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变电站接地网转移电位变化规律及其影响因素的研究

作　者: 陈立
导　师: 吴广宁
学　校: 西南交通大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 接地网 接地电阻 转移电位 电缆 优化措施 CDEGS
分类号: TM862
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着发电机容量的扩大、特高压直流输电系统的推广、短路故障电流的增大,现阶段变电站可靠、安全、有效的运行提出了更高的挑战。在实际工程中,当变电站处于岩基地带时,其土壤电阻率非常高,并且变电站的短路电流也很大,倘若需做出一个电阻非常小的接地装置,则其体积会非常庞大,同时花费开销昂贵。早期研究接地网性能以跨步电压与接触电压为主,但随着上述电力系统的发展日新月异,复杂地网的转移电位逐渐被大家所重视。转移电位是指当接地短路电流流过接地装置时,由一端与接地装置连接的金属导体传递的接地装置对地电位。对于接地设备而言,转移电位导致的转移电位差是破坏设备的关键原因。为了抑制切合站场母线产生对二次设备的电磁干扰,通常将电缆屏蔽层两端接地,这就可能使得了转移电位造成设备主绝缘的击穿,尤其是通信电缆等线路；V/V连接方式的电压互感器如果一旦一次侧绝缘被击穿,其高压换窜入到二次侧；低压供电系统短路后地网太高后的转移电位会随变压器中性点经零线、PE线传送到用电设备外壳等,威胁人身安全。本文首先针对接地网设计和施工存在的问题,总结了国内外学者对降低地网电阻、平衡地网电压差等方面的研究,提出其相应的优化措施；接着总结了转移电位的类型和常见的抑制措施,基于接地网不等电位数值计算方法建立了变电站接地网和连接一次侧与控制室的铠装控制电缆的物理模型,给出了在短路故障下电缆芯线和铠装之间转移电位差的解析式,研究了站内转移电位的传输特性,探讨了电缆参数对站内转移电位差的变化规律及其影响因素；然后通过接地工程分析软件CDEGS分析了工频短路故障下接地网参数、土壤参数和故障电流注入点对站内转移电位差的变化规律及其影响因素;最后结合康定500kV变电站接地系统的设计,研究了变电站接地系统的设计步骤和方法,通过CDEGS反复计算并比较方案得出最优地网设计方案,对地网内部的转移电位差进行校验,提出抑制站内转移电位升高的有效措施,为变电站接地设计提供工程实施依据。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-8
目录  8-9
第1章 绪论  9-15
  1.1 课题研究背景及意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-13
    1.2.1 接地阻抗和接地网电位  10-12
    1.2.2 抑制地网和地表电位升高措施  12-13
  1.3 仿真软件介绍  13-14
  1.4 本文的研究内容  14-15
第2章 电缆参数对转移电位差影响的理论分析  15-26
  2.1 转移电位产生机理和分类  15-19
  2.2 铠装电缆转移电位差理论计算  19-24
    2.2.1 芯线接于地网转移电位绝缘破坏分析  19-22
    2.2.2 芯线独立悬空转移电位绝缘破坏分析  22-24
  2.3 抑制转移电位的常见措施  24-25
  2.4 本章小结  25-26
第3章 地网参数对转移电位差影响的仿真分析  26-40
  3.1 单层土壤模型转移电位差研究  26-34
    3.1.1 接地网导体半径对转移电位差的影响分析  28-31
    3.1.2 故障电流注入点对转移电位差的影响分析  31-33
    3.1.3 土壤电阻率对转移电位差的影响分析  33-34
    3.1.4 接地网导体材质对转移电位差的影响分析  34
  3.2 水平双层土壤模型转移电位差研究  34-39
    3.2.1 上层土壤电阻率对转移电位差的影响分析  34-37
    3.2.2 下层土壤电阻率对转移电位差的影响分析  37-39
  3.3 本章小结  39-40
第4章 康定500kV变电站接地系统设计  40-55
  4.1 康定变电站地理情况简介  40-41
  4.2 康定变电站参数测量及计算  41-47
    4.2.1 变电站土壤电阻率测量  41-43
    4.2.2 接地网入地短路电流  43-44
    4.2.3 接地网导体  44-45
    4.2.4 接地网初步设计状态评估  45-47
  4.3 接地网优化设计  47-53
    4.3.1 高土壤电阻率地区常用降阻措施  47-48
    4.3.2 康定500kV变电站优化方案  48-49
    4.3.3 可行性方案选取及优化评估  49-52
    4.3.4 优化方案比较分析  52-53
  4.4 本章小结  53-55
结论  55-57
致谢  57-58
参考文献  58-62
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果  62-63

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 高电压技术 > 过电压及其防护 > 过电压保护装置
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