本文關(guān)鍵詞： 接地網(wǎng) 暫態(tài)特性 沖擊接地電阻 異質(zhì)土壤 CDEGS　出處：《西南交通大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：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、拓撲結(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,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),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。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。
[Abstract]:Most hydropower stations are located in high mountains and canyons, the soil environment is more complex than ordinary substations, and the grounding grid of hydropower stations is composed of many grounding grids in the station, and the distribution range is wide. The grounding parameters such as impulse grounding resistance, transient ground potential rise and so on are closely related to the soil environment, topology and electrical properties of conductors. In this paper, the soil structure of hydropower stations is complex. Firstly, based on horizontal double-layer soil model, vertical double-layer soil model and local heterogeneous soil model, the variation of transient parameters of grounding grid with each soil characteristic parameter is studied respectively. According to the simulation results, the impact grounding resistance of grounding grid increases nonlinearly with the increase of the resistivity of the upper layer of soil, and is less affected by the resistivity of the bottom layer under the vertical double-layer soil. The impact grounding resistance of grounding grid increases nonlinearly with the increase of lightning current injection into one side of the soil, and is less affected by the other side of the soil resistivity, while in the local heterogeneous soil, when the peripheral soil resistivity is fixed, With the increase of the resistivity of the heterogeneous soil, the impact grounding resistance of the grounding grid increases continuously. The larger the cross section of the heterogeneous soil, the more the impact of the grounding grid. The impact of grounding resistance on ground grid is more significant. Then, the transient characteristics of lightning strike of grounding grid with vertical grounding pole and double-layer grounding grid are simulated and calculated for typical ground grid structure of hydropower station. It is found that within a certain range of distance from the lightning current injection point, with the increase of the number of grounding poles, the impact grounding resistance of the grounding grid decreases more obviously, and the increase of vertical grounding pole is the best way to reduce the impact grounding resistance. For the double-layer ground grid structure, the closer the lightning current injection point of the upper grounding grid is to the connecting conductor, the more helpful it is to reduce the transient potential of the upper grounding grid conductor, but it will lead to the increase of the transient potential of the lower grounding grid conductor. Therefore, the insulation performance of the primary and secondary equipment connected with the upper and lower grounding grids should be fully considered in the arrangement of grounding lead down lines. Finally, for the 220 kV secondary switchgear fault of a hydropower station, a proportional model such as grounding grid is built. The transient potential distribution of the conductors in the fault area of the grounding grid and the transient potential difference of the grounding grid conductors near the lightning strike point are simulated and calculated. It is found that the increase of the potential of the grounding grid conductors near the lightning rod is not a great threat to the insulation of the primary equipment. However, the transient potential difference in the conductor section near the lightning current injection point is very large, which exceeds the insulation tolerance level of the secondary equipment. It is suggested that at least three vertical earth poles should be added within 1 m below the lightning rod grounding lead. Or the location of the original lightning rod should be adjusted and the lightning rod should be installed in the position where the terminal box of the distance transformer cable is more than 15m.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TV734;TM862

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本文編號：1522989