基于节点电压法的变电站接地网腐蚀数值计算

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1、第29卷／2009年第5期湖南电力研究与试验基于节点电压法的变电站接地网腐蚀数值计算何智强，周卫华(湖南省电力公司试验研究院，湖南长沙410007)摘要：针对地网腐蚀后接地阻抗以及地表点位变化的问题，采用基于不等电位的节点电压法，计算了接地网腐蚀前后接地阻抗以及地表点位的变化情况。该方法可判断地网的腐蚀严重情况；可根据具体的腐蚀情况提供地网腐蚀后的改造方案。该模型对于入地电流频率在几十千赫兹下仍可考察地网的运行情况。关键词：节点电压法；腐蚀；接地阻抗；接地网中图分类号：TM862；TG172文献标识码：A文章编号：1008-0198

2、(2009)05-0001-04NumericalcalculationofsubstationgroundinggridcorrosionbasedonnodevoltagemethodHEZhi—qiaJ1g，ZHOUWei·hua(HunanElectricPowerTest&ResearchInstitute，Changsha410007，China)Abstract：Accordingtochangeofgroundingimpedanceandsurfacepotentialaftergroundingsadwascor

3、roded，thisarticlecMcdatedthechangingconditionofgroundingimpedanceandsurfacepotentialbasedonnodevoltageme~odwithunequalpo-tentia1．ThemethodCanestimatethecorrosiveseverityofgroundingsadandprovidethemodificationschemeforgroundingdcorrosion．Themodelcarljudgetheoperationcon

4、ditionofgroundingdevenwhenthefrequencyofearthcurrentreachesdoz·ensofkHz．Keywords：nodevdtagemethod；corrosion；groundingimpedance；groundingsad锈断，这些被腐蚀的地网对运行人员的人身安全和1引言厂站设备安全都是一个严重的威胁。若遇电力系统接地网在变电站安全运行中起着十分重要的作发生接地短路故障，将造成地网本身局部电位差和用，它不仅为变电站内各种电气设备提供一个公共地网电位异常升高，除给运行人员的安全带

5、来威胁的参考地，在系统故障时还能迅速排泄故障电流并外，还可能因反击或电缆皮环流使得二次设备的绝降低变电站的地电位升¨’2J。所以，合格的接地网缘遭到破坏，高压串入控制室，使监测或控制设备在电力系统安全运行中具有十分重要的作用，一个发生误动或拒动而扩大事故，带来巨大的经济损失接地网接地性能的好坏直接关系到电厂内工作人员和不良的社会影响。由此可见，接地网的故障已是的人身安全和各电气设备的安全运行。电力系统安全运行的心腹大患，诊断地网的断点及接地装置长期运行在地下，运行环境恶劣，容地网的腐蚀情况已成为电力行业的一项重大反事故易发生腐蚀，构

6、成接地网的均压导体埋设在地下，措施。常因施工时焊接不良、漏焊、土壤的腐蚀、接地短2模型建立路电流电动力作用等原因，导致地网导体及接地引线的腐蚀，甚至断裂，使地网均压导体之间或接地假定接地网由圆柱体导电材料构成，其半径远引线与均压导体之间存在电气连接不良的故障点。小于导体的长度，对于其它形状可等效成圆柱体。实践经验表明一些地网接地体腐蚀严重，甚至发生假设接地网被埋在半无穷大均匀媒质土壤中，土壤收稿日期：2009~3—10研究与试验湖南电力第29~／2009年第5期的电阻率为P，介电常数为s(=s，·)，而空支路的电压是恒定的。根据上面

7、的假设第k段支路气认为是不导电的，介电常数为占。，二者的磁导的电压可以用下式求得：率都是。Uk-半接地网中的导体被分成很多段，分得越多计算结果越是精确，但需要较大的计算机内存和计算时这里的2和m是与k支路的2个端点。对于所有的间。现将每段导体分成2段，假定：支路和节点就有一个矩阵关系：[]=[K]·(y](2)式(2)中[]是r条支路的电压列向量，[]是n个节点电压的列向量，[]是rX的二维系数矩阵，当支路i与节点相连时，[]矩阵中的元素后=0．5，其它的都为0。接地网的等效电路由，根导体和乃个节点构成。因为接地网周围土壤媒质的导电

8、性和容性效应，每条支路除了电阻、自感和互感外，会有一散漏电流流入地中。考虑所有的支路电压和支路散漏m电流有：[J]=[G]·[](3)图1矩形接地网俯视图这个[G]阵后面介绍。令支路散漏电流分成2a．每段导体段上的散流电流集中在导体段