接地网的一项重要指标。由于特高压变电站接地网面积大,传统的接地网冲击测试难以进行。提出了一种接地网的冲击接地电阻试验方法,基于冲击电流有效散流面积较小的原理,该方法将注流点与回流点布置在待测接地网内,利用接地网自身作为回流极,以30°夹角法布置参考点测量注入点的冲击地电位升以得到接地网的冲击接地电阻。通过计算冲击下回流点与注入点之间的导通阻抗、注入点周围的电流分布和注入点地电位升,论证了所提出的试验方法的有效性,并进一步讨论了不同回流点和注入点位置、土壤电阻率、接地网材料等因素对测试结果的影响以及电压参考点的选择。分析表明,对边长大于100 m的接地网,进行冲击接地电阻测试时,可以将回流点布置在待测地网上,并按照30°夹角法选择电压参考点以补偿回流点的影响。该方法大幅缩短了电流引线,减小了测试回路的回路阻抗,间接提高了冲击发生器的输出能力,显著减少了大型接地网冲击试验的准备工作量。     

短距离法测量大型地网接地阻抗

分析和研究接地阻抗的测试原理,总结了接地阻抗常规测试方法的弊端。从测试电位变化最为缓慢的思路出发,结合对大型地网接地阻抗的实测对比,提出了适用于大型接地网接地阻抗测试的短距离方法。     

盘南电厂地网电位差引起500kV断路器偷合事件的分析及反措

大型接地网网内电位差问题尚未引起重视。针对西电东送大通道的枢纽电厂——贵州盘南电厂在500kV电流互感器接地故障期间误合1台500kV断路器的严重事件进行仿真分析,指出异常高的地网电位差对二次控制电缆的信号干扰导致保护误动作的潜在事故扩大的问题普遍存在,提出降低网内电位差的接地网完善整改措施,以降低保护误动或拒动的风险。本方法适合用于发电厂、换流站和变电站等大型或超大型接地网的安全性评价和优化设计。为顺应电网的安全和精益化发展要求,应摒弃主要强调接地阻抗单一指标的理念,转而关注地电位升、网内电位差、跨步电位差和接触电位差等安全性指标。     

变电站接地网上两点间电位差的特性

随着变电站的智能化发展,大量二次设备分布式布置于高压一次设备附近.这些二次设备的外壳就地与接地网连接.当故障电流注入接地网导致地电位升时,在接地网上两点之间存在电位差.对于2个由二次电缆连接的二次设备,该电位差可以在二次电缆端口感应共模和差模骚扰电压,严重时影响到二次系统的正常稳定运行.针对某220kV变电站接地网,计...     

500 kV温南变电所接地网安全性问题的探讨

从接地阻抗、地电位升、接触电压和跨步电压的角度,分析探讨地处高土壤电阻率地区的500kV温南变电所接地网安全问题,并提出相应的安全防范措施.     

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。     

故障电流多点入地接地网接地阻抗数值分析

降低变电站接地网的接地阻抗是保证人身和设备安全的重要措施。基于矩量法和场路结合的思想 ,提出了一种新的接地网工频接地参数计算方法。该方法既考虑了接地导体的电阻和自感 ,又考虑了导体间的互感 ,并可计算故障电流多点入地的大型变电站接地网工频接地参数。计算结果表明 ,对于大型钢材接地网 ,电气设备采用 4条接地引线并接在地网不同位置时 ,接地阻抗降低量 >10 %。     

高土壤电阻率地区大型水电站接地系统设计

一般大型水电站所建山区土壤电阻率很高,而且系统入地短路电流大,其接地系统设计较常规发变电站困难得多。针对此问题,结合锦屏二级水电站的实际情况,对高压母线发生接地故障时实际作用在站内二次设备上的过电压大小进行了理论分析和仿真计算。结果表明,作用在设备绝缘的过电压大小取决于接地网的网内电位差而非总地电位升,锦屏二级水电站在...     

变电站地电位升测试系统的研发及其应用

为研究变电站接地短路或雷击故障造成的地电位升高及对二次设备造成的电磁骚扰,需要对变电站瞬态地电位升和二次设备电缆端口骚扰电压进行测量。根据变电站的测量环境与需求,设计和开发了一套具有高分压比、宽频带,适用于变电站现场复杂电磁环境的变电站地电位升测试系统。测试系统的硬件包括电磁屏蔽箱、独立电源模块、信号采集系统和光纤通信模块。基于Labview开发了测试系统和上位机的数据交互软件,实现了骚扰电压的自动测量和存储。经过专业机构性能检测表明,测试系统的电磁兼容性和测量功能均满足变电站现场使用要求,并在某220 k V变电站现场试验中获得了浪涌电压作用下接地网地电位升和电缆端口骚扰电压波形,证明了测试系统的有效性。     

500千伏变电站接地网设计中的几个问题

通过平武500千伏变电所接地网设计的计算及实测分析,在500千伏变电所接地设计中,还需要对下列几个问题进行研讨。一、接地网的接地电阻值接地装置的设计要满足对人身及设备安全的要求,而影响安全的主要因素是地电位的升高,它又由接地电阻和系统的入地电流决定。由于电气二次设备的工频耐压一般为2000伏,所以在设计中当地网电位超过2000伏时,在接地网设计中就将所有电气设备的接地部分均连接同一接地网上,同时对可能将接地网的高电位引向变电所外,或将低电位引向变电所内的     

利用CDEGS软件比较分析铜和钢接地网的性能

为了研究铜材接地网和钢材接地网的各方面性能,使用CDEGS软件详细计算、分析和比较铜材接地网和钢材接地网在最严重故障条件下的性能。结果表明,在相同的接地网结构和土壤条件下,铜材接地网的接地阻抗、网内电位差、故障点附近的地电位升、最大接触电势和跨步电势等参数均比钢材接地网要小得多,但铜材造价较高,且需要安装阴极保护,故是否大规模使用铜材接地网仍有待讨论。     

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。     

接地网设计理念及其工程实践

为适应电网发展对接地网安全性越来越高的要求,安全性分析逐步成为接地网设计的基点。以典型的高土壤电阻率站址220 kV变电站设计和施工为例,结合现场实测和仿真计算,分析不同降阻阶段接地网特性参数的安全性与投资预算的关系,阐明了对于站址土壤条件不理想的情形。在首先满足接地网特性参数（接地故障下地网导体电位升高、场区压差、场区跨步电压和接触电压等）符合一、二次设备运行和人员安全要求的前提下,科学地选择接地阻抗设计值,取得较优的经济性,达到安全性和经济性平衡的设计理念,给出了安全性和经济性分析在接地网设计中的应用评价方法。     

大型变电站接地网接地阻抗与接地电阻的差异

采用基于场路结合方法开发的接地网接地参数数值计算软件分析了接地网的接地阻抗与接地电阻的差 异。计算结果表明:接地电阻的概念只适用于小型接地网;随着接地网占地面积的加大以及土壤电阻率的降低,接地阻抗中感性分量的作用越来越大,大型地网应采用接地阻抗设计。     

郑州换流站接地网优化设计

特高压直流换流站占地面积较大,站内存在较大的地电位差,交直流设备的相互影响使得换流站接地网设计存在许多特殊之处。为此,针对常规的设计方法在高土壤电阻率地区接地电阻很难满足规程要求的问题,根据设备安全与人身安全的要求,分析了接地网设计的约束条件,提高了地电位升上限。并结合哈密-郑州直流特高压输电工程郑州换流站的具体条件,对接地网系统的短路电流分流系数进行了详细分析,提出了基于不等间距设计的复合接地网优化布置方案,并通过地网安全分析评估软件,进行了安全性校验,具有重要的工程参考价值。     

接地网冲击特性试验

基于地网不等电位模型,在忽略土壤火花放电造成的非线性情况下,采用小功率冲击发生器对运行中的110kV变电站地网进行了冲击接地试验,测得了不同冲击电流作用下地网内外各点的冲击电位升的暂态波形,分析了垂直接地体(杆塔接地)及地网冲击散流规律及其动态时变性和冲击阻抗特性,并绘出了地网冲击电位分布图。