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接地网是变电站的重要设施,它的安全设计是保障变电站安全运行的基础。智能变电站是电网变电站未来的发展方向,其相对较高的容量和智能型一次设备的应用,使智能变电站接地网的设计以及设计阶段对接地参数的考虑与普通变电站有所不同。目前国内外并没有对智能变电站接地网设计标准和设计方案的系统研究,因此,从接地网设计标准和降阻措施两方面研究智能变电站接地网具有重要意义。本文在分析110k V和220k V全户内普通变电站接地网安全设计指标和设计方案的基础上,对上述两个电压等级的全户内智能变电站接地网的安全设计指标及设计方案进行研究,主要开展以下几部分工作:(1)提出智能变电站接地网的安全设计指标应重点放在接地网地电位升高(grounding potential rise,GPR)上。分析智能变电站相对于普通变电站的不同特点,结果表明评估智能变电站接地网安全性的重点应该由普通变电站的人身安全和设备安全两方面转化为设备安全,安全设计指标应重点放在GPR上。基于EMTP仿真软件对GPR反击低压避雷器的过程进行仿真研究,结果表明利用变电站低压避雷器的耐受容量确定GPR安全限值可以得到较安全可靠且不过于保守的值。(2)提出帽檐式均压带的局部均压作用及其在接地网设计中的选取和应用。利用CDEGS软件对接地网中的帽檐式均压带进行仿真研究,结果表明帽檐式均压带具有降低接地网局部接触电位差和跨步电位差的作用,可作为辅助方式对接地网进行均压,将其接地体浅埋并适当增加接地体间距可使其局部均压效果更好。设计小故障电流下110k V和220k V全户内普通变电站的接地网方案时,初步设计方案局部接触电位差略高于安全限值,经仿真验证,在该处增加帽檐式均压带后能够使接地网安全性满足要求。(3)利用COMSOL多物理场仿真软件将接地模块等效成柱状金属导体,使接地模块在CDEGS软件中的仿真具有可行性。智能变电站的高水平入地短路电流使接地网后期降阻成本大大增加,针对接地网降阻到后期效果不显著的问题,本文利用CDEGS软件对方形和梅花形接地模块进行仿真研究,结果表明梅花形接地模块作为垂直接地体应用在智能变电站接地网中效果良好。(4)提出智能变电站110-A2-X1和220-A2-X1的接地网优化设计方案。110-A2-X1和220-A2-X1的接地网优化设计方案采用梅花形接地模块进行降阻,研究中发现110-A2-X1的接地网降阻难度较220-A2-X1更大。经CDEGS软件对接地网优化方案的仿真验证,表明采用梅花形接地模块降阻能够使接地网符合安全性要求,保证智能变电站接地网的安全性能。