大型發(fā)電廠和變電站接地網(wǎng)狀態(tài)評估(1)

1、.大型發(fā)電廠和變電站接地網(wǎng)狀態(tài)評估目 錄一 概 述1.1 接地網(wǎng)狀態(tài)評估目的1.2 變電站接地網(wǎng)狀態(tài)評估的具體內(nèi)容1.2.1接地網(wǎng)特性參數(shù)（接地阻抗、地線分流、跨步電壓和接觸電壓）實(shí)測1.2.2 設(shè)備接地引下線與主接地網(wǎng)連接情況及接地網(wǎng)完整性測試1.23 接地網(wǎng)開挖檢查和接地導(dǎo)體腐蝕性診斷1.2.4 變電站站址土壤電阻率測試和土壤結(jié)構(gòu)分析1.2.5 變電站接地網(wǎng)狀態(tài)數(shù)值評估1.3 需要提供的系統(tǒng)參數(shù)二 接地網(wǎng)特性參數(shù)測量2.1試驗(yàn)方法2.1.1 接地電阻測試2.1.2 變電站進(jìn)線避雷線（包括OPGW光纖地線）對測試電流分流測量2.1.3 站內(nèi)接觸電壓的測量2.1.4 跨步電壓的測量三 設(shè)備接地

2、引下線與主接地網(wǎng)連接情況測試四 接地網(wǎng)開挖檢查和接地導(dǎo)體腐蝕性診斷4.1 地網(wǎng)開挖目的4.2地網(wǎng)檢查步驟及試驗(yàn)方法4.2.1 開挖檢查4.2.2 開挖要求4.2.3 檢查項(xiàng)目4.2.4 取樣辦法4.2.5 檢查方法4.3 地網(wǎng)腐蝕情況判定標(biāo)準(zhǔn)五 站址土壤電阻率測試和土壤結(jié)構(gòu)分析5.1 試驗(yàn)?zāi)康?.2 測量原理和方法5.3 測量結(jié)果和結(jié)論六 基于CDEGS軟件的變電站接地網(wǎng)狀態(tài)數(shù)值評估6.1 前言6.1.1 CDEGS軟件的簡介6.1.2 CDEGS軟件在變電站接地網(wǎng)狀態(tài)數(shù)值評估中的應(yīng)用6.2 接地網(wǎng)接地阻抗仿真計(jì)算與測量結(jié)果的比對驗(yàn)證6.2.1 接地網(wǎng)接地阻抗仿真計(jì)算6.2.2 仿真計(jì)算與測量

3、結(jié)果的比對驗(yàn)證6.3 單相接地短路電流計(jì)算6.3.1 調(diào)度短路電流計(jì)算結(jié)果6.3.2 進(jìn)站故障電流在出線地線的分流計(jì)算結(jié)果6.3.3 變電站母線單相接地故障時(shí)站內(nèi)入地電流選取6.4 變電站發(fā)生單相接地故障時(shí)地網(wǎng)導(dǎo)體電位升高（GPR）6.5 變電站發(fā)生單相接地故障時(shí)跨步電壓和接觸電壓6.5.1 典型的接觸電勢和跨步電勢的三維圖6.5.2 接觸電勢和跨步電勢的允許值計(jì)算6.5.3 發(fā)生單相接地故障時(shí)，跨步電壓分布的計(jì)算結(jié)果及分析6.5.4 發(fā)生單相接地故障時(shí)，接觸電壓分布的計(jì)算結(jié)果及分析七 地網(wǎng)狀態(tài)評估結(jié)論7.1 土壤結(jié)構(gòu)7.2 接地阻抗7.3 單相接地故障電流及其分布7.4 地表電位分布7.5

4、跨步電壓、接觸電壓7.6 電氣設(shè)備接地引下線與主地網(wǎng)連接情況7.7 地網(wǎng)腐蝕情況7.8 接地網(wǎng)狀態(tài)的綜合評價(jià)一 概 述1.1 接地網(wǎng)狀態(tài)評估目的大型電廠和變電站的接地網(wǎng)是保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行、保障運(yùn)行人員安全的重要措施之一。它為大型電廠和變電站內(nèi)各種電氣設(shè)備提供公共參考地、系統(tǒng)接地故障時(shí)快速泄放故障電流以及改善變電站地電位分布。隨著電網(wǎng)的進(jìn)一步建設(shè)和改造，接地網(wǎng)的安全問題越來越突出，開展變電站接地網(wǎng)狀態(tài)評估的必要性隨之而來。大型電廠和變電站接地網(wǎng)狀態(tài)評估工作主要是結(jié)合現(xiàn)場測試和理論計(jì)算，準(zhǔn)確給出接地網(wǎng)入地故障電流、接地阻抗、接觸電壓、跨步電壓、地網(wǎng)電位分布、地網(wǎng)完整性、地網(wǎng)金屬導(dǎo)體腐蝕情況

5、等現(xiàn)時(shí)狀態(tài)，通過以上實(shí)測和計(jì)算相結(jié)合的方法分析接地網(wǎng)的安全性。表征變電站接地網(wǎng)狀態(tài)的主要參數(shù)包括接地阻抗、接觸電壓、跨步電壓、地網(wǎng)電位分布及地網(wǎng)的完整性等，對變電站接地系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)評估主要是對這些參數(shù)進(jìn)行測量和分析，然而以上參數(shù)的測量和評估是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的問題，受到多方面因素的影響，它不僅與接地體本身的大小、形狀有關(guān)，還受到周圍土壤中的金屬物質(zhì)、土壤電阻率均勻性的影響。由于對整個(gè)變電站接地網(wǎng)評估時(shí)單純使用測量的方法工作量太大，不可能將站內(nèi)所有位置的參數(shù)都測出來，因此采用主要借助于加拿大SES公司的CDEGS軟件（電流分布、電磁干擾、接地和土壤結(jié)構(gòu)分析）的數(shù)值分析方法以有效地彌補(bǔ)測量存在的缺陷和

6、不足，該軟件是目前世界上電磁干擾分析、接地系統(tǒng)研究和設(shè)計(jì)領(lǐng)域通用性最強(qiáng)，功能最強(qiáng)大的軟件包，在國內(nèi)外的多年應(yīng)用實(shí)踐證明，該軟件已經(jīng)成為接地網(wǎng)狀態(tài)評估、設(shè)計(jì)和降阻改造的科學(xué)可靠工具。在運(yùn)用測量結(jié)果驗(yàn)證采用基于CDEGS軟件的數(shù)值分析方法的可信性后，結(jié)合接地網(wǎng)安全性限值的分析，可以通過數(shù)值方法完成變電站接地網(wǎng)的全面狀態(tài)評估。1.2 變電站接地網(wǎng)狀態(tài)評估的具體內(nèi)容1.2.1 大型電廠和變電站接地網(wǎng)特性參數(shù)（接地阻抗、地線分流、跨步電壓和接觸電壓）的實(shí)測結(jié)合變電站竣工設(shè)計(jì)圖紙和后期改造記錄確認(rèn)變電站地網(wǎng)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀，采用類工頻測試方法（接近50Hz的類工頻），通過對出線避雷線（包括OPGW光纖地線）、出線

7、電纜外皮和接地的主變中性點(diǎn)分流測量并進(jìn)行處理，測量出帶出線避雷線（包括OPGW光纖地線）的運(yùn)行變電站地網(wǎng)工頻特性參數(shù)（接地阻抗、地線分流、跨步電壓和接觸電壓）。1.2.1.1 地網(wǎng)接地阻抗測試根據(jù)DL/T 4752006接地裝置特性參數(shù)測量導(dǎo)則和GB/T17949.12000接地系統(tǒng)的土壤電阻率、接地阻抗和地面電位測量導(dǎo)則的要求，采用類工頻（接近50Hz的類工頻）小電流法測量變電站接地阻抗。1.2.1.2 出線地線分流測量向地網(wǎng)注入類工頻電流，測量出線地線（如避雷線、OPGW、耦合地線等）、出線電纜外皮及變壓器接地的中性點(diǎn)流出的電流值，同時(shí)記錄注入電流和各分流電流的波形，計(jì)算與注入電流的相角差

8、，便于更準(zhǔn)確地確定分流系數(shù)。1.2.1.3 地網(wǎng)跨步電壓、接觸電壓實(shí)測依據(jù)DL/T 4752006接地裝置特性參數(shù)測量導(dǎo)則、GB/T17949.12000接地系統(tǒng)的土壤電阻率、接地阻抗和地面電位測量導(dǎo)則測量變電站有代表性點(diǎn)的跨步電壓US和接觸電壓UT。依據(jù)DL/T 6211997交流電氣裝置的接地、GB 501502006電氣設(shè)備安裝工程 電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，參照IEEE std2000交流變電站接地安全性導(dǎo)則確定變電站跨步電壓US和接觸電壓UT的限值。判斷實(shí)測的跨步電壓US和接觸電壓UT是否超過變電站跨步電壓US和接觸電壓UT的限值。1.2.2 設(shè)備接地引下線與主接地網(wǎng)連接情況及接地網(wǎng)完整

9、性測試按照DL/T 4752006接地裝置特性參數(shù)測量導(dǎo)則和Q/CSG 1 0007-2004電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程的有關(guān)要求進(jìn)行，判斷設(shè)備接地引下線與主接地網(wǎng)連接情況及接地網(wǎng)完整性是否良好。1.2.3 接地網(wǎng)開挖檢查和接地導(dǎo)體腐蝕性診斷接地網(wǎng)導(dǎo)體及接地引線的腐蝕、甚至斷裂，將使接地網(wǎng)的電氣連接性能變壞、接地電阻增高。若遇接地短路故障，將造成接地網(wǎng)本身局部電位差和接地網(wǎng)電位異常增加，除給運(yùn)行人員帶來威脅外，還可能因反擊或電纜外皮環(huán)流使得二次設(shè)備的絕緣遭到破壞，嚴(yán)重者可能導(dǎo)致監(jiān)測或控制設(shè)備發(fā)生誤動或拒動而擴(kuò)大事故。接地系統(tǒng)狀態(tài)評估的其中一項(xiàng)重要內(nèi)容就是診斷接地網(wǎng)的腐蝕狀況，判斷接地系統(tǒng)是否滿足安

10、全運(yùn)行要求，是否需要改造。接地網(wǎng)導(dǎo)體腐蝕情況診斷可通過以下幾個(gè)途徑：（1）導(dǎo)通性測試。在電氣完成性測試中，發(fā)現(xiàn)接地引下線斷裂或地網(wǎng)金屬導(dǎo)體斷裂，需開挖確認(rèn)。（2）場區(qū)地表電位梯度測試。發(fā)現(xiàn)場區(qū)地表電位梯度曲線有突變點(diǎn)，或局部波動較大，則可能存在接地系統(tǒng)狀況可能不良或存在缺陷，需要開挖確認(rèn)。（3）按運(yùn)行年限有針對性地開挖檢查。對運(yùn)行時(shí)間達(dá)到一定年限（如10年及以上）的變電站接地網(wǎng)，建議選擇關(guān)注的點(diǎn)開挖。（4）利用發(fā)變電站接地系統(tǒng)腐蝕診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)是指在在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，確定變電站接地網(wǎng)的故障（包括斷點(diǎn)及腐蝕）位置的準(zhǔn)確、可靠和簡單的診斷方法，即通過地網(wǎng)各引線間電氣參數(shù)的測量值來確定地

11、網(wǎng)的斷點(diǎn)及腐蝕情況。該方法應(yīng)用于現(xiàn)場的有重慶大學(xué)的接地網(wǎng)腐蝕診斷軟件和清華大學(xué)的IntelliEDS，由腐蝕普查系統(tǒng)的測量系統(tǒng)和分析軟件組成，適用于變電站地網(wǎng)設(shè)計(jì)和施工圖紙完整的變電站。根據(jù)技術(shù)成熟程度和國內(nèi)兄弟省份的經(jīng)驗(yàn)，選擇開挖檢查結(jié)合地中導(dǎo)體腐蝕程度量化分析和土壤分析的方法進(jìn)行接地導(dǎo)體腐蝕性診斷。1.2.4 大型電廠和變電站站址土壤電阻率測試和土壤結(jié)構(gòu)分析大型電廠和變電站接地網(wǎng)的準(zhǔn)確評估的基礎(chǔ)是接地阻抗、土壤電阻率的測量及土壤電阻率的分層分析和計(jì)算。為了能更好地對變電站接地網(wǎng)進(jìn)行分析計(jì)算，需要了解變電站所在地域的土壤狀況，分層土壤電阻率數(shù)據(jù)的詳細(xì)測量是CDEGS軟件的應(yīng)用準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)，而

12、后者直接影響到地網(wǎng)狀態(tài)評估工作的質(zhì)量，因此土壤電阻率數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性非常關(guān)鍵。采用四極法測量變電站站址的土壤電阻率隨測量極間距變化的曲線，根據(jù)視在土壤電阻率現(xiàn)場基礎(chǔ)測試數(shù)據(jù)，利用CDEGS軟件，通過優(yōu)化分析，反演得到土壤的實(shí)際分層結(jié)構(gòu)模型。1.2.5 大型電廠和變電站接地網(wǎng)狀態(tài)數(shù)值評估大型電廠和變電站接地網(wǎng)狀態(tài)數(shù)值評估主要是基于CDEGS軟件，根據(jù)實(shí)際接地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，采用測量分析得到的分層土壤模型，分析分層土壤模型下接地系統(tǒng)的電氣參數(shù)。主要內(nèi)容包括：（1）對運(yùn)行變電站接地阻抗測試結(jié)果以及分流對運(yùn)行變電站接地阻抗測試結(jié)果的影響的影響進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算研究，通過軟件計(jì)算和實(shí)測結(jié)果對照，給出變電站接地阻抗值。

13、（2）確定變電站最大入地故障電流。變電站最大入地故障電流是關(guān)乎變電站系統(tǒng)安全指標(biāo)的重要參數(shù)，對于運(yùn)行中的變電站，當(dāng)變電站發(fā)生接地短路，一部分短路電流經(jīng)接地網(wǎng)入地，另一部分經(jīng)由與地網(wǎng)相連的出線地線（如避雷線、OPGW、耦合地線等）、出線電纜外皮及變壓器接地的中性點(diǎn)流回系統(tǒng)。在考慮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，用CDEGS軟件計(jì)算系統(tǒng)的分流系數(shù)Kf后，即可根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)的總故障電流求出。在計(jì)算分流系數(shù)Kf前，需確定的影響因素有：（a）與地網(wǎng)出線地線回?cái)?shù)，出線地線與桿塔的是否有金屬連接方式，以及該桿塔的接地電阻值；（b）出線電纜回?cái)?shù)、電纜的參數(shù)；（c）變電站地網(wǎng)的接地電阻值；（d）與被評估變電站直接相連的對側(cè)各電壓等級變電

14、站地網(wǎng)接地電阻值；（e）變電站所處位置土壤結(jié)構(gòu)；（f）變壓器中性點(diǎn)接地方式。（3）以整個(gè)變電站場區(qū)為研究對象，計(jì)算實(shí)際接地系統(tǒng)在單相接地短路故障情況下，變電站地網(wǎng)接地導(dǎo)體的電位升高，是否滿足二次設(shè)備安全的要求。（4）計(jì)算變電站跨步電壓US和接觸電壓UT分布情況，對比測試結(jié)果以及跨步電壓US和接觸電壓UT的限值，判斷變電站US、UT的分布情況，分析和評估在地表產(chǎn)生的接觸電壓和跨步電壓是否滿足人身安全要求。1.3 需要提供的系統(tǒng)參數(shù)以500kV硯都變電站為例，表一為廣東省電力調(diào)度中心提供的500kV硯都變電站在500kV側(cè)或220kV側(cè)發(fā)生單相接地短路故障時(shí)主變、500kV線路和220kV線路各支

15、路提供的入地短路電流的計(jì)算結(jié)果。在2009年6月運(yùn)行方式下核算的硯都變電站500kV和220kV母線單相接地短路電流分別為37.90kA和16.68kA。表1-1 500kV硯都變電站單相入地短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)（2009年6月運(yùn)行方式）故障類型系統(tǒng)部分流經(jīng)線路的A相短路電流（kA）支路名稱各支路提供的A相短路電流（kA）在500kV出線處發(fā)生A相故障500kV線路35.672560.1782°硯花甲3.9157.6°硯花乙3.9157.6°硯西甲7.7250.3°硯西乙7.7450.3°蝶硯甲2.9562.5°蝶硯乙2.9562.5&#

16、176;硯肇甲3.6482.5°硯肇乙3.6482.5°主變2.3640.5°2變2.3640.5°220kV線路4.731339.1045°硯東甲線0.8443.2°硯端甲0.7535.3°硯端乙0.7535.3°硯珠甲線1.4444.8°硯興線0.6646.2°硯荷甲0.188.2°硯荷乙0.188.2°在220kV出線處發(fā)生A相故障500kV線路4.714055.0611°硯花甲0.5537.1°硯花乙0.5537.1°硯西甲1.60-10

17、.4°硯西乙1.61-10.4°蝶硯甲0.5767.0°蝶硯乙0.5767.0°硯肇甲1.63123.1°硯肇乙1.63123.1°主變4.7225.1°2變4.7225.1°220kV線路12.245348.7983°硯東甲線3.7951.2°硯端甲1.9746.6°硯端乙1.9746.6°硯珠甲線2.6949.9°硯興線1.185951.839°硯荷甲0.329638.105°硯荷乙0.329638.105°500kV硯都變電站的5

18、00kV和220kV線路的參數(shù)如表1-2所示。表1-2 硯都變電站500kV和220kV出線的線路參數(shù)序號線路名稱長度（km）平均檔距（m）終端塔型號導(dǎo)線規(guī)范地線規(guī)范對側(cè)變電站名對側(cè)變電站接地阻抗值（W）1500kV硯花甲138.98450SJCD274-26/28/29/304×ACSR-720/50LGJX-150/35LGJ-150/35花都0.4502500kV硯花乙3500kV硯西甲46.423407SJCD274-24/25/264×LGJ-400/35，ACSR-720/50LGJX-150/35JLB2-40-7西江0.2064500kV硯西乙5500kV蝶

19、硯甲148.49464SJDG374-25/29/32/334×LGJX-630/50LGJX-150/35LGJ-150/35蝶嶺0.4556500kV蝶硯乙7500kV硯肇甲1.34335SJCD274-22/23/24/254×ACSR-720/50LGJ-95/55JLB2-40-7肇慶換流站0.4798500kV硯肇乙9220kV硯東甲15.0326GUT8-232*LGJ-300LGJ-95/55東岸0.2110220kV硯端甲31.8388GUT8-202*LGJ-240GJ-50端州0.49011220kV硯端乙12220kV硯珠甲16.0364GUT8-2

20、32*LGJ-240LGJ-95/55珠山0.48313220kV硯興線54.0390GTU9-172*LGJQ-300LGJ-95/55興瑤0.46814220kV硯荷甲44.0400SJ633-212*LGJ-300GJ-50荷村0.48015220kV硯荷乙二 接地網(wǎng)特性參數(shù)測量2.1 試驗(yàn)方法2.1.1 接地電阻測試根據(jù)變電站主地網(wǎng)現(xiàn)場地形情況和試驗(yàn)條件，選擇遠(yuǎn)離夾角法進(jìn)行測量。采用類工頻（接近50Hz的類工頻）小電流法測量，所加測試電流310A。試驗(yàn)原理如圖2-1所示。8000型類工頻小電流接地網(wǎng)測試系統(tǒng)見圖2-2。由于采用遠(yuǎn)離夾角法，測量結(jié)果需要修正，根據(jù)DL47592接地裝置工頻

21、特性參數(shù)的測量導(dǎo)則有關(guān)公式計(jì)算，接地網(wǎng)接地電阻測量結(jié)果應(yīng)為測量值乘以修正系數(shù)1/0.8061。由于運(yùn)行要求，所有運(yùn)行的500kV和220kV出線線路的避雷線無法與接地網(wǎng)斷開聯(lián)結(jié)達(dá)到隔離的目的，本次測試將在出線構(gòu)架上帶著避雷線和OPGW光纖地線的運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行測量，并采用對變電站內(nèi)500kV場地和220kV場地與出線金屬構(gòu)架相連的所有金屬構(gòu)架、主變中性點(diǎn)和500kV出線桿塔進(jìn)行分流測量并進(jìn)行處理的方法嘗試消除或減少避雷線和OPGW光纖地線等對測量結(jié)果的影響，測試結(jié)果供參考。S1：開關(guān) A：選頻電流表 V：高內(nèi)阻電壓表圖2-1 類工頻小電流法試驗(yàn)原理接線圖圖2-2 8000型類工頻小電流接地網(wǎng)測試

22、系統(tǒng)2.4.2 變電站進(jìn)線避雷線（包括OPGW光纖地線）對測試電流分流測量選擇45Hz頻率，施加測試電流，利用柔性羅哥夫斯基線圈測量與500kV和220kV出線構(gòu)架相連通的所有金屬構(gòu)架及變壓器中性點(diǎn)和500kV出線桿塔塔腳的分流，得到分流系數(shù)，以便于剔除分流因素對測量結(jié)果的影響，得到較為真實(shí)的變電站地網(wǎng)接地電阻值。2.4.3 站內(nèi)接觸電壓的測量在變電站中可能有接地短路電流流過的電力設(shè)備外殼或構(gòu)架上測量接觸電壓，試驗(yàn)原理如圖2-4所示。將電流注入點(diǎn)引至待測設(shè)備外殼或構(gòu)架上，高內(nèi)阻電壓表V1的一端接至地面上離設(shè)備外殼或構(gòu)架水平距離1.0m的測量極上，電壓測量極采用22圓鋼打入地下0.5m，并保證鋼

23、釬緊密插入土壤，電壓表的另一端接至設(shè)備外殼或構(gòu)架離地面1.8m處。加測量電流I，讀取電壓表指示值可測出通過主地網(wǎng)電流I對應(yīng)的接觸電壓UT。站內(nèi)接觸電壓與通過地網(wǎng)流入土壤的電流值成正比。實(shí)測的接觸電壓尚需按經(jīng)接地網(wǎng)流入地中地最大短路電流Imax（取37.90kA）換算，接觸電壓的最大值為：UTjmax=UT×Imax/I圖2-4 接觸電壓和跨步電壓測試原理圖2.4.4 跨步電壓的測量在變電站中工作人員經(jīng)?；顒拥膮^(qū)域測量跨步電壓，試驗(yàn)原理如圖2-4所示。電流注入點(diǎn)取接地短路電流可能流入接地網(wǎng)的地方注入，將兩根20圓鋼電壓測量極按1.0m間距打入地下0.5m，并保證鋼釬緊密插入土壤，高內(nèi)阻

24、電壓表V2的兩端分別接至兩根測量極上。加測量電流I，讀取電壓表指示值可測量出通過主地網(wǎng)電流I對應(yīng)的跨步電壓US。如在水泥地面上測量，需在測量點(diǎn)放置兩塊包裹濕抹布、半徑約為10cm的圓盤電極，并在每塊圓盤上加不小于40kg的重量。跨步電壓與通過地網(wǎng)流入土壤中的電流值成正比。實(shí)測的跨步電壓尚需經(jīng)按接地網(wǎng)流入地中的最大短路電流Imax（取37.90kA）換算，跨步電壓地最大值為：USmax=US×Imax/IDL/T6211997交流電氣裝置的接地中推薦的110kV及以上有效接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地或同點(diǎn)兩相接地時(shí)，變電站接地裝置的接觸電壓UT和跨步電壓US允許值不應(yīng)超過：、，式中，s是變電站

25、表層土壤的電阻率。對于硯都變電站：s取100·m（參照本報(bào)告第七部分“500kV硯都變電站站址土壤電阻率測試和土壤結(jié)構(gòu)分析”中站內(nèi)場地0.1m深度土壤電阻率測試數(shù)據(jù)），考慮后備保護(hù)動作的系統(tǒng)單相接地短路（故障）電流持續(xù)時(shí)間t0.35s，計(jì)算得UT322.84V，US412.43V。從表2-2、表2-3的實(shí)測結(jié)果看，變電站場區(qū)各部分典型點(diǎn)實(shí)測的跨步電壓換算值最高為53.6V，接觸電壓換算值最高為187.06V，均遠(yuǎn)小于各自允許的安全限值。2.2 測量結(jié)論根據(jù)DL/T4752006接地裝置特性參數(shù)測量導(dǎo)則的有關(guān)要求，在出線構(gòu)架上帶著500kV、220kV避雷線和OPGW光纖地線的運(yùn)行狀態(tài)

26、下，采用施加5.5A類工頻小電流的電流電流遠(yuǎn)離夾角法所測得的500kV硯都變電站地網(wǎng)接地電阻值為0.186。在注入電流頻率47Hz的測試方式下，采用柔性羅哥夫斯基線圈對與500kV和220kV出線構(gòu)架相連通的所有金屬構(gòu)架、500kV出線桿塔塔腳以及變壓器中性點(diǎn)進(jìn)行分流測量，得到所有500kV和220kV出線構(gòu)架出線避雷線（普通地線和光纖地線）的分流系數(shù)達(dá)69.62%，考慮到分流因素的影響，硯都變電站地網(wǎng)的接地電阻真實(shí)值應(yīng)遠(yuǎn)大于實(shí)測結(jié)果。500kV硯都變電站場區(qū)各部分實(shí)測的跨步電壓和接觸電壓水平均遠(yuǎn)小于允許的安全限值。三 設(shè)備接地引下線與主接地網(wǎng)連接情況測試3.1測試方法按圖3-1接線，通過測量

27、兩個(gè)相鄰設(shè)備接地引下線之間的回路電阻來檢查設(shè)備接地引下線與地網(wǎng)連接情況。（1）以測主地網(wǎng)接地電阻的電流注入點(diǎn)（#3主變A相接地引下線）為第一個(gè)參考點(diǎn)A，分別檢測該參考點(diǎn)附近場地（第一個(gè)區(qū)域）各設(shè)備的接地引下線（B1，B2Bi）與主地網(wǎng)的連接情況；（2）在待測場地（第二個(gè)區(qū)域）選定一臺設(shè)備的引下線M，若M同第一區(qū)域內(nèi)與主地網(wǎng)連接良好的點(diǎn)引下線Bi連接情況良好，認(rèn)為M與主地網(wǎng)連接良好，則選定其為第二區(qū)域的參考點(diǎn)，測該區(qū)域設(shè)備與M的連接情況，判斷其與主地網(wǎng)的連接情況。（3）其他待測場地參照第（2）條依次遞推測試，直至完成全站的檢測。D FDC-G G 主地網(wǎng) A、B 設(shè)備接地引下線圖3-1 FDC-

28、G測試儀測量原理接線圖四 接地網(wǎng)開挖檢查和接地導(dǎo)體腐蝕性診斷4.1 地網(wǎng)開挖目的接地網(wǎng)導(dǎo)體及接地引線的腐蝕、甚至斷裂，將使接地網(wǎng)的電氣連接性能變壞、接地電阻增高。若遇接地短路故障，將造成接地網(wǎng)本身局部電位差和接地網(wǎng)電位異常增加，除給運(yùn)行人員帶來威脅外，還可能因反擊或電纜外皮環(huán)流使得二次設(shè)備的絕緣遭到破壞，嚴(yán)重者可能導(dǎo)致監(jiān)測或控制設(shè)備發(fā)生誤動或拒動而擴(kuò)大事故。接地系統(tǒng)狀態(tài)評估的其中一項(xiàng)重要內(nèi)容就是診斷接地網(wǎng)的腐蝕狀況，判斷接地系統(tǒng)是否滿足安全運(yùn)行要求，是否需要改造。4.2 地網(wǎng)檢查的步驟及方法試驗(yàn)方法根據(jù)技術(shù)成熟程度和國內(nèi)兄弟省份的經(jīng)驗(yàn)，選擇開挖檢查結(jié)合地中導(dǎo)體腐蝕程度量化分析和土壤分析的方法進(jìn)

29、行接地導(dǎo)體腐蝕性診斷。4.4.1 開挖檢查對于500kV變電站，分別在500kV場地、220kV場地和35kV場地選擇典型區(qū)域，共計(jì)開挖8個(gè)點(diǎn)（500kV場地3個(gè)點(diǎn)、220kV場地3個(gè)點(diǎn)和35kV場地2個(gè)點(diǎn)）。對電纜溝內(nèi)的接地體實(shí)行開蓋目測檢查，沿電纜溝每隔10米開蓋一處，至少拍照8點(diǎn)。4.4.2 開挖要求順引下線開挖，一直挖到引下線和水平接地線連結(jié)處，在水平地網(wǎng)前方左右開挖5米。沿避雷針引下線開挖，找出垂直接地體，進(jìn)行檢測及拍照。4.4.3 檢查項(xiàng)目a.水平接地帶腐蝕情況；b.引下線腐蝕情況；c.垂直接地體腐蝕情況；d.電纜溝內(nèi)接地帶腐蝕情況；4.4.4 取樣辦法a. 引下線長度100mm；

30、b. 水平接地帶長度100mm；c. 土壤每個(gè)開挖處各1kg；取樣前，應(yīng)在想斷開的地方，先焊接一段同等面積的鋼材，然后再把樣品鋸斷。去掉泥土，銹鋼，放入袋內(nèi)。樣品應(yīng)做好標(biāo)簽，寫好記錄，拍好照片，交給內(nèi)勤人員處理。4.4.5 檢查方法4.4.5.1 腐蝕率檢查a.直觀法：開挖地網(wǎng)后，用肉眼觀察其腐蝕情況，并進(jìn)行拍照做好記錄。b.量直徑法：現(xiàn)場把樣品取回后，去掉泥土，銹跡，用稀硫酸洗凈，在試驗(yàn)室內(nèi)用卡尺測量腐蝕圓鋼的直徑，取最細(xì)點(diǎn)，測量其腐蝕程度。c.失重法：本次挖檢采用相對失重法c.1相對失重法：從現(xiàn)場找到腐蝕比較嚴(yán)重的地方，把樣品帶回試驗(yàn)室，去掉泥土，銹跡，清洗干凈，在試驗(yàn)室內(nèi)用電子天平測試其

31、重量，算出丟失重量。再按照下列公式計(jì)算相對平均腐蝕率：其中 V：腐蝕速率（g/mm）；W1：標(biāo)準(zhǔn)重量（g）；W2：樣品實(shí)際重量（g）c.2 自然失重法：自然失重法是測量金屬腐蝕速率的最經(jīng)典的方法。這種方法的具體測量過程是先把樣品表面檫洗干凈，晾干或烘干，用分析天平稱出其重量，然后將它埋入待測土壤環(huán)境中，經(jīng)過一定的時(shí)間（如4周）后取出，除去表面的銹層，再用稀鹽酸或其他溶液清洗，晾干，稱重，最后按下列公式計(jì)算其平均腐蝕速率：其中 ：腐蝕速率（g/cm2.a） ：樣品N天內(nèi)失去的重量（g）N：為樣品在土壤中埋設(shè)的天數(shù) A：為樣品的表面積（cm2）d.在試驗(yàn)室檢測土壤的PH值，找出腐蝕規(guī)律。e.針孔法

32、：以腐蝕深度表示的腐蝕率，即在單位時(shí)間內(nèi)被腐蝕金屬的厚度變化。以工程觀點(diǎn)看，腐蝕深度的程度，可用來預(yù)測接地體的使用壽命，因?yàn)榻拥伢w腐蝕達(dá)到一定程度后，流過短路電流時(shí)，在電動力的作用下可能發(fā)生斷裂，影響故障電流的流散，造成事故。針孔法用探針探其腐蝕坑深度，及在100mm內(nèi)的針孔數(shù)目，此種方法能更直觀的反映出全面腐蝕嚴(yán)重程度，具有更大的意義。其腐蝕率表示為： 其中 W1：標(biāo)準(zhǔn)重量（g）； W2：樣品實(shí)際重量（g）；：腐蝕率（g/cm2.h） S：為被腐蝕金屬面積（cm2）；t：腐蝕時(shí)間（h）；：深度腐蝕率（mm/a）；d：金屬密度（g/cm3）4.3 地網(wǎng)腐蝕情況判定標(biāo)準(zhǔn) 因目前我國尚沒制定有關(guān)標(biāo)

33、準(zhǔn)，根據(jù)一般理論，結(jié)合實(shí)際，對地網(wǎng)導(dǎo)體腐蝕率的判定參考以下標(biāo)準(zhǔn)：a. 腐蝕率小于10%，腐蝕程度為一般；b. 腐蝕率大于等于10%，小于15%，腐蝕程度為嚴(yán)重；c. 腐蝕率大于等于15%，小于25%，腐蝕程度為很嚴(yán)重；d. 腐蝕率大于等于25%，腐蝕程度為非常嚴(yán)重。對500kV硯都變電站地網(wǎng)導(dǎo)體腐蝕狀況的綜合診斷，采用以下標(biāo)準(zhǔn)：序號檢查項(xiàng)目現(xiàn) 象結(jié)論1直觀法腐蝕較重，導(dǎo)體已變形不合格2稱重法接地導(dǎo)體重量小于熱穩(wěn)定計(jì)算，同樣長度的最低截面重量不合格3設(shè)備的連接電阻630m不合格4設(shè)備串聯(lián)接地超過總設(shè)備的5%不合格5腐蝕率腐蝕率大于25%不合格五 站址土壤電阻率測試和土壤結(jié)構(gòu)分析5.1 試驗(yàn)?zāi)康慕?/p>

34、地網(wǎng)狀態(tài)準(zhǔn)確評估的基礎(chǔ)是接地阻抗、土壤電阻率的測量及土壤電阻率的分層分析，為了更好地對接地網(wǎng)進(jìn)行分析計(jì)算，需要了解變電站所在地域的土壤狀況。分層土壤電阻率數(shù)據(jù)的詳細(xì)測量是CDEGS軟件（電流分布、電磁干擾、接地和土壤結(jié)構(gòu)分析，軟件介紹見第六章前言）的應(yīng)用準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)，而后者直接影響到地網(wǎng)狀態(tài)評估工作的質(zhì)量，因此土壤電阻率數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性非常關(guān)鍵。5.2 測量原理和方法對500kV硯都變電站站址的不同間距的視在土壤電阻率現(xiàn)場測試，采用四極法測量得到變電站站址的土壤電阻率隨測量極間距變化的曲線，根據(jù)視在土壤電阻率現(xiàn)場基礎(chǔ)測試數(shù)據(jù)，利用CDEGS軟件的RESAP（土壤電阻率分析）計(jì)算模塊，通過優(yōu)化分析，

35、反演得到變電站站址的土壤實(shí)際分層結(jié)構(gòu)模型。采用溫納（Wenner）四極法的測量分層結(jié)構(gòu)的土壤電阻率原理如圖5-1所示，電極按圖1等距布置，設(shè)a為兩鄰近電極間距，則以a,b的單位表示的視在土壤電阻率為： ，式中：為視在土壤電阻率；R為所測電阻；a為電極間距；b為電極深度?，F(xiàn)場通常b0.1a，則可取b0，上式簡化為深度a處的視在土壤電阻率：圖5-1 溫納法測土壤電阻率傳統(tǒng)的土壤電阻率測試是采用接地?fù)u表完成，測量表層土壤電阻率由于放線比較短，測量準(zhǔn)確性是可以保證的，但涉及到放線較長的深層土壤電阻率（最深需要測到400m，相應(yīng)地放線要其3倍的距離），由于測量線之間的互感影響將很大，導(dǎo)致深層土壤電阻率測

36、量值失真，而接地網(wǎng)中電流的擴(kuò)散主要通過深層土壤實(shí)現(xiàn)的，因此深層土壤電阻率的準(zhǔn)確測量尤其重要。目前使用的接地?fù)u表乃至紅相的接地測量系統(tǒng)，都是采用交流電流原理（頻率異于工頻），均無法擺脫測量線之間互感的影響，而采用直流測量又將帶來極化效應(yīng)，采用交變直流電源的法國IRIS公司生產(chǎn)的SYSCAL型土壤分析儀（圖5-2）則可以有效解決這個(gè)問題，即通過以周期反向的直流電流作為激勵(lì)源，避免因交流電流激勵(lì)條件下測試線間的互感給測試結(jié)果帶來的影響。圖5-2 SYSCAL型土壤分析儀5.3 測量和計(jì)算結(jié)果5.3.1 變電站站址分層視在土壤電阻率測試結(jié)果根據(jù)500kV硯都變電站的現(xiàn)場情況測試線路選在變電站內(nèi)預(yù)留擴(kuò)建

37、部分場地和站外圍墻邊（測短距）和站外大路（測長距），測試結(jié)果見表5-1。表5-1 肇慶局500kV硯都變電站站址視在土壤電阻率測試結(jié)果極間距（m）信號電壓（mV）注入電流（mA）視在土壤電阻率（·m）0.1218.4914.0397.90.2184.9411.9397.40.3408.7211.3368.00.497.8631.77173.90.5252.0748.1297.91.068.2642.76155.41.0212.4988.11164.61.552.7162.89171.72.051.7973.18204.82.0144.4857.54240.93.057.2405.20

38、207.63.0168.9613.68232.85.094.71615.56191.31055.26230.9112.42052.39851.23128.53048.4350.31181.55050.6563.92248.97547.3372.89305.910053.62871.23473.115048.4574.4613.820045.2774.78760.025056.7116.68763.030063.43175.9676.035044.02149.07649.540050.78158.0807.845050.786180.28796.550053.45195.02860.95.3.2

39、 土壤分層結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果CDEGS軟件的RESAP模塊可根據(jù)土壤電阻率的測試結(jié)果計(jì)算土壤分層結(jié)構(gòu)，具體即：選定測試方法溫納(Wenner)法；輸入電極間距（a）、電極入地深度（b）和視在電阻率測試值（）計(jì)算。實(shí)用中，通常b0.1a，軟件采用簡化計(jì)算方法（Ignore Probe Depth），只需輸入輸入電極間距（a）和視在電阻率測試值（）即滿足計(jì)算條件。500kV硯都變電站站址土壤電阻率計(jì)算結(jié)果見圖5-2及表5-2，為水平四層結(jié)構(gòu)。表5-2 500kV硯都變電站站址土壤分層結(jié)構(gòu)計(jì)算數(shù)據(jù)深度（m）土壤電阻率（·m）1.5597.654.74175.2327.53136.10infini

40、te1087.34圖5-2 土壤分層結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果5.4 結(jié)論對500kV硯都變電站站址的不同間距的視在土壤電阻率現(xiàn)場測試，結(jié)合CDEGS（電流分布、電磁干擾、接地和土壤結(jié)構(gòu)分析）軟件的RESAP模塊計(jì)算，得到變電站站址的土壤結(jié)構(gòu)為表5-2所示的水平四層的分層結(jié)構(gòu)。500kV硯都變電站站址的深層土壤電阻率總體水平比較高，土壤條件比較差。六 基于CDEGS軟件的變電站接地網(wǎng)狀態(tài)數(shù)值評估6.1 前言6.1.1 CDEGS軟件的簡介CDEGS是Curret Distribution、Electromagnetic Field、Grounding and Soil Structure Analysis（

41、電流分布，電磁場，接地和土壤結(jié)分布）的縮寫，它是由加拿大SES公司（Safe Engineering Services&Technologies Itd安全技術(shù)工程服務(wù)有限公司）出品。該軟件為接地、電磁場、交直流電磁兼容，以及陰極保護(hù)等問題服務(wù)，具有多種組件高度集成以及多功能的通用軟件工具，它可以計(jì)算在正常運(yùn)行、故障、雷擊，以及操作暫態(tài)條件下，任意由地上或地下的帶電導(dǎo)體所組成網(wǎng)絡(luò)中的電流和電磁場，其中土壤結(jié)構(gòu)可以是非均勻的多種類型的土壤結(jié)構(gòu)，導(dǎo)體可以是裸導(dǎo)體、帶絕緣層的管道或在管道中的電纜。目前CDEGS軟件包具有RESAP、MALT、MAIZ、SPLITS、TRALIN、HIFREQ

42、、 FCDIST、FFTSES共計(jì)8個(gè)功能模塊。（1）RESAP（Résistivité Apparente，電阻率分析）RESAP主要功能即土壤電阻率計(jì)算和土壤結(jié)構(gòu)分析。通過測量所得的視在土壤電阻率，計(jì)算得到等效的土壤結(jié)構(gòu)，包括不同層的厚度和該層相應(yīng)的土壤電阻率。輸入數(shù)據(jù)是采用四極法測量所得的視在土壤電阻率和相應(yīng)的極間距，必要時(shí)還可以輸入電極入地深度。根據(jù)土壤結(jié)構(gòu)的具體特點(diǎn)，RESAP可以將土壤等效為水平分層、垂直分層以及經(jīng)常在輸電線路參數(shù)計(jì)算中用到的土壤電阻率隨深度指數(shù)變化的指數(shù)分層土壤結(jié)構(gòu)。（2）MALZ（Mise à La Zerre接地計(jì)算和分析）MAL

43、Z的主要功能即高頻條件下的接地計(jì)算和分析。通過對接地網(wǎng)的頻域特性分析得到：空間電磁場分布、導(dǎo)體與土壤電位分布、導(dǎo)體中的電流分布。適合于分析那些與較大導(dǎo)體網(wǎng)絡(luò)相鄰的且有外護(hù)層的管道之間的相互作用, 此時(shí)整個(gè)導(dǎo)體網(wǎng)絡(luò)不能簡單地看作是等電位。還可以用于分析接地網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)特性以及導(dǎo)體的陰極保護(hù)研究。MALZ的輸入數(shù)據(jù)包括：土壤結(jié)構(gòu)；接地極和其它地下敷設(shè)的金屬裝置的尺寸（圓柱體或等效圓柱體）、位置，以及護(hù)層的尺寸和電阻率；注入電流的幅值、波形（頻率、相位），以及電流注入點(diǎn)的位置。（3）SPLITS（ Simulation of Power Lines，Interconnections and Ter

44、minal Stations，線路和所相連的變電站回路模擬）詳細(xì)模擬變電站和連接變電站的線路，進(jìn)行平衡或不平衡(包括短路)條件下不同導(dǎo)體的電流分布計(jì)算。對線路的模擬包括線路桿塔接地電阻，對變電站的模擬包括母線、接地裝置和變壓器，就變壓器而言，可以模擬單相、三相變壓器，可考慮繞組接線方式。繞組可以是雙繞組或三繞組，并可模擬自耦變壓器。（4）TRALIN （TRAnsmission LINes，輸電線路）對電力載流導(dǎo)體(包括地面以上的導(dǎo)線、地面以下的電纜和管線)的電氣參數(shù)，進(jìn)行靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)的分析計(jì)算，并且可以計(jì)算靜電電位和電位梯度。計(jì)算任意條不同規(guī)格的輸電線路或配電線路，不同導(dǎo)體的空間位置可

45、以任意布置，在所計(jì)算的情況中，可以同時(shí)存在電纜、管線、多股導(dǎo)線組成的導(dǎo)體；對于裸導(dǎo)體，有絕緣層的導(dǎo)體，在地面以上的、或在土壤中的導(dǎo)體情況均可以計(jì)算；同時(shí)可以考慮土壤結(jié)構(gòu)不均一的特性。（5）HIFREQ（High Frequence，高頻分析）計(jì)算地面以上和地中導(dǎo)體的電流分布，根據(jù)導(dǎo)體電流分布結(jié)果進(jìn)行地面以上空間和地中由軟件使用者指定區(qū)域的電場、磁場和電位(包括導(dǎo)體的電位)。其中電源的模擬可以采用電壓源或電流源，而且可以采用外部電場的方式；另外，可以模擬電阻、電感和電容等集中參數(shù)；HIFREQ的計(jì)算頻率可以從0Hz到幾十MH2；可以定義導(dǎo)體處于無限大介質(zhì)，或敷設(shè)于均一或兩層土壤中；空氣、土壤和導(dǎo)

46、體的電阻率、介電常數(shù)和相對磁導(dǎo)率可以是任意值。（6）FCDIST （Fault Current Distribution，故障電流分布）主要功能和SPLITS基本相同，模擬變電站和連接變電站的線路，進(jìn)行不同導(dǎo)體的電流分布計(jì)算。其特點(diǎn)是模擬相對簡化，例如采用單相等值參數(shù)和地線模擬實(shí)際的帶地線的三相線路，線路檔距、桿塔接地電阻在同一個(gè)算例中必須一樣。這樣處理的結(jié)果是和實(shí)際情況有一定差距，但在滿足工程需要的基礎(chǔ)上減少了工作量，提高了研究、解決問題的速度。（7） FFTSES（Fast Fourier Transform SES，SES中的FFT變換）FFTSES是MALT、SPLITS和HIFREQ

47、等頻域相關(guān)模塊的輔助模塊。在FFTSES中通過傅立葉變化和傅立葉反變換，幫助用戶進(jìn)行頻域的暫態(tài)分析，以及實(shí)現(xiàn)頻域和時(shí)域的轉(zhuǎn)換。對于具體的工程實(shí)際問題，可能要運(yùn)用以上8個(gè)模塊中的一個(gè)或幾個(gè)，以取得滿意的分析結(jié)果。6.1.2 CDEGS軟件在變電站接地網(wǎng)狀態(tài)數(shù)值評估中的應(yīng)用變電站接地網(wǎng)狀態(tài)數(shù)值評估主要是基于CDEGS軟件，根據(jù)實(shí)際接地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，采用測量分析得到的分層土壤模型，分析分層土壤模型下接地系統(tǒng)的電氣參數(shù)。主要內(nèi)容包括：（1）對運(yùn)行變電站接地阻抗測試結(jié)果以及分流對運(yùn)行變電站接地阻抗測試結(jié)果的影響的影響進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算研究，通過軟件計(jì)算和實(shí)測結(jié)果對照，驗(yàn)證CDEGS軟件仿真模型的可信性，給出變電

48、站接地阻抗值；（2）確定變電站最大入地故障電流及其分布情況；（3）以整個(gè)變電站場區(qū)為研究對象，計(jì)算實(shí)際接地系統(tǒng)在接地短路時(shí)地網(wǎng)接地導(dǎo)體的電位升高，是否滿足二次設(shè)備安全的要求；（4）計(jì)算變電站跨步電壓Us和接觸電壓Ut分布情況，對比測試結(jié)果和跨步電壓Us和接觸電壓Ut的限值，判斷變電站Us、Ut的分布情況，分析和評估在地表產(chǎn)生的接觸電壓和跨步電壓是否滿足人身安全要求。軟件變電站接地網(wǎng)狀態(tài)數(shù)值評估中應(yīng)用的基本流程如圖6-1，箭頭方向指數(shù)據(jù)的輸入方向，括號內(nèi)的字符串指計(jì)算所要采用的模塊。圖6-1 CDEGS軟件在評估中應(yīng)用的基本流程6.2 接地網(wǎng)接地阻抗仿真計(jì)算與測量結(jié)果的比對驗(yàn)證6.2.1 接地網(wǎng)

49、接地阻抗仿真計(jì)算根據(jù)500kV硯都變電站接地網(wǎng)設(shè)計(jì)圖，利用CDEGS軟件中的MALZ（接地網(wǎng)分析）模塊和第五章中的土壤分層計(jì)算結(jié)果，對接地網(wǎng)的接地阻抗進(jìn)行了計(jì)算。根據(jù)地網(wǎng)竣工圖建立的地網(wǎng)導(dǎo)體矩陣拓?fù)鋱D如圖6-2所示。圖中，主地網(wǎng)面積近60000m2，共使用22熱鍍鋅圓鋼18000m，長度2.5m的50×50×5的熱鍍鋅角鋼250根。基建時(shí)由于接地電阻難以達(dá)標(biāo)，向站外共增設(shè)了39根延長接地線（其中兩根沿進(jìn)站道路兩邊敷設(shè)至200m外），同時(shí)在主接地網(wǎng)邊緣的四周以地面夾角25°向外低洼方向打了11口斜井，每口斜井長度約120m，在每口井內(nèi)均勻放置4套DKAC電解離子接地

50、極。投產(chǎn)時(shí)地網(wǎng)接地電阻測量值為0.446。（a）俯視圖（b） 450角俯視圖（c） 剖面?zhèn)纫晥D圖6-2 500kV硯都變電站接地網(wǎng)示意圖MALZ模塊的地網(wǎng)導(dǎo)體矩陣要求導(dǎo)體是圓柱體，故需要對地網(wǎng)導(dǎo)體做等效，見表6-1，等效方法參見解廣潤著電力系統(tǒng)接地技術(shù)。表6-1 地網(wǎng)導(dǎo)體等效結(jié)果原始參數(shù)等效參數(shù)水平接地導(dǎo)體熱鍍鋅圓鋼，約18000m，22mm，熱鍍鋅圓鋼，約18000m，22mm，垂直接地極角鋼，250根，50×50×5 mm ，長度2.50m圓柱體鋼棒，250根，長2.5m、54mm用CDEGS軟件附帶SESCAD模塊中輸入導(dǎo)體參數(shù)和土壤結(jié)構(gòu)，直觀畫出地網(wǎng)導(dǎo)體的拓?fù)鋱D。計(jì)

51、算得500kV硯都變電站接地電阻為0.6545W，電抗為0.0243W，阻抗值為0.6550W。6.2.2 仿真計(jì)算與測量結(jié)果的比對驗(yàn)證500kV硯都變電站帶出線避雷線的地網(wǎng)接地阻抗實(shí)測值為0.186W，采用基于實(shí)測站址分層土壤電阻率結(jié)構(gòu)分析的CDEGS軟件仿真計(jì)算結(jié)果為阻抗值0.655W，分析以上數(shù)據(jù)差距的主要原因有以下幾個(gè)方面：（1）考慮出線地線分流，第二章的測試值比真實(shí)值要小。根據(jù)實(shí)測出線地線分流系數(shù)后，剔除分流影響后的接地阻抗算術(shù)換算值（只考慮模，不考慮分流與注入電流的相角差，因?yàn)?00kV變電站現(xiàn)場與出線避雷線有金屬連接的構(gòu)架多達(dá)近百根，相角差測量不現(xiàn)實(shí)，且流過構(gòu)架的電流存在部分自環(huán)

52、流，不能全部反映避雷線的分流），即修正的接地阻抗測量實(shí)際值為0.186/(1-69.62%)=0.6122W，與計(jì)算得到的接地阻抗（0.6550W）相差-6.99%；通過CDEGS的FCDIST模塊計(jì)算得分流系數(shù)為75.0%（計(jì)算過程詳見第6.3），與實(shí)測的分流系數(shù)（69.62%）相差-7.72%，從地網(wǎng)的接地阻抗值和地線分流值兩個(gè)方面驗(yàn)證了CDEGS軟件仿真模型的可信性。（2）土壤電阻率測量中的誤差，導(dǎo)致土壤分層計(jì)算中土壤結(jié)構(gòu)與實(shí)際情況可能存在差別，使計(jì)算出的接地阻抗值與實(shí)際值有差別?？紤]現(xiàn)場測試有眾多干擾因素，而CDEGS模擬計(jì)算對土壤水平分層結(jié)構(gòu)等效，能更好反映地網(wǎng)的真實(shí)情況，故取模擬計(jì)

53、算值0.655W作為500kV硯都變電站接地網(wǎng)狀態(tài)評估的接地電阻值，該值超過變電站設(shè)計(jì)和運(yùn)行要求值（0.50W）。6.3 單相接地短路電流計(jì)算6.3.1 調(diào)度短路電流計(jì)算結(jié)果500kV硯都變電站各線路的線路參數(shù)和短路電流情況以及架空地線參數(shù)分別如表6-3和6-4所示（單相接地短路電流由廣東電網(wǎng)電力調(diào)度中心計(jì)算得到）。表中I500kV指500kV母線單相接地短路時(shí)，500kV、220kV線路提供的短路電流及主變500kV側(cè)中性點(diǎn)電流；I220kV指220kV母線單相接地短路時(shí)，500kV、220kV線路提供的短路電流及主變220kV側(cè)中性點(diǎn)電流。表6-3 500kV硯都變電站出線線路參數(shù)和單相短

54、路電流計(jì)算結(jié)果序號線路名稱長度(km)平均檔距(m)終端塔型號導(dǎo)線規(guī)范地線規(guī)范對側(cè)變電站名對側(cè)變電站接地阻抗值(W)I500kV（kA）I220kV（kA）1硯花甲138.98450SJCD274-26/28/29/304×ACSR-720/50LGJX-150/35LGJ-150/35花都0.4503.9157.6°0.5537.1°2硯花乙3.9157.6°0.5537.1°3硯西甲46.42407SJCD274-24/25/264×LGJ-400/35，ACSR-720/50LGJX-150/35JLB2-40-7西江0.206

55、7.7250.3°1.60-10.4°4硯西乙7.7450.3°1.61-10.4°5蝶硯甲148.49464SJDG374-25/29/32/334×LGJX-630/50LGJX-150/35LGJ-150/35蝶嶺0.4552.9562.5°0.5767.0°6蝶硯乙2.9562.5°0.5767.0°7硯肇甲1.34335SJCD274-22/23/24/254×ACSR-720/50LGJ-95/55JLB2-40-7肇慶換流站0.4793.6482.5°1.63123.1°8硯肇乙3.6482.5°1.63123.1°500kV線路提供的總的故障電流35.6760.18°4.7155.06°9硯東甲15.0326GUT8-232*LGJ-300LGJ-95/55東岸0.210.8443.2°3.795