数值仿真在变电站接地网降阻工程设计中的应用

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1、数值仿真在变电站接地网降阻工程设计中的应用摘要：高土壤电阻率地区变电站接地网的降阻问题一直是接地网设计和施工的难点，是一项涉及到接地网安全性和投资等技术经济性分析的系统工程，数值分析手段以接地阻抗设计值作为目标值，可以避免降阻设计的经验性和盲目性，达到有效地控阻设计中起到越来越重要的辅助制成本和建设时间的目的，取得良好的安全性和经济性，正在接地网降阻设计中起到越来越重要的辅助作用。本文总结了某110kV变电站接地网在设计、施工和降阻过程中的应用经验，介绍了数值仿真分析在接地网降阻设计和降阻改造中应用的途径、步骤，供设计和降

2、阻改造工程参考。关键词：接地网；降阻；数值仿真；接地阻抗；经济性；安全性ApplicationofNumericalSimulationintheResistance-reducingEngineeringDesignoftheSubstationGroundingGridABSTRACT:Reducinggroundingresistanceofasubstationinthehighsoilresistivityregionisakeyproblemforgroundingnetworkdesignandconstru

3、ction.Itisasystematicalprojectinvolvingsafetyofthegroundinggridandtechnicaleconomy.Numericalanalysismeanstakegroundingimpedancedesignvalueasthetarget,canavoidtheempizicismandblandnessintheresistance-reducingdesign,andachievethepurposeofeffectivelycontrolcostandcon

4、structiontime.itisplayingamoreandmoreimportantsupportingroleinthegroundinggridresistance-reducingengineeringdesign.Thispapersummarizestheapplicationexperienceofa110kVsubstationindesign,constructionandresistance-reducing,andintroduceswaysandstepsofthenumericalsimul

5、ationanalysisapplyintothedesignandresistance-reducingofgroundinggrid.Thiscanbeareferenceforthedesignandretrofitofresistance-reducingengineering.KEYWORDS：groundinggrid;resistance-reducing;numericalsimulation;groundingimpedance;economy;safety0引言接地阻抗是变电站接地网的基础参数，其取值水

6、平影响着接地网其他特性参数的水平。对于特定站址，土壤结构和接地网拓扑结构决定了接地阻抗值的大致水平，从而也决定了接地网降阻工程的难度和投资预算水平，使得接地网降阻设计成为一个兼顾安全性和经济性的系统工程。尽管相关规程对变电站接地网的接地阻抗设计值早已不做规定[1-3]，但由于历史原因，相当多单位规定接地阻抗设计和验收值仍取0.5Ω，GB50150-2006对变电站接地网的交接试验标准也含有0.5Ω的条款[4]，因此，对于高土壤电阻率地区，变电站接地网降阻一直是长期困扰设计、基建和运行部门的难题。正确设计是接地网能否成功建设

7、的关键环节，其基础是变电站站址分层土壤电阻率数据的正确测量和分层土壤结构模型的建立，而很多变电站的设计常基于经验公式或者设计经验，盲目性很大，照抄照搬的情况也很普遍，如接地阻抗测试不合格再回头进行设计变更，面临巨大的改造工作量和投资，而变更设计再不严谨就将导致人力、物力和财力的进一步浪费，影响整个工程进度，甚至不能保证变电站按时投产。随着电网容量的提高，变电站选址困难导致的降阻难度的增大，技术经济分析在接地网设计中的作用越来越重要，然而，这方面的工作在国内很多地区仍处于空白，接地技术的发展对该工作的开展提出了越来越迫切的要

8、求。随着接地理论和计算手段的成熟，数值分析与现场测试的结合，能够较好地解决接地网特性参数的计算和评价，以及经济性分析等问题，成为接地网状态评价和设计不可或缺的辅助工具[5,9-15]，近年来，基层单位和设计部门关于应用理论分析手段提高接地网设计水平的需求和呼声越来越高。本文以一个110kV变电站（以下简