高压电网接地电位差干扰信号滤波算法研究

在电力高压站高压隔离开关动作时,产生的特快速暂态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)耦合到二次电缆传输信号中,会造成测量的不准确和设备的误动作。以提高继电保护抗干扰能力为目的,建立并分析“接地网-二次电缆-智能组件”的耦合路径,根据电力系统理想采样点的信号特征,提出应对接地网电位差干扰的算法,采用启动元件和判定元件快速判断采样值是否为干扰信号,根据高压隔离开关动作引起的接地网电位差干扰信号幅值高、上升时间短和频带范围宽的暂态特性,采用小波变换作为滤波算法。仿真实验结果表明,此滤波算法能够有效地滤除隔离开关动作引起的接地网电位差干扰信号,均方根误差减少91.6%,信噪比提高138.5%,保证了继电保护数据测量的准确性,提高了电力系统继电保护的可靠性。

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,锦屏二级水电站在对外采取地电位隔离措施的前提下,其接地系统的设计可按开关站与厂房之间的接地网网内电位差≤1.4kV来进行控制。最后提出了大型水电站接地系统安全设计的准则,可为其他类似的工程设计和研究提供一定的参考。

变电站对地短路时接地网转移电位差对铠装电缆影响的研究

在变电站接地网设计中,考虑到切合站场母线会对通信设备产生强大的电磁干扰,通常会将电缆屏蔽层两端接地。然而,在变电站受到雷击或发生短路故障情况下,电缆芯线与屏蔽层之间会产生巨大的转移电位差。这种电位差一方面可能会破坏电缆芯线与屏蔽层之间的主绝缘,形成电树枝或介质击穿,另一方面转移电位差会在铠装层形成回路,产生很大的暂态电流,干扰通信设备导致设备误操作。因此,转移电位差对变电站设备的影响亟待更深入的分析。笔者针对发生对地短路故障的变电站,建立铠装电缆的电气模型,给出变电站短路故障下芯线和屏蔽层之间的转移电位差解析式,分析电缆参数对转移电位差的影响,并且通过接地工程软件CDEGS分析接地网、土壤等参数对转移电位差的变化规律,提出抑制转移电位差的措施,为实际施工和建设提供理论依据。

考虑土壤电离特性时变电站接地网的暂态特性

当接地网遭受雷击时,较大的泄漏电流产生的电场可能会使接地网导体周围的土壤发生电离,使得接地网参数发生变化,此外,雷电流不像工频电流那样具有恒定的频率和幅值,因此常用的仿真软件难以模拟该复杂的暂态过程。为了准确地计算出变电站接地网的雷电冲击暂态特性,在考虑土壤电离特性的基础上,建立了较为完善的雷电流冲击作用下的接地网暂态分析模型,即全面考虑了接地网的自身电阻、电感以及对地电容作用,并采用快速傅立叶(反)变换,将频域和时域分析方法相结合,对考虑土壤电离时接地网的暂态特性进行了分析。计算结果表明:雷电冲击接地网时,土壤临界击穿场强越小,电流注入点电位就越小,反之亦然;考虑电离时接地网最远两点间的电位差有所下降;雷电流从边角注入时接地网散流能力差,土壤电离更严重;土壤电阻率与土壤电离程度密切相关。

电压互感器二次回路中性点安装过电压保护的必要性研究——接地短路故障和雷击时地网电位分布的计算分析

针对近年来广东电网多次发生因电压互感器二次绕组中性点安装的放电间隙不正确击穿造成保护误动的事故,对电压互感器二次中性点安装过电压保护的必要性问题展开实验和理论研究,通过工频接地故障、雷直击或异常近区雷击情况下变电站地网两点间电位差的计算分析和实验验证,确定了地网两点间暂态和稳态电位差水平,肯定了电压互感器二次绕组中性点就地安装雷电过电压保护的必要性。

接地装置地表铺设复合高阻层对保护人身安全的影响

在接地工程中通过在地表铺设防护层来提高人体的耐受能力是一种经济有效的方法。在传统铺设单一高阻层的方法基础上,提出了高阻层和低阻层的复合层防护方法。基于地电位对人身安全的作用机理、人体耐受电流的影响因素等全面分析了复合高阻层的特点和有效性,并分析了复合层参数对地表电位、接触电位差、跨步电位差、大地等效电阻、人体耐受限值等影响。研究表明:在高阻层的下面增设低阻层对接地电阻、接触电势的影响很小,但可以显著降低跨步电位差,原始土壤电阻率越高,低阻层的效果越好。低阻层的厚度取0.1~0.2 m时,即使其电阻率达50Ω·m也具有良好的降低跨步电势的效果,布置位置比较灵活。

接地网网内压降的仿真分析

随着电力系统容量的不断提高,变电站接地网所承受的入地短路电流也越来越大,接地网的网内压降可能危及电缆和二次设备安全。为此,研究接地网网内压降的计算模型,并利用接地仿真软件计算不同情况下的接地网网内压降。结果表明,土壤电阻率越低网内压降越大;铜材导体的网内压降相比钢材导体要小;地网面积越大网内压降就越大。在网内压降会超过1.4 kV时应适当增加钢材导体截面积或者选用镀铜钢接地网。

电流回路两点接地引起变压器差动保护误动分析

介绍了一起由于人员误碰造成变压器差动保护电流回路两点接地从而引起差动保护误动的事故,分析了地电位差的影响、电流回路两点接地产生误动作的原因,最后提出了相应的整改措施。

110kV线路零序过流保护误动作原因分析

某220kV变电站110kV线路零序过流保护误动,分析其原因为:该线路间隔L3相电流互感器接线盒入口处破皮,造成二次回路两点接地,同时系统发生接地故障,最终导致该线路零序过流保护误动。针对以上原因,从基建改造、日常维护、设备巡视等方面提出整改措施。

基于CDEGS试验站接地网地电位升的研究

试验站在进行接通与分断能力试验时,当电器出线端三相短接并接地时,三相负载如果出现不对称,短接点会有电流通过接地点注入接地网中;当电器的接地部件通过熔断元件与接地点连接,在出现故障电流时也会有电流通过接地点注入接地网中。这两种情况都会使试验站接地网出现地电位升。地电位升具有一定危害,会引起地电位反击,破坏地电位范围内的电子及金属设备。针对以上情况,对试验站接地网进行了不同电流在接地网中心、边角注入时的地电位升研究分析。

一起TA两点接地引起的发变组保护误跳闸分析

继电保护中电流回路两点接地是造成保护不正确动作的隐患。通过对一起继电保护误动事件,采取波形分析、相量分析、定量计算、回路试验的分析方法,证实TA两点接地是造成保护装置不正确动作的原因,并结合现场实际提出相应的解决措施。

攀钢电动鼓风站二次系统防雷测试分析

通过对攀钢电动鼓风站的地势以及接地网状况的分析,对雷电波侵入二次设备RTU远动装置的各种可能路径进行了现场测试分析,得出RTU遭受雷击的具体原因并提出相应的防雷措施,通过实践证实该现场测试方法的可行性及合理性。

地网改造中的参数校验和施工质量控制

文章通过一个变电站改造的实例,说明地网改造中应对地网的各个参数进行全面校验,包括接地电阻、跨步电位差、接触电位差和计及腐蚀后的热稳定校验,同时应严格控制施工质量。

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。

高土壤电阻率地区换流站复合接地网设计优化

对于高土壤电阻率地区,使用常规方法设计的普通接地网难以满足相关规程的接地电阻限值要求。针对这一问题,以高土壤电阻率地区的鲁西换流站为例,介绍了复合接地网设计方法,研究了以严格和宽松接地电阻限值条件分别作为设计目标的影响,给出相应的设计优化方案,并利用电流分布、电磁场、接地、土壤结构分析(current distribution,electromagnetic fields,grounding and soil structure analysis,CDEGS)软件对所设计的复合接地网进行安全性校验,验证了其安全性和可行性。

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。

计算地网最大接触电位差新公式的探讨

电力行业标准《交流电气装置的接地》(DL/T621-1997)所推荐的地网最大接触电位差公式的缺点是,不宜用于面积A<30×30m2的小型地网。为此,本文提出了以方环为基本几何模型的地网最大接触电位差新公式,它既可适用于小型地网,又可以适用于大型地网。而且,它还比以平行导体为基本几何模型的美国《交流变电站接地安全导则》(以下简称《导则》)的最大接触电位差公式更符合地网的实际情况,且物理概念和几何概念也更清楚。新公式与计算机数值算法比较,相对误差较小,且适用范围大。

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220 kV变电站接地网,计算分析了地电位差随地网尺寸和网格大小、土壤电阻率、故障电流注入点位置、观测点位置的变化规律。研究成果对于指导的接地网设计、地电位差对二次设备的影响评估评估有参考价值。

抑制发电厂短路电流引起地网电位差的措施分析

大型发电厂发生短路故障时短路电流沿着接地网回流至发电机中性点,造成很高的网内电位差,严重影响二次系统等厂内设备的安全运行。在某水电站通过人为在其开关站向接地网注入电流、在发电机接地点处抽出电流,来模拟实际短路情况,现场测试了接地网上的地电位差,评估了实际短路故障下接地网上的最大电位差。进一步建立了该水电站的立体接地网模型,通过仿真计算,研究了降低开关站短路故障产生的接地网内电位差的措施。研究发现,发电厂内发生短路故障时,短路点和发电机厂房之间的地电位差最大。在电缆沟内增设多根间距20cm以上的铜排,可以有效降低地电位差。

大型接地网工频测量仪器抗干扰能力评估研究

大型接地网工频测量仪器主要用于测量接地网的工频特性参数。目前,大型接地网测量仪器的产品标准和检测技术规程严重滞后于仪器新技术的发展,未能有效开展定量评估大型接地网测量仪器的抗干扰能力工作,使得部分仪器在现场测试误差较大,间接影响了接地网的安全评估。通过分析测量现场工况,同时考虑不同测试仪的原理及组成结构的差异,基于黑盒原理,提出一种在试验室条件下,定量评估接地电阻、分流向量、地表电位差等参数的干扰抑制能力检测方法。对不同厂家测量仪器的干扰抑制能力进行了试验室检测,用干扰抑制倍数或其分贝数直观描述了不同测量仪器的实际抗干扰能力,验证了该方法的可行性与有效性。