CN112147463B - 一种加装电容模块降低变电站接地网接地阻抗的方法及装置 - Google Patents

一种加装电容模块降低变电站接地网接地阻抗的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及加装电容模块降低变电站接地网接地阻抗的方法及装置。包括若干个电容接地装置，每个电容接地装置包含若干节电容单元、环氧树脂圆筒、防潮密封圈、连接导体和金属圆盘；各节电容单元串联运行，使用环氧树脂圆筒包裹电容单元，使用连接导体连接各节电容单元及贯穿环氧树脂圆筒，且在连接导体与环氧树脂圆筒上下两端交接处使用密封胶垫，电容接地装置尾端使用金属圆盘。本发明使用接地阻抗测试仪器测出变电站接地网接地阻抗的电感分量占比，得到变电站接地网具体的电感值，再得出所需要的电容接地装置数量，仿真计算验证后，在变电站接地网上焊接相应数量的电容接地装置消减变电站接地网电感分量，达到降低变电站接地网接地阻抗的效果。

Description

一种加装电容模块降低变电站接地网接地阻抗的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种加装电容模块降低变电站接地网接地阻抗的方法及装置，属于接地网改造检测技术领域。
背景技术
接地阻抗主要由接地网上的感抗、接地网与土壤的接触电阻和接地网的扩散电阻组成。变电站接地网接地阻抗超标后，针对接地网接地阻抗的改造往往是一项投资较大的工程，且有资料表明接地网接地阻抗中感性分量随土壤电阻率增大而减小，随地网面积增大而增大，因此，为降低接地电阻而采取的增加地网面积、降低土壤电阻率等措施，往往增加了接地网的感性分量，造成接地网接地阻抗改造效果不佳。在交流电路中，电感与电容在电压或电流上存在180°的相位差，在其上产生的感抗和容抗也存在180°的相位差，因此，在接地网中加入一定量的电容时，由于感抗和容抗方向相反，电容量达到一定数值时，可中和电路中的感抗，进而消除或降低感抗，达到降低变电站接地网接地阻抗的目的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种加装电容模块降低变电站接地网接地阻抗的方法及装置，针对变电站接地阻抗超标，且接地阻抗电感分量较大情况，使用接地阻抗测试仪器测出变电站接地网接地阻抗的电感分量占比，得到变电站接地网具体的电感值，通过加装电容接地装置消减变电站接地网电感分量，达到降低变电站接地网接地阻抗的效果。
本发明技术方案是：一种加装电容模块降低变电站接地网接地阻抗的装置，包括若干个电容接地装置，每个电容接地装置2包含若干节电容单元4、环氧树脂圆筒3、防潮密封圈7、连接导体5和金属圆盘6；各节电容单元4串联运行，单节电容单元4能承受变电站接地网1发生故障时的故障电流，保证变电站接地网1发生故障电流时能正常运行；使用环氧树脂圆筒3包裹电容单元4，使用与变电站接地网1接地扁铁相同规格的连接导体5连接各节电容单元4及贯穿环氧树脂圆筒3，且在连接导体5与环氧树脂圆筒3上下两端交接处使用密封胶垫7，防止潮气进入环氧树脂圆筒3内影响电容单元4绝缘性能，电容接地装置2尾端使用金属圆盘6，增大电容接地装置2与土壤的接触面积，使接地良好。
作为本发明的进一步方案，所述环氧树脂圆筒3为四周封闭的圆柱，防止电容单元4埋于地下时受到土壤侵蚀。
一种加装电容模块降低变电站接地网接地阻抗的方法，包括：针对变电站接地阻抗超标，且接地阻抗电感分量大的情况，使用接地阻抗测试仪器测出变电站接地网接地阻抗的电感分量占比，得到变电站接地网具体的电感值，通过加装电容接地装置消减变电站接地网电感分量，达到降低变电站接地网接地阻抗的效果。
作为本发明的进一步方案，包括如下步骤：
Step1、变电站接地网接地阻抗电感分量测试；
Step2、计算消减电感分量所需电容量；
Step3、建立变电站接地网模型，仿真计算通过仿真计算，验证所选安装电容接地装置数量是否合适，安装位置是否合适；
Step4、确定所需电容接地数量及安装位置；
Step5、安装完成后，重新测试，验证效果。
作为本发明的进一步方案，所述Step3中，建立变电站接地网模型需要测试变电站周围土壤电阻率；获取接地网接地导体，包括水平接地体、垂直接地体的阻抗特性；获取变电站接地网布置图；建立变电站接地网模型后在预安装电容接地装置的位置添加相应数量的电容接地装置，仿真计算接地阻抗是否符合要求。
作为本发明的进一步方案，所述Step2中，消减电感分量所需电容量，即所需加装的电容接地装置电容量C的计算为：
Figure BDA0002702504610000021
其中，L为接地网接地阻抗电感分量。
本发明的有益效果是：本发明针对变电站接地阻抗超标，且接地阻抗电感分量大的情况，使用接地阻抗测试仪器测出变电站接地网接地阻抗的电感分量占比，得到变电站接地网具体的电感值，通过公式计算，得出所需要的电容接地装置数量，仿真计算验证后，在变电站接地网上焊接相应数量的电容接地装置消减变电站接地网电感分量，达到降低变电站接地网接地阻抗的效果。
附图说明
图1是本发明接地网并联电容接地装置的等效电路图；
图2是本发明电容接地装置示意图；
图3是本发明变电站接地网加装后示意图；
图4是本发明实施流程图。
图1-4中各标号：1-变电站接地网，2-电容接地装置，3-环氧树脂圆筒，4-电容单元，5-连接导体，6-金属圆盘，7-防潮密封圈。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1-4所示，一种加装电容模块降低变电站接地网接地阻抗的方法及装置，包括若干个电容接地装置，每个电容接地装置2包含若干节电容单元4、环氧树脂圆筒3、防潮密封圈7、连接导体5和金属圆盘6；各节电容单元4串联运行，单节电容单元4能承受变电站接地网1发生故障时的故障电流，保证变电站接地网1发生故障电流时能正常运行；使用环氧树脂圆筒3包裹电容单元4，使用与变电站接地网1接地扁铁相同规格的连接导体5连接各节电容单元4及贯穿环氧树脂圆筒3，且在连接导体5与环氧树脂圆筒3上下两端交接处使用密封胶垫7，防止潮气进入环氧树脂圆筒3内影响电容单元4绝缘性能，电容接地装置2尾端使用金属圆盘6，增大电容接地装置2与土壤的接触面积，使接地良好。
作为本发明的进一步方案，所述环氧树脂圆筒3为四周封闭的圆柱，防止电容单元4埋于地下时受到土壤侵蚀。
一种加装电容模块降低变电站接地网接地阻抗的方法，包括：针对变电站接地阻抗超标，且接地阻抗电感分量大的情况，使用接地阻抗测试仪器测出变电站接地网接地阻抗的电感分量占比，得到变电站接地网具体的电感值，通过加装电容接地装置消减变电站接地网电感分量，达到降低变电站接地网接地阻抗的效果。
本发明中，接地网并联电容接地装置后的等效电路图为图1，图1中，L为接地网接地阻抗电感分量；R为接地网接地阻抗电阻；C为电容接地装置电容量，有如下关系：
Figure BDA0002702504610000041
X为接地电抗；XL为接地感抗；XC为接地容抗
由式(1)可以算出总的电抗X为：
Figure BDA0002702504610000042
所需加装的电容接地装置电容量C为：
Figure BDA0002702504610000043
作为本发明的进一步方案，包括如下步骤：
Step1、变电站接地网接地阻抗电感分量测试；
Step2、计算消减电感分量所需电容量；
Step3、建立变电站接地网模型，仿真计算通过仿真计算，验证所选安装电容接地装置数量是否合适，安装位置是否合适；
Step4、确定所需电容接地数量及安装位置；
Step5、安装完成后，重新测试，验证效果。
作为本发明的进一步方案，所述Step3中，建立变电站接地网模型需要测试变电站周围土壤电阻率；获取接地网接地导体，包括水平接地体、垂直接地体的阻抗特性；获取变电站接地网布置图；建立变电站接地网模型后在预安装电容接地装置的位置添加相应数量的电容接地装置，仿真计算接地阻抗是否符合要求。
作为本发明的进一步方案，所述Step2中，消减电感分量所需电容量，即所需加装的电容接地装置电容量C的计算为：
Figure BDA0002702504610000044
其中，L为接地网接地阻抗电感分量。
通过公式计算，得出所需要的电容接地装置数量，具体的，通过计算后，得到所需的电容量的值，根据单节电容单元的电容量，分配电容接地装置的串或并数量。
Figure BDA0002702504610000045
为电容串联计算公式，C＝C1+C2电容并联计算公式。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (3)

1.一种加装电容模块降低变电站接地网接地阻抗的装置，其特征在于：包括若干个电容接地装置，每个电容接地装置（2）包含若干节电容单元（4）、环氧树脂圆筒（3）、防潮密封圈（7）、连接导体（5）和金属圆盘（6）；各节电容单元（4）串联运行，单节电容单元（4）能承受变电站接地网（1）发生故障时的故障电流，保证变电站接地网（1）发生故障电流时能正常运行；使用环氧树脂圆筒（3）包裹电容单元（4），使用与变电站接地网（1）接地扁铁相同规格的连接导体（5）连接各节电容单元（4）及贯穿环氧树脂圆筒（3），且在连接导体（5）与环氧树脂圆筒（3）上下两端交接处使用密封胶垫（7），防止潮气进入环氧树脂圆筒（3）内影响电容单元（4）绝缘性能，电容接地装置（2）尾端使用金属圆盘（6），增大电容接地装置（2）与土壤的接触面积，使接地良好；
利用所述加装电容模块降低变电站接地网接地阻抗的装置进行降低变电站接地网接地阻抗的方法，包括：针对变电站接地阻抗超标，且接地阻抗电感分量大的情况，使用接地阻抗测试仪器测出变电站接地网接地阻抗的电感分量占比，得到变电站接地网具体的电感值，通过加装电容接地装置消减变电站接地网电感分量，达到降低变电站接地网接地阻抗的效果；
包括如下步骤：
Step1、变电站接地网接地阻抗电感分量测试；
Step2、计算消减电感分量所需电容量；
Step3、建立变电站接地网模型，仿真计算接地阻抗是否符合要求，通过仿真计算，验证所选安装电容接地装置数量是否合适，安装位置是否合适；
Step4、确定所需电容接地数量及安装位置；
Step5、安装完成后，重新测试，验证效果；
所述Step2中，消减电感分量所需电容量，即所需加装的电容接地装置中电容量C的计算为：
Figure 507000DEST_PATH_IMAGE002
，其中，L为接地网接地阻抗电感分量。
2.根据权利要求1所述的加装电容模块降低变电站接地网接地阻抗的装置，其特征在于：所述环氧树脂圆筒（3）为四周封闭的圆柱，防止电容单元（4）埋于地下时受到土壤侵蚀。
3.根据权利要求1所述的加装电容模块降低变电站接地网接地阻抗的装置，其特征在于：所述Step3中，建立变电站接地网模型需要测试变电站周围土壤电阻率；获取接地网接地导体，包括水平接地体、垂直接地体的阻抗特性；获取变电站接地网布置图；建立变电站接地网模型后在预安装电容接地装置的位置添加相应数量的电容接地装置，仿真计算接地阻抗是否符合要求。
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