[发明专利]大型接地网的多维度评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力行业中大型接地网的多维度评价方法，具体是指200MW及以上发电厂或35kV及以上变电站（包括换流站、高抗站）大型接地网（以下简称“接地网”）的安全性评价方法。

背景技术

接地网的基本作用，除了为发电厂、变电站内各种电气设备提供公共参考地之外，更重要的，在系统发生接地故障或雷电侵入时起到快速泄放故障电流或雷电流，改善地网金属导体和场区地表地电位分布的作用，保障故障状态下一、二次设备和人员安全。接地网是维护电力系统安全可靠运行、保障人员和设备安全的重要措施，接地网的基本作用体现在工频接地故障和雷击故障下的安全性能方面。

为此，作为综合反映接地网安全性能的接地网特性参数，尤其是反映了发生接地短路故障时接地网的安全性能的包括接地阻抗、地网导体电位升高和电位差、导体热稳定性、地线分流和分流系数、场区跨步电压和接触电压、场区地表电位梯度和转移电位等参数和指标，以及电气完整性和接地网导体腐蚀状况，决定了故障时变电站场区设备和人员的安全性，是衡量变电站地网性能好坏的主要指标，以上基于对接地网安全性能不同侧面评价的参数指标，构成了接地网的多维度评价体系。

地网特性参数指标一方面取决于接地网泄流能力，而后者与站址土壤电阻率高低、地网接地阻抗大小和架空地线的分流贡献等因素有关；另一方面，则取决于实际入地短路电流水平高低。从接地网的基本作用看，反映接地网泄流能力宏观指标的接地阻抗，成为接地网最重要的特性参数，但地网接地阻抗一定，当入地短路电流不一样时，接地网相关参数都会随之变化，因此接地阻抗又不是唯一的、绝对的参数指标。

长期以来，人们对接地网的评价习惯于只提接地阻抗一项指标，加上完整性和设备接地引下线导通性，以及地网导体腐蚀性开挖检查等内容，来评价一个接地网的优劣。在实际工作中，往往简单地追求接地阻抗这一指标，造成对接地网性能评价的偏差，这一观念经实践检验是不正确的。由于接地网接地阻抗不再是衡量运行变电站地网运行安全性的唯一指标，且发电厂、变电站接地网投运后接地阻抗无法或难以准确测量，对接地网的评价应综合考虑各项指标，从完整性、腐蚀状况、故障时接地网电位升高对设备和系统运行的影响，以及对人员安全的影响等多方面全面考核，对接地网的各项参数进行多维度评价，根据各项指标综合判断接地网的状况。

随着电力系统向大容量、自动化、数字化、智能化的方向持续迈进，弱电子设备大量使用所带来的电磁兼容问题日益严重，电力系统的安全稳定运行，对接地网的安全性提出了越来越高的要求，适应上述形势的要求，对接地网的设计、运行维护和预防性试验的要求，不能停留于接地阻抗的测试和评价，而应向接地网多维度评价的模式转变，以顺应电力设备状态评价和状态检修形势的要求。

接地网多维度评价作为一个全新的理念，主要从发电厂、变电站短路电流水平和站址土壤状况基础上，在发生接地故障短路和雷电侵入状态下，接地网电位升高和网内电位差、跨步电压和接触电压、接地网电气完整性、腐蚀状况等多个方面，全方面评价故障状态下接地网和场区地表电位分布对一次、二次设备运行，以及人员安全性影响，结合接地网完整性（导通性）和接地网腐蚀诊断，构成完整的发电厂、变电站接地网多维度评价方法，在此基础上，指出接地网安全性方面存在的问题，并有针对性地提出整改措施，为变电站和发电厂接地网的设计、施工、验收、运行维护和大修改造等接地网全生命周期管理工作提供指导。

接地网多维度评价主要基于接地网的基本作用，即当变电站场区发生设备接地短路故障时快速泄放故障电流以及改善变电站地电位分布，针对表征接地网安全性能的特性参数分析而展开的，由于接地网具有隐蔽性工程的特点，对整个接地网的安全性评价，单纯采用现场测量的方法无法实现对上述特性参数的完整测量，且工作量太大，不可能将站内所有位置的特性参数都测出来；另一方面，以上特性参数的测量和评价是一个相当复杂的工作，受到接地体本身的大小和形状、出线网架结构、站址周围土壤均匀性等多方面因素的影响，一直没有突破。