An Investigation into Substation Grounding and Its Implementation on Gaza Substation

An investigation into the optimal design of a substation grounding system for the transmission substation in Gaza City, Palestine has been carried out. A research into the most influential parameters on the effectiveness of the substation grid system has been performed and its results have been incorporated into the Gaza case study. Through modelling and simulating the power station in Gaza while considering some field data, an optimal substation grounding grid has been designed and has shown complete conformance to safety. It is thus considered that such a design will protect personnel in any area of the substation in addition to the installed machinery if the largest possible fault current was to traverse the earth.

变电站周围管网及新建地网系统对原接地网特性参数的影响

“双碳”目标的大背景下,随着以高比例新能源为主体的新型电力系统的建设,原变电站接地网已然难以满足当下需求,存在着新改造地网与老旧地网的安全运行问题以及周围地下金属管网的接入使改造地网产生的参数变动问题。接地网的某项参数不达标,则会影响变电站和站内设备的稳定运行,对人身安全造成严重的影响。因此,需要分析改建地网及金属管网等原变电站周围管网系统参数指标的安全限值,综合考虑分层土壤结构、地下金属管网及其他周围地形对于改建地网安全运行的影响效应。基于矩量法并结合CDEGS接地网仿真软件搭建了新旧地网以及周边金属管道数学模型,综合考虑各种土壤特性下变电站周围金属管道以及新建地网对原变电站的各个特性参数,进行了分析研究,获得了多种情况下变电站接地网与金属管道以及原接地网与新建地网之间的阻性耦合影响曲线及各项接地参数的对比,并据此提出相应的防护措施。实验发现:对金属管道敷设绝缘层可以有效减小管道的散流作用,但对降低接触电压并不明显,敷设绝缘层前后接触电压仅下降3%;将新建地网与原接地网相连使原变电站接地网最大接触电压下降28.1%,降阻率达20%。为变电站接地网改造工程及新型电力系统的构建提供一定的理论依据。

220kV变压器中压侧中性点经小电抗接地的运行分析

北京电网分区运行,其中枢纽站的接地方式关系整个电网运行,K分区中的A变电站采用220 kV变压器中压侧中性点经小电抗接地的运行方式。分析了该分区的主变中性点接地情况、A变电站的等值网络,同时计算了A变电站的短路容量、不同主变并列运行时的单相短路电流,计算表明,中性点经小电抗接地后可降低其单相短路电流,满足设备热稳定性要求。同时提出中性点小电抗投运后对现场运行、倒闸操作的要求。

基于CDEGS软件的高土壤电阻率地区主变电所接地网设计

[目的]为解决高土壤电阻率地区主变电所接地电阻难以降低的问题,有必要对高土壤电阻率地区主变电所的接地网设计进行研究。[方法]结合该主变电所的地理位置条件及土壤电阻率特点,通过单一变量法确定了水平接地体的合理数量;基于CDEGS仿真软件分析了水平接地体按指数非均匀布置时,接触电势、跨步电压及接地电阻的改善效果;提出了降低接地电阻的优化措施。[结果及结论]当水平接地网导体数量增加到一定程度后,导体的边际效应会大幅下降;垂直接地极对降低该主变电所的接地电阻作用不大,设计中不建议采用;采用深井接地极后,主变电所的接触电势、跨步电压均大幅降低,接地电阻也降至0.5Ω以下,均满足规范要求。

一种基于模糊层次分析法的接地网状态评估方法

综合变电站接地网的实际情况,构建了变电站接地网状态评估体系,建立层次结构模型和优先判断矩阵,应用模糊层次分析法,优先关系矩阵被转化为满足一致性收敛条件的模糊一致判断矩阵。利用关系排序法,可以确定各因素的权重,从而确定所选指标在评估体系中的相对重要程度,接着对各指标进行加权平均求和得到变电站接地网的当前状态从而判断腐蚀级别,最后与三指标法得到的评估结果比较,证明评估方法的正确有效性。

高速铁路牵引变电所亭地网回流动态验收标准的修改方案研究

本文介绍了现行的高速铁路牵引所回流指标,介绍了高速铁路牵引供电回流系统的组成,计算了牵引供电回流各支路的分流系数,分析了影响回流分配的各种因素。结合直接供电加回流和AT供电方式的地回流特征与差异,指出根据方差偏离均值的程度进行地回流指标判定和质量分级标准存在的缺陷。最后,综合全路高速铁路牵引供电接地系统和地网回流的情况,提出高速铁路牵引变电所地网回流动态验收标准的修改方案建议。

基于智能优化算法的牵引变电所接地网腐蚀诊断

牵引变电所接地网为所内电气设备提供可靠接地。气候、温度等外界因素可能会导致接地导体出现严重腐蚀,对人身安全与设备运行造成威胁。针对上述问题,以电网络理论为基础,推导了接地网的腐蚀诊断方程组,采用MATLAB/Simulink软件建立仿真模型,利用仿真模型与实际模型互相验证。然后,采用L-M算法和粒子群算法结合的智能优化算法进行多次迭代计算,得到腐蚀支路位置和腐蚀倍数。最后,针对61支路接地网案例,分别进行单支路和三支路腐蚀诊断,设置腐蚀支路,电阻增大为标称值的2倍,根据上述算法得到腐蚀诊断结果,诊断结果与模型设置相符,验证了所推荐算法的有效性,为牵引供电系统的安全运维提供了一定参考。

变电站10 kV小电阻接地方式下零序电流互感器的配置研究

为实现10kV小电阻接地方式下零序电流互感器的精准配置,文章以A变电站为例,全面分析该变电站10kV小电阻接地系统情况与零序电流情况,并基于实际数据,提出该变电站10kV小电阻接地方式下,零序电流互感器配置策略与方法。通过试验验证,得出本次零序电流互感器的配置策略效率远优于传统配置策略,具有较高的实践推广价值。

10 kV电网中压柜电压互感器烧毁原因分析

针对渤海某油田10 kV电网因一起海缆单相接地故障导致电压互感器C相严重烧毁的事件,对整个事件进行了梳理与还原,结合电压互感器检测试验获取到相关设备的数据,以此为基础对事件的原因进行详细分析,并提出相应的防范措施,以保障设备以及电网的安全稳定运行。

地铁杂散电流引起上海电网变压器偏磁研究

地铁杂散电流造成变压器偏磁的驱动电流源具有复杂、影响因素多等特点。为了认识地铁杂散电流对上海电网变压器偏磁的影响,利用建立的大地模型计算了杂散电流地电位的影响范围,并根据计算结果,选点对上海220kV电网13台变压器和500kV电网7台变压器中性点电流开展了观测实验,利用大量的实测数据研究地铁列车运行工况、变压器运行方式等因素对变压器偏磁电流量值水平和波动性的影响。研究的结果表明,地铁杂散电流对上海城网220kV和500kV变压器的严重影响范围在地铁线路沿线的3km范围内,不能用直流接地极的变压器偏磁评价标准评估地铁杂散电流的偏磁影响。

地下金属管道对变电站接地网接地电阻及其测量的影响

变电站接地网的接地电阻是否满足规范要求直接关系电网的安全运行,而接地电阻的大小是检验接地系统是否满足规范要求的关键。目前,我国接地网在运行过程中存在大量的安全隐患,计算和分析接地网的接地电阻,导致接地网的设计与实际运行存在很大矛盾。另外,随着电网规模和短路电流的增大,以及各种微型计算机监测装置的广泛使用,接地系统的设计变得更加困难,这种情况在高电阻率地区更为严重,应采取多种措施来减小电阻。

针对变电站外部接地网受损后的应对措施研究

为了应对变电站外部接地网损毁后出现的站内安全性参数不符合规程要求的情况,需要对变电站内部剩余的主体接地网进行适当的改造,以使站内的接触电压和跨步电压等符合安全性要求。分别提出了应用离子接地极、垂直接地体和接地模块不同材质接地材料的三种不同接地网改造方案,仿真试验的结果表明三种改造方案均在一定程度上缓解了站内的安全性超标情况。其中表现效果排序为:离子接地极>垂直接地体>接地模块,离子接地极和垂直接地体的使用均能使接触电压、跨步电压降至安全限值以内,而接地模块的表现则稍逊色,其对应的接触电压仍然略大于安全值,故接地模块在此类问题中的使用还有待于进一步研究。研究结论可以为类似情形的接地网优化改造提供参考。

接地网影响下变电站土壤电参数估计方法研究

在变电站接地网的性能评价和改造中,已有接地网将影响实际土壤电参数的获取。为了获得接地网所埋土壤的真实参数,本文采用一种有限元法与粒子群优化相结合的计算策略来解决。首先,利用有限元法计算了无接地网时土壤的视电阻率理论值,并采用复镜像法验证了有限元法的有效性。然后,利用粒子群优化对埋有接地网的多层土壤参数进行优化,得到土壤参数的估计值。通过算例对比分析,该方法中各参数相对误差的绝对值明显小于CDEGS,验证了该估计方法的有效性。

基于导数法的变电站接地网方向检测

为了测量接地网的拓扑结构,必须对接地网方向进行准确的检测。为此提出了一种用于高压变电站接地网方向检测的导数方法。当电流通过垂直导线注入电网时,磁通密度的分布垂直于地球表面。通过对垂直导线定心圆进行三阶求导,增加曲线的切线斜率来减小峰宽,克服了峰宽较大造成的假峰现象,精确地得到了与接地导线方向相吻合的主峰,从而运用接地支路方向相对应的峰值完成方向检测。利用Comsol Multiphysics 5.0进行仿真,结果表明,该方法计算接地网方向精度高,并且峰宽与圆半径成反比关系,增大圆半径可以进一步精确接地网方向的检测。

基于BIM技术的装配式电站导电防腐保护模拟试验及应用

针对装配式变电站接地网防腐材料防腐效果差,提出一种新型导电防腐涂料的制备。试验结果表明,试验制备的涂层为具备导电性质的导体,总接触电阻约为7.96×10^(-4)Ω,体积电阻率为0.65Ω·cm,远小于土壤电阻率100~5000Ω·cm。喷涂有导电防腐涂层的Q235碳钢在土壤模拟液中浸泡,经过1008 h模拟土壤液浸泡,涂层电化学阻抗谱只有较小的变化,涂层阻抗变化随浸泡时间的增加反而更加的稳定,低频阻抗Z0.01始终高于105Ω·cm^(2),涂层电阻始终维持在105Ω·cm^(2)数量级,并未出现较明显的电阻波动。当浸泡时间超过150 h后,特征频率基本稳定在500 Hz左右,腐蚀电流密度低至0.05μA/cm^(2),腐蚀电位提升了约250 mV。在10 mA直流杂散电流和100 V电压强度交流杂散电流腐蚀作用下,涂层均未出现明显的破坏,涂层表面保持着较完整细密的结构,表现出良好的耐腐蚀性能。

英国SVC系统保护设计特点介绍及启示

随着第三届“一带一路”国际合作高峰论坛的胜利召开,中国“一带一路”进入高质量发展的新阶段,越来越多的中国企业开始总承包国外电网建设项目。由于国内外标准和设计习惯的差异,导致项目在设计和执行过程中遇到很多困难。依托英国某400 kV变电站SVC系统二次保护改造工程,研究了英国电网SVC系统耦合变压器、TSC以及滤波支路保护的主要技术特点,与中国国内进行对比分析,并对国内继电保护设计提出了一些启示,也为中国企业在英国今后的电网建设项目提供重要参考。

变电站接地网接地性能分析方法研究

通过矩量法、有限元法以及《交流变电站接地安全指南》(IEEE Std 80-2000)标准(以下简称IEEE Std 80-2000)3种较为常用的分析方法对变电站接地网的性能参数进行研究分析,并根据实际工程提供的土壤数据建立相应的土壤模型,利用CDEGS和ETAP两种仿真软件中的不同方法对变电站接地网的部分性能参数进行仿真计算,其中主要包括接地网系统的接地电阻、跨步电压、接触电压以及电位分布,并将所得参数指标进行对比分析,以此分析不同方法之间的优劣势。

电网数字化转型中的智能台区建设分析

阐述基于电网数字化转型的智能台区建设的意义、问题和原因,提出相应的改进策略,包括提高智能台区技术创新水平、优化智能台区数据质量、有效控制智能台区建设成本等策略。

CDEGS在城市变电站接地网安全评估中的应用

城市变电站的接地网参数难以测量,使其安全性评估难以开展。为了解决这一问题,可基于土壤电阻率和接地网尺寸数据,通过CDEGS软件仿真计算出城市变电站接地网的接地电阻、跨步电势、接触电势、GPR和GPD等参数,进而开展变电站接地网安全性评估。案例应用分析表明,通过CDEGS软件可仿真计算出城市变电站完整的接地网参数,克服城市变电站接地网参数测试存在的困难,适用于城市变电站接地网安全性评估。