变电所地电位干扰及防护措施研究

摘要

近年来，由于地网局部电位不均导致二次电缆烧毁、二次设备误动作的事故频繁发生，其本质的原因是二次设备的绝缘水平和抗干扰能力都比较弱，若防护措施不当，就容易引发事故。由雷电流和工频短路电流入地造成的地电位干扰已成为困扰变电所二次设备安全稳定运行的主要问题之一，因此有必要对变电所的地电位干扰进行研究，提出有效的防护措施。 为了系统地阐述地电位干扰对变电所二次系统的危害，分析了雷电流和工频短路电流造成地电位干扰的途径、耦合方式，并对长沙、信阳多个变电所的一次、二次系统的接地方式及已采取的防护措施进行了现场调研，结合信阳220kV沙港变设备接触电压、地网电位分布和导通性试验等现场试验数据，分析目前变电所在抗干扰措施上存在的问题是地网均压效果不好，屏蔽电缆、二次设备的接地方式选择不当，对电源系统的保护不够。 针对抗干扰措施的不足，对消弱干扰的措施进行论述。分析了雷电流、工频短路电流在地网上分布，和地网电流对二次电缆的影响，通过实验室试验论证了理论计算的正确性，并结合ATP仿真寻求抑制地网电流对二次电压影响的最佳措施。讨论了屏蔽电缆及二次设备的几种不同接地方式对抑制干扰的作用，并用实验验证了屏蔽电缆在控制设备处接地，二次设备采用等电位连接是最有效的方式。针对二次系统中电源系统的抗干扰，提出采用含压敏电阻的低通滤波器能很好地消除干扰。 对于变电所的地电位干扰是一个综合防护的问题，通常需要采取均压、接地和屏蔽等各种措施进行综合防护，以提高变电所的抗干扰性能，保证二次设备的安全可靠运行。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1课题研究的目的和意义

1.2国内外研究现状水平综述

1.3本课题的具体工作

第二章变电所地电位干扰的途径、耦合机理及危害分析

2.1雷电流入地时引起的地电位干扰

2.1.1雷电流入地引起地电位干扰的途径

2.1.2雷电流引起的干扰对二次回路的耦合方式

2.2工频短路电流引起的地电位干扰

2.2.1工频短路电流入地引起地电位干扰的途径

2.2.2工频短路电流引起的干扰对二次回路的耦合方式

2.3地电位干扰的危害

2.3.1高压线接地故障使通信中断

2.3.2高电位引出使通信中断

2.3.3低电位引入使通信中断

2.4本章小结

第三章现场调研及试验

3.1现场调研

3.1.1变电所一次、二次设备的接地情况

3.1.2近年发生的地电位干扰事故

3.2现场试验内容

3.2.1设备接触电压试验

3.2.2地电位分布测试

3.2.3地网导通性试验

3.3现场情况分析

3.3.1地网均压存在缺陷

3.3.2屏蔽电缆的接地方式

3.3.3二次设备等电位连接

3.3.4电源线和信号线的防护问题

3.4本章小结

第四章变电所地电位干扰防护措施研究

4.1地电位干扰对二次线的感应电势

4.1.1理论分析

4.1.2地网电位对二次系统的干扰实验

4.1.3地网电位对二次系统的干扰仿真分析

4.2屏蔽电缆的接地方式对地电位干扰的影响

4.2.1理论分析

4.2.2屏蔽电缆接地试验

4.3二次设备接地方式对干扰的影响

4.3.1理论分析

4.3.2二次设备接地方式对干扰的影响实验

4.4电源系统的防护

4.5变电所地电位干扰的综合防护

4.5.1 接地

4.5.2均压

4.5.3屏蔽

4.5.4含压敏电阻的低通滤波器的电源系统保护

4.6本章小结

结论

参考文献

致谢

附录A攻读学位期间发表的学术论文及参加的科研项目