CN113158396A - 一种用于检修输电线路时的接地方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检修输电线路时的接地方法，根据所获取的检修状态下的输电线路和接地装置模型参数、沿线土壤电阻率参数、输电线路带电运行参数，在CDEGS中建立输电线路和接地装置的仿真模型，对接地线上的感应电流进行计算，分析各因素对感应电流的影响，并通过现场实验验证仿真模型的有效性，通过计算不同的接地方案下的感应电流特性提确定出可靠安全的接地位置。
Description
技术领域
本发明属于电力系统高电压技术领域，特别地涉及一种用于检修输电线路时的接地方法。
背景技术
随着输电网络规模的不断扩大，可用的架空线路走廊资源越来越少，并架线路引起的电磁耦合问题日渐突出。特高压并架输电线路在日常运行维护中会遇到长距离不带电作业的线路平行的交流或直流特高压输电线路，作业线路处在复杂的电磁环境中并面临严重的感应电问题。平行带电输电线路运行维护及同塔双回输电线路一回运行、一回停电检修都会威胁作业人员的安全。由于线路间复杂的电磁耦合使得停电检修作业线路面临十分复杂与严重的感应电压、电流的威胁，目前有效降低感应电压的方法就是接地，因此对流过接地线路的感应电流以及接地方案的研究，有助于做好预防感应电措施，保障检修人员安全。
发明目的
本发明的目的是提供一种用于检修输电线路时的接地方法，该方法可以有效缓解检修状态下电磁感应的危害，为线路检修工作人员的安全保障提供了理论依据，有利于线路检修作业安全。
发明内容
一种用于检修输电线路时的接地方法，包括以下步骤：
步骤1.获取检修状态下的电气参数，包括输电线路和接地装置的模型参数、沿线土壤电阻率参数、输电线路带电运行状态下的运行参数；
步骤2.根据步骤1所获取的电气基本参数，在CDEGS软件中输入输电线路和接地装置的所述模型参数，建立输电线路仿真模型；根据输电线路带电运行状态下的输送功率，在输电线路一端施加电压源，另一端施加电流源，再输入土壤电阻率完成模型搭建；
步骤3.在步骤2所建立的模型基础上建立接地线，检修线路接地时经由杆塔接地网接地，设定五种不同的接地方式，分别为：
方式1：三端接地法，即在输电线路的首端、中点、尾端分别接地；
方式2：三端接地法，即在输电线路的首端、靠近尾端的某一点、尾端分别接地；
方式3：四端接地法，即在输电线路的首端、中间靠近尾端的两点、尾端分别接地；
方式4：多端接地法，即在输电线路的首端及靠近其的若干个点、中间靠向首端偏离中点的数点、尾端及靠近其的若干个点分别接地；
方式5：多端接地法，即在输电线路的首端及靠近其的若干个点、中点位置的数点、尾端及靠近其的若干个点分别接地；
分别仿真计算5种方式下的接地线上的感应电流值，根据所计算的感应电流值，选择电磁感应电流最大位置附近接地。
优选地，所述模型参数包括输电线路和接地线的半径、分裂数、相序分布、弧垂、高度。
优选地，所述输电线路基于圆柱形导体直线段型线路建模。
优选地，步骤1中所述运行参数包括线路电压、电流等级和输送功率。
优选地，所述步骤3中的接地方式4、方式5中，所述若干个点越多越好。
附图说明
图1是本发明的一种用于检修输电线路时的接地方法的流程图；
图2是五种接地方式的示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明技术方案作进一步详细描述。
一种确定检修输电线路时接地方案的方法，包括如下步骤：
步骤1、获取电气基本参数。
获取检修状态下的输电线路和接地装置模型参数、沿线土壤电阻率参数、输电线路带电运行状态下的输送功率等电气参数；
其中，输电线路参数包括输电线路型号、线路长度、组合导线的内外半径、分裂数、分裂间距、弧垂、相序等。带电运行线路运行数据包括线路电压等级、电流数据、输送功率等。接地装置模型参数包括接地线的导线型号、线路直径、电阻率以及土壤电阻率参数等。
步骤2、搭建CDEGS模型。
根据步骤1所获取的电气基本参数，在CDEGS软件中输入输电线路和接地装置的相关数据，建立输电线路仿真模型；设置CDEGS软件中的输电线路相关数据，打开系统设置，将导体类型、涂层类型、导体电流、激励输入，计算输电线路每段导体的首端末端坐标、输入到主接地导体表中建立如图2所示五种接地方式的三维仿真模型；根据带电线路运行电压和输送功率，计算电压的相电压有效值和电流的相电流有效值，其计算方法为：
P＝3UphIphcosθ或
三相输电线路则需要定义相序角度，在建立导体时根据实际线路相序选择激励源，在输电线路一端施加电压源，另一端施加电流源。打开土壤类型，选择均匀土壤，再输入土壤电阻率完成模型搭建。
在CDEGS中计算电磁场时，所建立的模型都是基于圆柱形导体直线段的，可以定义导体的材料、半径、长度、电阻率等参数，还可以定义空心导体及带绝缘层的导体等，但这些都是基于线状导体的，对于面状或体状的金属设备是无法进行模拟的。根据这一特点，CDEGS软件中HIFREQ模块只能对高压带电线路建模。HIFREQ模块中自带了SESCAD辅助模块，SESCAD是一个允许按一定的尺寸创建、修改、查看复杂的接地网络和地面上的金属结构的CAD程序，它可以用于建立HIFREQ的导体网络的图形工具。
根据SESCAD中的三维坐标系，计算出模型结构的坐标，导入数据库，还可以考虑输电线路弧垂的影响，可更为准确的反应实际线路。也可按照hp＝hx-2f/3计算出导线对地平均高度hp，其中hx是悬挂点对地平均高度，f为导线计算弧垂。
步骤3、在步骤2建立的模型基础上建立接地线，在如图2五种不同的接地方案下，比较仿真计算出的接地线上的感应电流值，最后根据感应电流特性提出合适的接地方案。
检修线路接地时主要经由杆塔接地网接地，使用CDEGS软件建立杆塔的接地网模拟检修线路上接地线的接地状态。当前线路检修时一般采取检修段线路两端接地，检修处经接地线接地，这种情况相当于三端接地，当检修线路三端接地时，有两种不同的接地方案，一种是接地点位于检修线路中间位置，另一种是接地点位于距离检修线路末端一个档距的距离大约450m处。由仿真出的接地线上的感应电流可得，在三端接地时，距离检修线路末端一个档距的接地线上的电流值较小。
由以上结果可得，在离电磁感应电流最大位置附近接地有利于缓解电磁感应的危害。当检修作业时，可以在检修作业两端相距一个档距的两处杆塔处挂接地线，建立四端接地模型。此时，检修线路临近末端的两个接地点2、3和末端接地点4的电流都下降较多。但首端1接地线电流值上升，因此有必要对首端也进行进一步的接地保护。对检修线路首末端附近进行多点接地措施一方面可以降低接地线上感应电流的大小以减少接地线熔断现象，另一方面可以避免因土壤腐蚀导致的接地线过细或断开造成的接地不可靠问题，从而降低检修作业的风险。同时也要在检修作业两端相距一个档距的两处杆塔处挂接地线对检修人员进行进一步的保护。
据此思路建立多端接地模型，由计算得到的数据分析可得，在检修线路中间接地线的位置不会对首末端接地线上的感应电流产生较大的影响，线路首末端附近多点接地可以使首末端接地线的感应电流保持在较低水平，在检修区段两端的杆塔处接地可以检修区段线路的感应电流大大降低，进一步保障检修人员的安全。
本发明的有益效果在于：本发明为线路检修工作人员的安全保障提供了理论依据，有助于做好预防感应电措施，有利于线路检修作业安全，保障检修人员安全。
需要强调的是，本发明上述描述都是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (5)
1.一种用于检修输电线路时的接地方法，包括如下步骤：
步骤1.获取检修状态下的电气参数，包括输电线路和接地装置的模型参数、沿线土壤电阻率参数、输电线路带电运行状态下的运行参数；
步骤2.根据步骤1所获取的电气基本参数，在CDEGS软件中输入输电线路和接地装置的所述模型参数，建立输电线路仿真模型；根据输电线路带电运行状态下的输送功率，在输电线路一端施加电压源，另一端施加电流源，再输入土壤电阻率完成模型搭建；
步骤3.在步骤2所建立的模型基础上建立接地线，检修线路接地时经由杆塔接地网接地，设定五种不同的接地方式，分别为：
方式1：三端接地法，即在输电线路的首端、中点、尾端分别接地；
方式2：三端接地法，即在输电线路的首端、靠近尾端的某一点、尾端分别接地；
方式3：四端接地法，即在输电线路的首端、中间靠近尾端的两点、尾端分别接地；
方式4：多端接地法，即在输电线路的首端及靠近其的若干个点、中间靠向首端偏离中点的数点、尾端及靠近其的若干个点分别接地；
方式5：多端接地法，即在输电线路的首端及靠近其的若干个点、中点位置的数点、尾端及靠近其的若干个点分别接地；
分别仿真计算5种方式下的接地线上的感应电流值，根据所计算的感应电流值，选择电磁感应电流最大位置附近接地。
2.根据权利要求1所述的接地方法，其特征在于，所述模型参数包括输电线路和接地线的半径、分裂数、相序分布、弧垂、高度。
3.根据权利要求1所述的接地方法，其特征在于，所述输电线路基于圆柱形导体直线段型线路建模。
4.根据权利要求1所述的一种确定检修输电线路时接地方案的方法，其特征在于，步骤1中所述运行参数包括线路电压、电流等级和输送功率。
5.根据权利要求1所述的接地方法，其特征在于，所述步骤3中的接地方式4、方式5中，所述若干个点越多越好。
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| LI ZHIZHONG 等: "Performance Testing and Comprehensive Evaluation on Large Grounding Connection", 《2017 7TH ASIA-PACIFIC INTERNATIONAL CONFERENCE ON LIGHTNING,》 * |
| 任红昕: "并行交直流特高压输电线路耦合干扰研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅱ辑》 * |
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