雷擊變電站建筑物時室內(nèi)電磁強度的分布.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)自動化程度的不斷提高，特別是繼電保護(hù)微機化以后，電力系統(tǒng)變電站采用了更多的電子及微電子設(shè)備。這些弱電設(shè)備普遍存在絕緣強度低、對過電壓和過電流的耐受能力差、對電磁干擾敏感等弱點。一旦變電站建筑物被雷直擊，強大的雷電流會通過雷擊點注入建筑物鋼筋結(jié)構(gòu)，流過結(jié)構(gòu)中各分支導(dǎo)體，最后經(jīng)接地體散入大地。在這一雷電暫態(tài)過程中，各分支上流過的雷電流將在建筑物的內(nèi)部空間產(chǎn)生暫態(tài)磁場。這種暫態(tài)磁場可以通過感應(yīng)和輻射等途徑對建筑物內(nèi)電子系統(tǒng)造成危害

2、，容易使電子或微電子設(shè)備工作暫時失效或永久性損壞。美國研究報告[AD-722675]指出：當(dāng)磁感應(yīng)強度B=0.07Gs時，無屏蔽的計算機會發(fā)生誤動作，當(dāng)磁感應(yīng)強度B=2.4Gs時，無屏蔽的計算機就會永久性損壞。
　　 本文以CDEGS軟件為工具，對雷擊條件下變電站建筑物內(nèi)電磁環(huán)境進(jìn)行計算機仿真與研究，并在實驗室環(huán)境下進(jìn)行試驗驗證分析。內(nèi)容包括雷電流在導(dǎo)體的分布計算、室內(nèi)空間磁場分布的計算、真實變電站建筑物室內(nèi)空間磁場分布的計算以

3、及室內(nèi)回路感應(yīng)電動勢的計算等五方面內(nèi)容。其主要成果如下：
　　 （1）在分析建筑物結(jié)構(gòu)鋼筋的電氣參數(shù)計算方法的基礎(chǔ)上：采用平均電位法計算鋼筋的電容參數(shù)和采用用諾依曼公式計算鋼筋的電感參數(shù)；在求得電氣參數(shù)的基礎(chǔ)上，給出了建筑物鋼結(jié)構(gòu)分支導(dǎo)體暫態(tài)電流的計算方法，并對鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間磁場的計算模型進(jìn)行仿真。將計算結(jié)果與實驗室試驗結(jié)果進(jìn)行了比較，兩者能夠較好的吻合。
　　 （2）在求得電流分布的基礎(chǔ)上得到了空間磁場強度的表達(dá)式，結(jié)

4、合建筑物結(jié)構(gòu)鋼筋模型，對五種不同的接地方式分別進(jìn)行了仿真計算；通過求解磁場強度的變化，發(fā)現(xiàn)磁場強度最低點隨一次地網(wǎng)和二次地網(wǎng)連接點的相反方向漂移的規(guī)律。將計算結(jié)果與試驗結(jié)果進(jìn)行了對比，兩者基本吻合；在求得空間磁場強度分布的基礎(chǔ)上，得到求解一定結(jié)構(gòu)的回路中感應(yīng)電動勢大小的方法。
　　 （3）根據(jù)某一110kV變電站主控樓實際結(jié)構(gòu)參數(shù)，利用CDEGS軟件對其內(nèi)部空間磁場的計算模型仿真，求得了主控樓內(nèi)部空間磁場強度的分布，以及一定結(jié)構(gòu)