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[行业技术文章]变电站接地设计讨论
更新时间:2013-02-27 发布:www.1024sj.com

【摘 要】 文章综述了变电所接地设计方面的一些基本概念,和对及格地网应有的周全熟悉。连系具体工程设计,对一般接地方式进行了分析和探讨,提出了一些平安、靠得住、切实可行的做法,以利于变电所的平安运行,控制工程造价。

【要害词】 变电所 接地 探讨
1 前言接地网作为变电所交直流装备接地及防雷庇护接地,对系统的平安运行起着重要的作用。由于接地网作为隐性工程轻易被人轻忽,往往只注重最后的接地电阻的丈量成效。随着电力系统电压品级的升高及容量的增加,接地不良引发的事故扩年夜问题屡有发生。是以,接地问题越来越遭到重视。变电所地网因其在平安中的重要地位,一次性建设、维护坚苦等特点在工程建设中遭到重视。另外,在设计及施工时也不容易控制,这也是工程建设中的难点之一。是以,为保证电力系统的平安运行,若何下降接地工程造价,本文从设计的角度谈谈变电所接地设计中的有关问题。

2 关于接地电阻
2.1 接地电阻《电力装备接地设计技术规程》(SDJ8—79)中对接地电阻值有具体的划定,一般不年夜于0.5Ω。在高土壤电阻率地域,当接地装配要求做到划定的接地电阻在技术经济上极不合理时,年夜接地短路电流系统接地电阻答理到达5Ω,但应接纳措施,如避免高电位外引接纳的电位隔离措施,验算接触电势,跨步电压等。凭据规程划定,主要是以发生接地故障时,接地电位的升高不跨越2000V进行控制,其次以接地电阻不年夜于0.5Ω和5Ω进行要求。是以,人们普遍认为,110kV及以上变电所中,接地电阻值小于0.5Ω即认为及格,年夜于0.5Ω就是不及格,不管短路电流有多年夜都没必要接纳措施。这是不合理的。

2.1.1 接地的实质是控制变电所发生接地短路时,故障点地电位的升高,由于接田主要是为了装备及人身的平安,起作用的是电位而不是电阻,接地电阻是衡量地网及格的一个重要参数,但不是唯一的参数。

2.1.2 随着电力系统容量的不竭增年夜,一般情况下单相短路电流值较年夜。在有用接地系统中单相接地时的短路电流一般都跨越4kA,而青海地域变电所年夜部门接地电阻又很难做到0.5Ω。是以,从平安运行的角度动身,不管在什么情况下,都应当验算地网的接触电势和跨步电压,需要时应接纳避免高电位外引的隔离措施。

2.2 接地短路电流分析当系统发生接地故障时,发生的接地短路电流经三种途径流进系统接地中性点。
(1)经排挤地线—杆塔系统;
(2)经装备接地引下线,地网流进本站内变压器中性点;
(3)经地网进地后经由过程年夜地流回系统中性点。而对地网接地电阻起决议性作用的只是进地短路电流。所以,准确地斟酌和计较各部门短路电流值,对合理地设计地网有着很年夜的影响。

2.2.1 排挤地线系统的影响对于有用接地系统110kV以上变电所,线路排挤地线都直接与变电站内出线架构相连。当发生接地短路时,很年夜一部门短路电流经排挤地线系统分流,是以,在计较时,应斟酌该部门分流作用,发生接地故障时,总的短路电流是一定的,只要增年夜排挤地线的分流电流,就可减小进地短路电流,是以,下降排挤地线的阻抗也是平安接地设计重要的一个分支。排挤地线采用良导体,准确哄骗排挤地线系统分流,将使地网的设计条件更为有益。

2.2.2 进地短路电流从上述分析可知,进地短路电流是总的接地短路电流减往排挤地线的分流,再减往流经变压器中性点的电流(也就是流经变电器的零序电流)。如斯计较,进地短路电流值相对比力小。由于接地电阻答理值R≤2000I,所以接地电阻响应的答理值就比力年夜,设计也轻易知足。另外,对于一个给定的地网,其接地电阻也基本肯定:从R≈0.5ρ/S可知,对现实的接地网面积削减有很年夜影响。

3 关于接地装配的设计问题
3.1 土壤电阻率的丈量工程土壤电阻率的丈量是工程接地设计重要的第一手资料,由于遭到丈量装备、方式等条件的限制,土壤电阻率的丈量往往不够准确。我省地处青躲高原东部,地质结构复杂,变电所占地虽然不年夜,但多为不平均地质结构。现在的实测,往往只取3~4个测点,过于简单。建议提高丈量精度,设计采用《设计手册》中提供的计较平均电阻率的方式,使设计误差值减小。

3.2 接地网安插凭据地网接地电阻的估算公式:R≈0.5ρ/S式中ρ——土壤电阻率(Ω·m),S—接地网面积(m2)R—地网接地电阻(Ω)地网面积一旦肯定,其接地电阻也就基本一定,是以,在地网安插设计时,应充实哄骗变电所的全数可哄骗面积,假设地网面积不增加,其接地电阻是很难减小的。

3.3 垂直接地极的作用在110kV变电所中,一般采用水平接地线为主,带有垂直接地极的复合型地网。凭据R=0.5ρ/S可知,接地网的接地电阻与垂直接地极的关系不年夜。理论分析和实验证实,面积为30×30m2—100×100m2的水平地网中附加长2.5m,40mm的垂直接地极若干,其接地电阻仅下降2.8~8。可是,垂直接地极对冲击散流作用较好,

是以,在自力避雷针、避雷线、避雷器的引下线处应敷设垂直接地极,以增强集中接地和散泄雷电流。例如,在330kV阿兰变电所的接地设计中,经由过程计较,接地网的设计全数由水平接地体组成,只在避雷针,避雷器四周敷设少许垂直地极,现实运行证实效果是较好的。

3.4 地网均压网的设计凭据设计规程划定,当包括地网外围4根接地线在内的均压带总根数在18根以下时,宜采用长孔接地网,如图1(a)所示:(a)n=8(b)n=8图1由于110kV变电所占地面积一般不跨越100×100m2,斟酌均压线间屏障作用,均压线总根数通常是8~12根左右,故凭据规程划定,一般采用长孔方式安插,但存在以下几个方面的问题。

3.4.1 方孔地网纵、横向均压带相互交织,是以地网的分流效果优于长孔地网,均压效果比长孔地网好且靠得住性高,如图1(b)所示。

3.4.2 长孔地网均压线与主网毗连亏弱,均压线距离较长,发生接地故障时,沿均压线电压降较年夜,易造成二次控制电缆和装备损坏。当某一条均压线断开时,均压带的分流作用较着下降,而方孔地网的均压带纵横交织,当某条均压线断开时,对地网的分流效果影响不年夜。是以,建议在变电所地网设计时,采用正方孔均压网设计,以提高接地平安性。

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