基于三層土壤模型的水電站接地系統(tǒng)優(yōu)化研究.pdf

1、水電站接地系統(tǒng)是維護(hù)水電站安全可靠運(yùn)行、保障運(yùn)行人員和電氣設(shè)備安全的根本保證和重要措施。因此對接地系統(tǒng)的研究在水電站接地設(shè)計(jì)中有著舉足輕重的地位。在我國接地規(guī)程及IEEE Std80-1986中均只考慮了采用均勻土壤模型進(jìn)行地網(wǎng)接地電阻的計(jì)算。但在工程實(shí)際中，大部分地區(qū)的土質(zhì)比較復(fù)雜，土壤分層分塊而且土壤電阻率很大，如果按照均勻土壤設(shè)計(jì)和計(jì)算，則會產(chǎn)生較大的設(shè)計(jì)和計(jì)算誤差。但是目前現(xiàn)有的計(jì)算多層土壤接地系統(tǒng)地網(wǎng)參數(shù)的方法很復(fù)雜，因此需要

2、找出多層土壤的等效簡化分析方法，為接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)。
　　 由于現(xiàn)有的水電站土壤模型大都是經(jīng)典的三層土壤模型，所以本文利用國際接地計(jì)算軟件CDEGS，仿真分析了接地網(wǎng)面積、上層土壤電阻率、上層土壤厚度、中層土壤電阻率、中層土壤厚度及下層土壤電阻率對水平三層土壤接地網(wǎng)接地電阻和等效均勻土壤電阻率的影響規(guī)律；仿真分析了左層土壤電阻率、右層土壤電阻率、中層土壤電阻率和中層土壤厚度對垂直三層土壤接地網(wǎng)接地電阻和等效均勻土壤電阻率

3、的影響規(guī)律，找出了影響水平三層和垂直三層土壤等效均勻土壤電阻率的重要參數(shù)，建立了水平三層和垂直三層土壤結(jié)構(gòu)等效成單層土壤結(jié)構(gòu)的求解模型。并基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理，利用MATLAB編寫程序，完成了對高電阻率地區(qū)水電站等效均勻土壤電阻率的計(jì)算，并結(jié)合計(jì)算均勻土壤接地電阻的公式，計(jì)算出接地電阻的值。此方法計(jì)算出來的接地電阻值與CDEGS結(jié)果、有限元法結(jié)果以及復(fù)合鏡像法結(jié)果之間的誤差都很小，證明此方法有效，可以在工程實(shí)際中應(yīng)用。
　　

4、本文以阿海水電站為例，對其接地系統(tǒng)進(jìn)行了研究。根據(jù)阿海水電站水庫特點(diǎn)，采用三層土壤模型，利用本文編寫的程序完成了對阿海水電站等效均勻土壤電阻率的計(jì)算，并最終得到了阿海水電站接地網(wǎng)的接地電阻。根據(jù)最大入地短路電流，進(jìn)行最大跨步電勢和最大接觸電勢校驗(yàn)，并分析最大地電位升高，得出阿海水電站現(xiàn)有接地系統(tǒng)的接地電阻不滿足要求。本文還對高土壤電阻率地區(qū)水電站接地網(wǎng)的降阻技術(shù)及方法進(jìn)行了簡單介紹。結(jié)合實(shí)際阿海水電站的情況，選擇采用增設(shè)11.06萬m2