[发明专利]一种智能控制高海拔高土壤电阻率地区变电站接地网接地电阻的系统及方法

说明书

本发明提供了一种智能控制高海拔高土壤电阻率地区变电站接地网接地电阻的系统及方法，属于电力电气设备维护系统技术领域。所述智能控制系统包括湿度控制装置、水量控制装置、注水管、布水管、水平接地铜排和石墨布。本发明通过在设置铜排作为外引接地网的同时，通过湿度控制装置对主接地网的水平接地铜排的土壤湿度进行实时监控，当土壤湿度一旦超出规定值，即通过灌注水方式，降低接地电阻，从而保证接地电阻长期维持在小于0.5欧，从而保证电网安全和供电可靠性。本发明具有节约成本，经济高效，绿色环保等优点，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于电力电气设备维护系统技术领域，具体涉及一种智能控制高海拔高土壤电阻率地区变电站接地网接地电阻的系统及方法。

背景技术

据有关资料，位于高海拔高土壤地区的110kV户外变电站的站内面积一般为8000平方米，采用扁钢作为水平地网，角钢或通覆钢为垂直接地极，地质以风化岩为主，测得总接地电阻一般为1.5欧左右，很难降至0.5欧以下。2011年国家电网通用设计A3-3模块的110kV户内变电站为2039平方米，但后期接地网的接地电阻更高，某些省份已放宽至4欧姆以下，但应采取隔离措施。

变电站接地电阻R≤2000/I(I-故障接地电流)，并小于0.5欧；现行变电站接地标准允许放宽至5欧，但其附加条件是必须满足接地标准第6.2.3条：1、防止转移电位引起的危害，应采取各种隔离措施；2、考虑短路电流非周期分量的影响，当接地网电位升高时，3～10kV避雷器不应动作或动作后不应损坏；3、应采取均压措施，并验算接触电位差和跨步电位差是否满足要求，施工后还应进行测量和绘制电位分布曲线。显然，变电站接地电阻放宽至5欧的接地标准，也极为严格。

目前，变电站传统接地方式主要有以下几种：

(1)将埋设接地极的地方换成土壤电阻率低的细质土壤，但该方法不仅耗费大量的人力物力资源，而且往往仍不能达到最终要求的接地电阻效果；

(2)在原地网四角打深井，埋设接地极、使用降阻剂。该方法缺点是：由于降阻剂与水配合降阻，当水分散发后，接地电阻将出现反弹，已成为国内高土壤地区变电站接地网的通病，难以根治；国内高海拔高土壤电阻率地区曾做过多个接地网接地电阻不够后打深井降阻的实例，最终均以几年后电阻反弹而告终。根据理论和模拟实验，垂直接地体对降低接地网工频接地电阻的作用很小，约为2～8％，而且地网面积越大，影响越小，因而垂直接地体只是装设在主变压器、避雷针、避雷器等下面，主要是为了加强冲击电流的扩散作用。因此在计算变电站接地电阻时，不考虑垂直接地极的降阻效果；

(3)向站外扩大接地网面积，向几倍大于原地网接地体半径r的大范围内。这种做法易发生民事纠纷，特别是在植被被保护区域，一旦植被被破坏，很长时间内难以恢复；

(4)使用铜排作为主接地网水平接地体、采用铜包钢作为主接地网垂直接地体，或采用离子接地棒向土壤释放电解质的方法来降低土壤电阻率，从而达到降低接地电阻。目前，国家电网公司正推广这种方式。但是单一使用铜作为接地网，仍然很难达到接地电阻的要求。

发明内容

针对上述现有技术的不足，发明人经长期的技术与实践探索，提供一种智能控制高海拔高土壤电阻率地区变电站接地网接地电阻的系统及方法。本发明通过在设置铜排作为外引接地网的同时，通过湿度控制装置对主接地网的水平接地铜排的土壤湿度进行实时监控，当土壤湿度一旦超出规定值，即通过灌注水方式，降低接地电阻，从而保证接地电阻长期维持在小于0.5欧，从而保证电网安全和供电可靠性。

本发明的目的之一在于提供一种智能控制高海拔高土壤电阻率地区变电站接地网接地电阻的系统。

本发明的目的之二在于提供上述智能控制系统的运行方法。

本发明的目的之三在于提供上述智能控制系统及方法的应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：