水電站接地網(wǎng)暫態(tài)特性及其評估技術(shù)研究.pdf

1、水電站受水能資源分布影響，大多位于高山峽谷地區(qū)，相對普通變電站而言，其土壤環(huán)境更為復(fù)雜，且水電站接地網(wǎng)由站內(nèi)多個接地網(wǎng)組成，分布范圍廣、結(jié)構(gòu)多樣。對于接地系統(tǒng)而言，其沖擊接地電阻、暫態(tài)地電位升等接地參數(shù)都與其所處的土壤環(huán)境、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及導(dǎo)體電氣性能參數(shù)密不可分。
　　本文針對水電站土壤結(jié)構(gòu)復(fù)雜、接地網(wǎng)結(jié)構(gòu)多樣的特點，首先基于水平雙層土壤模型、垂直雙層土壤模型和局部異質(zhì)土壤模型，分別研究了接地網(wǎng)暫態(tài)特性參數(shù)隨各土壤特征參數(shù)的變化規(guī)律

2、，根據(jù)仿真結(jié)果得出:水平雙層土壤下，接地網(wǎng)沖擊接地電阻隨上層土壤電阻率的增大呈非線性增加，受底層土壤電阻率影響較小;垂直雙層土壤下，接地網(wǎng)沖擊接地電阻隨雷電流注入一側(cè)土壤電阻率的增大呈非線性增大，受另一側(cè)土壤電阻率的影響較小;局部異質(zhì)土壤下，當(dāng)外圍土壤電阻率一定時，隨著異質(zhì)土壤電阻率的增加接地網(wǎng)沖擊接地電阻不斷增加，異質(zhì)土壤橫截面越大，接地網(wǎng)的沖擊接地電阻越大，且其對接地網(wǎng)沖擊接地電阻的影響越顯著。
　　然后針對水電站典型地網(wǎng)結(jié)構(gòu)

3、，仿真計算了存在垂直接地極的接地網(wǎng)和雙層接地網(wǎng)的雷擊暫態(tài)特性，發(fā)現(xiàn)在距離雷電流注入點一定范圍內(nèi)，隨著接地極數(shù)量的增多，接地網(wǎng)沖擊接地電阻下降越明顯，采用外疏內(nèi)密的方式敷設(shè)增加的垂直接地極來降低沖擊接地電阻的效果最好;對于雙層地網(wǎng)結(jié)構(gòu)，上層接地網(wǎng)的雷電流注入點與連接導(dǎo)體越近，越有助于降低上層接地網(wǎng)導(dǎo)體的暫態(tài)電位，但會導(dǎo)致下層接地網(wǎng)導(dǎo)體的暫態(tài)電位升高，所以在布置接地引下線時應(yīng)當(dāng)充分考慮與上、下層接地網(wǎng)連接的一次、二次設(shè)備的絕緣性能。

4、　　最后，針對某水電站220kV開關(guān)二次設(shè)備故障，搭建了接地網(wǎng)等比例模型，仿真計算了接地網(wǎng)故障區(qū)域?qū)w的暫態(tài)電位分布以及雷擊點附近接地網(wǎng)導(dǎo)體的暫態(tài)電位差，發(fā)現(xiàn)避雷針附近的接地網(wǎng)導(dǎo)體電位升高對一次設(shè)備絕緣的威脅不是很大，但雷電流注入點附近導(dǎo)體段的暫態(tài)電位差很大，超過了二次設(shè)備的絕緣耐受水平，建議在避雷針接地引下線處1m的范圍內(nèi)至少增加3根垂直接地極，或者將原避雷針的位置進(jìn)行調(diào)整，建議將避雷針安裝在距離變壓器電纜就地端子箱大于15m的位置。