基于CDEGS的220kV户内变电站接地网设计.docx

基于CDEGS的220kV户内变电站接地网设计
基于CDEGS的220kV户内变电站接地网设计
引言：
220kV户内变电站是电力系统中重要的节点，通过该变电站进行电能的传输、负荷的变换和系统的保护等工作。在变电站的各种设备中，接地网是重要的组成部分，其主要功能是保证人、设备和系统的安全。为了确保接地网的良好工作状态，借助计算机辅助设计软件CDEGS进行设计及计算分析是一种非常有效的方法。本文将以220kV户内变电站的接地网设计为题目，探讨使用CDEGS进行接地网设计的思路和步骤。
第一部分：220kV户内变电站接地网的基本要求
在设计220kV户内变电站接地网之前，需要首先了解其基本要求。一般情况下，220kV户内变电站接地网的设计应满足以下几个方面的要求：
1.安全性要求：接地网应能有效地将电流从故障进行传导，避免电流对人身造成伤害。
2.良好的电阻性：接地网应具有足够低的电阻，确保电流能通过接地网迅速传导至地下，避免电压升高引起设备故障。
3.可靠性要求：接地网应具备稳定可靠的性能，确保各种故障情况下接地系统能正常工作。
4.规范性要求：接地网的设计应符合相关的国家标准和规范，确保与其他变电站的接地系统兼容。
第二部分：CDEGS在接地网设计中的应用
CDEGS是一套专业的电磁场分析软件，可广泛应用于电力系统的各个方面。在接地网设计中，CDEGS可以帮助工程师进行电阻、点火、接地电压等参数的计算。下面是CDEGS在接地网设计中的主要应用：
1.地阻计算：CDEGS可以使用各种方法进行地阻的计算，包括有限元法、有限差分法和电磁场解析法等。通过输入不同的电场几何结构和材料参数，可以快速计算得到接地网的地阻。
2.点火计算：通过模拟接地网中地电位和金属构件之间的接触电阻，CDEGS可以计算出接地网的点火概率。这有助于评估接地系统的稳定性和可靠性。
3.接地电压计算：CDEGS可以计算在电网故障情况下，接地网中各个位置的接地电压分布。通过优化接地网的结构，可以减小接地电压的超过限值，保护设备的安全运行。
第三部分：基于CDEGS的220kV户内变电站接地网设计步骤
1.收集变电站基础数据：首先需要了解变电站的基本情况，包括接地网的规模、变电站的布局、土壤情况等。还需收集材料参数、接地装置等相关数据。
2.模型建立：根据变电站的布局和实际情况，使用CDEGS进行模型的建立。这包括几何模型、材料模型、敷设方法模型等。
3.电阻计算：根据设定的模型参数，使用CDEGS计算接地网的电阻。
4.点火计算：根据接地网的结构和材料，运用CDEGS进行点火计算，评估接地系统的稳定性。
5.接地电压计算：在电网故障情况下，使用CDEGS计算接地网中各个位置的接地电压分布，找出电压超过限值的地点进行优化。
第四部分：案例分析
以一个220kV户内变电站为例进行接地网设计，根据实际情况收集变电站的基础数据，包括变电站布局、土壤情况、材料参数等。使用CDEGS进行模型的建立，并进行电阻、点火和接地电压的计算。根据计算结果对接地网的结构进行优化，确保接地网满足安全、可靠的要求。
结论：
利用CDEGS进行220kV户内变电站接地网设计是一种高效、可靠的方法。通过对地阻、点火和接地电压等参数的计算和分析，可以优化接地网的结构，保证接地系统的安全、可靠的运行。此外，CDEGS还具备灵活、可扩展的特点，可以适用于不同规模和类型的变电站接地网设计。
参考文献：
[1]IEEEStd80-2013,IEEEGuideforSafetyinACSubstationGrounding.
[2]IEEEStd81-2012,IEEEGuideforMeasuringEarthResistivity,GroundImpedance,andEarthSurfacePotentialsofaGroundingSystem.
[3]Narmashirietal.(2017).Substationgroundinggriddesignforsafetyriskmanagement.SafetyScience,97,1-10.