郑州换流站接地网优化设计.pdf

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1、第26卷第12期电力系统及其自动化学报Vo1．26No．122014年12月ProceedingsoftheCSU—EPSADec．2014郑州换流站接地网优化设计施红，陈政，冯蕾，徐荥一c～撇一一～一m一．一∞一～一一．一～～一m一一～一一～．善e一．～帆一一～．一～脚一W(河南省电力勘测设计院，郑州450000)摘要：特高压直流换流站占地面积较大，站内存在较大的地电位差，交直流设备的相互影响使得换流站接地网设计存在许多特殊之处。为此，针对常规的设计方法在高土壤电阻率地区接地电阻很难满足规程要求的问题，根据设备安全与人身安全的要求，分析了接地网设

2、计的约束条件，提高了地电位升上限。并结合哈密一郑州直流特高压输电程郑州换流站的具体条件，对接地网系统的短路电流分流系数进行了详细分析，提出了基于不等间距设计的复合接地网优化布置方案，并通过地网安全分析评估软件，进行了安全性校验，具有重要的工程参考价值。关键词：直流输电；接地电阻；接地网设计；安全校核中图分类号：TM72文献标志码：A文章编号：1003—8930(2014)12—0085—06OptimalDesignofGroundingGridofZhengzhouConverterStationSHIHong，CHENZheng，FENGLei

3、，XUXing(HenanElectricPowerSurvey&DesignInstitute，Zhengzhou45一～00一0～一0，一～一．薹Ch一～．一ina～一)一～‰一～一一一．～吣一接地网是维护电力系统安全可靠运行、保障特别对于一些地质条一件～恶一劣、一地一下一水源一匮一乏一的地运行人员安全的重要措施，其最重要的功能就是区，其矛盾更为突出_6I。与此同时，我国普遍采用将故障电流安全地引入地下，限制故障电位上升，的计算方法越来越不能满足设计要求1。接地网控制地表电位梯度以限制跨步电势和接触电势在设计较简单，接地系统设计还处于经验设计阶

4、段，安全值内I。接地网接地性能一直受到设计和生通常利用简单公式及均匀网格的方法，对于发变产运行部门的重视。随着我国经济的持续、高速发电站地网降阻也没有较好的方法。常用的扩大地展，变电容量的不断增加，流经变电站地网的人地网面积、采用降阻剂或单纯增加垂直接地极的方短路电流也愈来愈大，为了保证电力系统安全可法，降阻效果并不明显_l2_。并且接地系统的设计、靠运行，要求接地电阻值愈来愈小。然而由于我国施工、验收的过程中均以接地电阻为主要内容，而可利用耕地资源十分宝贵，目前有许多变电站建对站址地表的电位分布、接触电压、跨步电压只是在岩土、山石较多的地区，土壤

5、电阻率相对较高。简单校核。因此加强对变电站接地系统设计技术收稿日期：2012—12-03；修同日期：2013一O1—07·86·电力系统及其自动化学报第26卷研究，在满足变电站跨步电势和接触电势在安全换流站接地电位升直接与二次系统的安全性值内的情况下，降低接地系统投资，是十分迫切和相关。目前我国电力行业标准DIJT621—19976交必要的。流电气装置的接地》中要求地电位升IR<2000V。这是由于过去二次设备的绝缘耐压低，从确保二1换流站接地网的特殊性及应对措施次系统的安全出发进行规定的。经过对换流站内哈密一郑卅1~800kV特高压直流输电工程计

6、划不同短路点位置进行计算，站内两点之间的最大2014年建成投产，输电规模为8000MW。该工程建电位差一般不超过地网电位升的40％，从保守的后，每年可向华中地区输送电量约480×10kW·h，角度出发，认为二次电缆及二次设备的绝缘耐压可有效缓解华中地区负荷快速增长和资源总量不只有2000V，也可以将地电位升放宽到2000／足、煤炭供应紧张之间的矛盾。由于直流换流站占40％=5000V。地面积较大，直流与交流设备的差异，郑州换流站在接地网设计时，在电缆沟中与二次电缆平接地网的设计存在许多特殊之处。行布置一条铜接地带，铜接地带与地网连接，二次1．1郑州

7、换流站土壤结构模型电缆与铜接地带可靠连接，这样短路故障时，由于国内接地网设计参照行业标准DL／r621—铜接地带的阻抗比二次电缆屏蔽层的阻抗小得1997~交流电气装置的接地》中用于接地电阻、接多，因此故障电流主要从铜接地带中流过，而流过触电势和跨步电压计算的解析式，没有考虑土壤二次电缆的屏蔽层的电流较小，可以克服双端接的不均匀性。大型变电站或换流站占地面积很大，地时可能烧毁二次电缆的问题。同时，为防止转移故障时故障电流入地较深，深层土壤对接地网接电位引起的危害，对可能将接地网的高电位引向地电阻影响较大，将土壤视为均匀的，可能造成较站外或将低电位引向

8、站内的设施采取隔离措施。大的汁算误差『15-161。2入地短路电流计算郑州换流站站址位于黄淮海平原的黄河南岸，行政区划属郑