变电站接地极换土法的接地降阻效率研究.pdf
《变电站接地极换土法的接地降阻效率研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《变电站接地极换土法的接地降阻效率研究.pdf(6页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 38 卷 第 2 期2023 年 4 月Vol.38 No.2Apr.2023电力学报JOURNAL OF ELECTRIC POWER文章编号:1005-6548(2023)02-0156-06 中图分类号:TM63;TM862 文献标识码:A 学科分类号:47040DOI:10.13357/j.dlxb.2023.017开放科学(资源服务)标识码(OSID):变电站接地极换土法的接地降阻效率研究许井峰,许湧平,丁田力,肖旭亮,谢特列,田楠楠,史良(中国能源建设集团 山西省电力勘测设计院有限公司,太原 030001)摘要:通过对接地极换土法接地电阻的精确计算,对接地极换土法的接地降阻效率
2、进行了研究。依据复合接地网接地电阻的计算方法,提出了换土后接地网接地电阻的一种接地极等效直径变换计算法,基于该方法,从置换土的土壤电阻率和换土半径两方面对换土后的降阻效率进行了研究。研究表明,置换土土壤电阻率越低,换土半径越大,接地电阻降低越明显,但降低并不成比例。换土法等效于增加了接地极直径,理想情况下其接地降阻效率仅接近 5%,降阻效率并不明显,故在变电站接地网接地电阻值不满足安全要求时不建议专门采用该降阻措施。当现场有足够的低电阻率土壤时,推荐采用低电阻率土壤回填,当无足够的低电阻率土壤时,应优先考虑采用降阻剂或离子接地极等其他接地降阻措施。关键词:变电站;换土法;降阻效率;等效变换;接
3、地电阻;土壤电阻率Research on the Earthing Resistance Reduction Efficiency of the Substation Earthing Electrode Soil Exchange MethodXU Jingfeng,XU Yongping,DING Tianli,XIAO Xuliang,XIE Telie,TIAN Nannan,SHI Liang(Shanxi Eclectic Power Engineering Co.,Ltd.,China Energy Engineering Group,Taiyuan 030001 China)A
4、bstract:The earthing resistance reduction efficiency of the earthing electrode soil replacement method is in-depth research Through the accurate calculation of grounding resistance.an equivalent transformation calculation method of the earthing resistance after soil replacement was proposed accordin
5、g to calculation method of earthing resistance of composite grounding grid.Based on this method,the resistance reduction efficiency of soil was studied.Studies have shown that,the lower the soil resistivity of the replacement soil and the larger the replacement radius,the more obvious the decrease i
6、n ground resistance,but this relationship is not in proportion.The essence of the soil replacement method is to artificially increase the equivalent radius of the earthing electrode.Ideally,the earthing resistance reduction efficiency is only close to 5%,meanwhile the resistance reduction efficiency
7、 is not obvious.Therefore,it is not recommended to use this resistance reduction method when the earthing resistance of the substation does not meet the safe value.When there is enough low-resistivi 收稿日期:2022-10-25作者简介:许井峰(1984),男,硕士,高级工程师,主要从事变电站设计及研究工作,;许湧平(1969),男,硕士,正高级工程师,主要从事变电站设计及研究工作,;丁田力(19
8、77),男,硕士,正高级工程师,主要从事变电站设计及研究工作,;肖旭亮(1984),男,硕士,高级工程师,主要从事变电站设计及研究工作,;谢特列(1986),男,硕士,高级工程师,主要从事变电站设计及研究工作,;田楠楠(1984),男,硕士,高级工程师,主要从事变电站设计及研究工作,;史 良(1986),女,硕士,高级工程师,主要从事变电站设计及研究工作,。引文格式:许井峰,许湧平,丁田力,等.变电站接地极换土法的接地降阻效率研究 J.电力学报,2023,38(02):156-161.DOI:10.13357/j.dlxb.2023.017.第 2 期许井峰,等:变电站接地极换土法的接地降阻效
9、率研究ty soil on site,try to use low-resistivity soil for back filling.Key words:substation;soil exchange method;resistance reduction efficiency;equivalent transformation;earthing resistance;soil resistivity;0 引言 变电站接地网接地电阻值是接地安全评价的重要参考指标,接地电阻值越低,系统短路时短路电流经接地网入地引起的地电位升越小,安全性越高。站址处土壤电阻率和地网面积是影响接地网接地电阻值的
10、两个重要因素,站址处土壤电阻率越低、地网面积越大,相应的接地电阻值越小,安全性越高。近年来,随着电气设备的集成化,变电站朝着小型化方向发展1,同时受国家土地政策影响,变电站又多建于山地等高土壤电阻率地区2,使得变电站的接地电阻值偏高,难以满足接地系统的安全要求。为降低变电站接地网的接地电阻,工程中常采取一些接地降阻措施,如采用离子接地极、深井接地极、接地网外引、接地极周围换土或使用降阻剂等。其中,接地极换土法是工程中常用的一种接地降阻措施3-8,但目前对其接地电阻计算方法和降阻效率并没有明确定义和深入研究。文献 9 提出了一种基于均匀土壤电阻率的复合接地网接地电阻计算方法,然而对接地极周围换土
11、后站址处土壤电阻率的整体变化情况和接地网接地电阻计算方法并未提及。接地极换土法在常规应用时,因换土后土壤电阻率的整体降低值无计算依据,设计人员往往根据经验人为降低土壤电阻率后采用文献 9提出的计算方法计算接地电阻,故最终计算值与实际值出现较大偏差。文献 10 给出了一种接地沟换土后的接地电阻计算方法,但该方法应用于面积较大的变电站内复合地网时,得到的计算值远小于实际值,仍不具有适用性。为精确计算换土后接地网的接地电阻值11-12,假定接地极周围换土后对大地均匀无限大介质无影响,由文献 9 提供的复合接地网接地电阻计算式可知,换土后对接地网接地电阻值的唯一影响因素为接地极直径,为此,提出了一种接
12、地极等效直径的计算方法,考虑将置换土等效为水平接地极的一部分,并求得换土后置换土和接地极假定的等效直径,最终将得到的等效直径代入文献 1 给出的复合接地网接地电阻计算式,即可得到换土后的接地网接地电阻计算值。换土法影响接地网接地电阻值的两个参数为置换土土壤电阻率和换土半径,本文结合接地极换土后的等效直径计算法,从置换土土壤电阻率和换土半径两方面对换土法的接地降阻效率做进一步研究。研究表明,置换土土壤电阻率越低,换土半径越大,接地电阻降低越明显,但降低并不成比例。当置换土土壤电阻率降低到一定值或换土半径增加到一定值后,接地电阻值已不再明显降低。综合考虑有效性和经济性,在置换土土壤电阻率和换土半径
13、均达到理想情况下,其综合降阻效率小于 5%。故在变电站接地电阻值不满足安全要求时不建议专门采用该降阻措施,当现场有足够的低电阻率土壤时,接地极开挖敷设时可尽量采用低电阻率土壤回填。当无足够的低电阻率土壤时,可考虑采用降阻剂或离子接地极等其他接地降阻措施。1 换土法接地电阻计算 1.1接地极等效直径换算为求得换土后的接地极等效直径,假定大地为电阻率 的均匀无限大介质,对接地极周围换土对大地的均匀无限大介质无影响。设水平接地极总长为 L,因换土前后短路时从接地极流入大地的散流电流 I无变化,故在离接地极中心 r处圆柱表面的散流密度如式(1)所示:r=I2rL.(1)由式(1)可求得接地极半径 r处
14、圆柱表面电场强度如式(2)所示:E=r=I2rL.(2)157第 38 卷电力学报以无穷远处为零电位参考点,由式(2)可求得接地极半径 r处的电位如式(3)所示:ur=rEdr=rI2rLdr.(3)换土后接地极半径等效变换过程如图 1所示。图 1中 1、2分别为站址处土壤电阻率和置换土土壤电阻率,rc为实际使用的接地极半径,ra为置换土土壤半径,为换土边界线,re为换土后假定的置换土和原接地极的综合等效半径。设 I为短路时经接地极入地的散流电流,由式(3)可求得等效半径变换前短路时置换土部分的电位差,即图 1中半径为 rc的接地极外边界与置换土外边界 之间的电位差如式(4)所示:U1=rcr
15、a2I2rLdr=2I2Llnrarc.(4)等效半径变换(后文简称“等效”)后,等效接地极(等效半径 re)外边界与置换土外边界 之间转移介质取电阻率为 1的站址处原土壤,由式(3)可求得等效后等效接地极(等效半径 re)外边界与置换土外边界 之间的电位差如式(5)所示:U2=rera1I2rLdr=1I2Llnrare.(5)因接地极周围换土对系统短路电流无影响,故等效前后接地极从边界 处散入大地中的电流 I不变。因换土后边界 与无穷远处大地介质无变化,故等效前后边界 与大地无穷远处电位差不变。因等效前后接地极均为等电位接地体,故等效前后接地极电位一致。综上可知,等效前后接地极与换土边界
16、之间的电位差相等,即 U1=U2。由式(4)、式(5)联立即可求得换土后接地极等效直径 d1如式(6)所示:d1=2re=2rc(rarc)()1-21.(6)1.2接地电阻计算文献 9 给出了以水平接地极为主边缘闭合的复合接地网接地电阻计算式,如式(7)所示,该公式考虑了构成水平接地网的水平接地导体之间的电流屏蔽作用,对于任意复杂的接地网都能得到比较准确的接地电阻值。Rn=1Re.(7)1=()3 lnL0S-0.2SL0.(8)Re=0.213S()1+B+2L()lnS9hd-5B.(9)B=11+4.6hS.(10)图 1换土后等效半径变换示意图Fig.1Equivalent radi
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 变电站 接地 土法 效率 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。