大型发电厂和变电站接地网状态评估毕业设计.doc

大型发电厂和变电站 接地网状态评估 广东电网公司电力科学研究院 2009年7月 目 录 一 概 述 1.1 接地网状态评估目的1.2 变电站接地网状态评估的具体内容1.2.1接地网特性参数（接地阻抗、地线分流、跨步电压和接触电压）实测1.2.2 设备接地引下线与主接地网连接情况及接地网完整性测试1.23 接地网开挖检查和接地导体腐蚀性诊断1.2.4 变电站站址土壤电阻率测试和土壤结构分析1.2.5 变电站接地网状态数值评估1.3 需要提供的系统参数 二 接地网特性参数测量2.1试验方法2.1.1 接地电阻测试2.1.2 变电站进线避雷线（包括OPGW光纤地线）对测试电流分流测量 2.1.3 站内接触电压的测量2.1.4 跨步电压的测量三 设备接地引下线与主接地网连接情况测试四 接地网开挖检查和接地导体腐蚀性诊断4.1 地网开挖目的4.2地网检查步骤及试验方法4.2.1 开挖检查 4..2 开挖要求 4..3 检查项目 4..4 取样办法 4..5 检查方法 4.五 站址土壤电阻率测试和土壤结构分析5.1 试验目的5.2 测量原理和方法5.3 测量结果结论六 基于CDEGS软件的变电站接地网状态数值评估6.1 前言6.1.1 CDEGS软件的简介6.1.2 CDEGS软件在变电站接地网状态数值评估中的应用6.2 接地网接地阻抗仿真计算与测量结果的比对验证6.2.1 接地网接地阻抗仿真计算6.2.2 仿真计算与测量结果的比对验证6.3 单相接地短路电流计算6.3.1 调度短路电流计算结果6.3.2 进站故障电流在出线地线的分流计算结果6.3.3 变电站母线单相接地故障时站内入地电流选取6.4 变电站发生单相接地故障时地网导体电位升高（GPR）6.5 变电站发生单相接地故障时跨步电压和接触电压6.5.1 典型的接触电势和跨步电势的三维图6.5.2 接触电势和跨步电势的允许值计算6.5.3 发生单相接地故障时，跨步电压分布的计算结果及分析6.5.4 发生单相接地故障时，电压分布的计算结果及分析七 地网状态评估结论7.1 土壤结构7.2 接地阻抗7.3 单相接地故障电流及其分布7.4 地表电位分布7.5 跨步电压、接触电压7.6 电气设备接地引下线与主地网连接情况7.7 地网腐蚀情况7.8 接地网状态的综合评价一 概 述 1.1 接地网状态评估目的 大型电厂和变电站的接地网是保证电力系统安全可靠运行、保障运行人员安全的重要措施之一。它为大型电厂和变电站内各种电气设备提供公共参考地、系统接地故障时快速泄放故障电流以及改善变电站地电位分布。随着电网的进一步建设和改造，接地网的安全问题越来越突出，开展变电站接地网状态评估的必要性随之而来。 大型电厂和变电站接地网状态评估工作主要是结合现场测试和理论计算，准确给出接地网入地故障电流、接地阻抗、接触电压、跨步电压、地网电位分布、地网完整性、地网金属导体腐蚀情况等现时状态，通过以上实测和计算相结合的方法分析接地网的安全性。表征变电站接地网状态的主要参数包括接地阻抗、接触电压、跨步电压、地网电位分布及地网的完整性等，对变电站接地系统进行状态评估主要是对这些参数进行测量和分析，然而以上参数的测量和评估是一个相当复杂的问题，受到多方面因素的影响，它不仅与接地体本身的大小、形状有关，还受到周围土壤中的金属物质、土壤电阻率均匀性的影响。由于对整个变电站接地网评估时单纯使用测量的方法工作量太大，不可能将站内所有位置的参数都测出来，因此采用主要借助于加拿大SES公司的CDEGS软件（电流分布、电磁干扰、接地和土壤结构分析）的数值分析方法以有效地弥补测量存在的缺陷和不足，该软件是目前世界上电磁干扰分析、接地系统研究和设计领域通用性最强，功能最强大的软件包，在国内外的多年应用实践证明，该软件已经成为接地网状态评估、设计和降阻改造的科学可靠工具。在运用测量结果验证采用基于CDEGS软件的数值分析方法的可信性后，结合接地网安全性限值的分析，可以通过数值方法完成变电站接地网的全面状态评估。 1.2 变电站接地网状态评估的具体内容 1.2.1 大型电厂和变电站接地网特性参数（接地阻抗、地线分流、跨步电压和接触电压）的实测 结合变电站竣工设计图纸和后期改造记录确认变电站地网结构现状，采用类工频测试方法（接近50Hz的类工频），通过对出线避雷线（包括OPGW光纤地线）、出线电缆外皮和接地的主变中性点分流测量并进行处理，测量出带出线避雷线（包括OPGW光纤地线）的运行变电站地网工频特性参数（接地阻抗、地线分流、跨步电压和接触电压）。 1.2.1.1 地网接地阻抗测试 根据DL/T 475－2006《接地装置特性参数测量导则》和GB/T17949.1－2000《接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面