220KV变电站接地网的设计

220KV

变电站接地网的设计

庞国栋

(内蒙古送变电有限责任公司,内蒙古呼和浩特　010020)

摘　要:针对目前变电站和发电厂接地网的分布不均匀,以及接地电阻存在一定问题等缺陷,本文则是结合变电站接地网的设计原则,以220KV 变电站为参考地点,对接地网进行设计和计算。其中包括对短路电流和工频电阻以及均压带的计算。

关键词:变电站;接地网;短路电流;工频接地电阻;均压带

中图分类号:T M862+.3 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)12—0095—05 电力行业在我国的现代化建设中扮演着一个重要的角色,而变电站接地网对于电力系统的可靠运行和变电站工作人员的人身安全起着重要作用。随着现代社会快速化的发展,电力系统规模不断扩大,接地系统的设计也越来越复杂。所以变电站接地技术成为电力行业研究的重点之一。

接地网作为变电站交直流设备接地对系统的安全运行起着重要的作用。由于接地网作为隐性工程容易被人忽视,往往只注意最后的接地电阻的测量结果。随着电力系统电压等级的升高及容量的增加,接地不良引起的事故时有发生,因此,接地问题越来越受到重视。

而本设计结合变电站接地网的一般设计原则,具体内容包括:计算接地网的保护接地电阻和工频接地电阻,设计接地网的形状和均压带的布置方式,设计变电站接地网图。对变电站人员以及设备安全可靠,解决了一些个弊病。1　变电站接地网的设计1.1　220KV

变电站资料

图1　变电站一次系统接线图

V 变电站占地总面积3平方米,变电站的接地网要求采用水平接地作为主边缘闭合的复合接地网,土壤电阻率为6欧米。站中有主变压

器型号--180000/220三绕组变压器两台,各绕组间短路电压标幺值:U k1-1=14%,U k2-3=9%,U k1-3=24%。远期220KV 母线最大系统阻抗X 1=0.0080X 0=0.0133,接线组别为Y N ,Y n0,d 11,电压比220+8* 1.25%/121/38.5/10.5KV 。

本设计按两台变压器运行以某一台变压器中性点接地考虑计算短路电流,变压器容量基准值取100MVA 。

1.2　最大短路电流的计算

1.2.1　变压器正序阻抗的计算

设基准功率取S B =100MVA,额定功率取S e =180MVA,U B =230KV

三绕组变压器各绕组间短路电压百分比分别为:U k1-2=14%,U k2-3=9%,U k 1-3=24%则各绕组的电抗为:

X 1=12(U k1-2+U 1-3-U k2-3)=12

(0.14+0.

24-0.09)=0.145

X 2=12(U 1-3+U k2-3-U 1-3)=1

2(0.14+0.09-0.24)≈0

X 3=12(U k2-3+U 1-3-U k1-2)=1

2(0.09+0.24-0.14)=0.095

转化为标幺值为:

X *1=X 1S B S e =-0.145×100

180=0.0806

X *

2=X 2S B S e 0

X *3=X 3S B S e =0。095×100

180=0.05281.2.2　流经接地装置的短路电流计算

发生短路时,变压器按一台中性点接地考虑,设正序阻抗为X 、负序阻抗为X 、零序阻抗为,且X =X 。

95

　2012年第12期 内蒙古石油化工

收稿日期35

2202842180.1212:2012-0-2

(1)当220KV 母线短路时,正序网如图2所示

:

图2　220KV 母线短路时正序网图

化简如图3所示

:

图3　220KV 母线短路正序网简图

所以其正阻抗、负序阻抗为:

X 1=X 2=0.0080×0.0403

0.0080+0.0403

=0.0067

当220KV 母线短路时,零序网如图4所示:

图4　220KV 母线短路零序网图

化简如图5所示:

图5　220KV 母线短路零序网简图

所以其零序阻抗为:

X 0=0.0133×0.01334

33+33=0.0121单相接地短路时总阻抗X *=X +X +X =6+6+=55

I 1=I *

S B

3U B

=39.2157×1

3×230

=9.

8437

I d =m I 1=3×9.8437=29.5311KA 由图5可知,220KV 母线的分流系数为:

K e =0.0133

0.0133+0.1334

=0.0997

则短路时流经中性点的电流为:

I n =I d K e =29.5311×0.0997=2.9443KA 取K e 1=0.5,K e2=0.1,且I m ax =I d =29.5311kA ,由式(2-2)(2-3)可知,入地短路电流为:

站内:I=(I m ax -I n )(1-K e1)=(29.5311- 2.9443)(1-0.5)=13.2934kA

站外:I =I n (1-K e 2)=2.9443(1-0.1)= 2.6499kA

两相接地短路时:总阻抗:

X *=X 1+X 2X 0X 2+X 0=0.0067+

0.0067×0.0121

0.0067+0.0121

=0.0111

I *=1X *=10.0111

=90.0901

I 1=I *S B 3U B =90.0901×100

3×230

=22.

6139

m =

3

1-X 2X 0

(X 2+X 0)

2

=

3

1-0.0067×0.0121

(0.0067+0.0121)

2=1.5205

I d =m I 1=1.5205×22.6139=34.3844kA 则短路时流经中性点的电流为:

I n =I d K e =34.3844×0.0997=3.4281kA 取K e 1=0.5,K e2=0.1,且I m ax =I d =34.3844kA ,由式(2-2)(2-3)可知,入地短路电流;

站内:I=(I m ax -I n )(1-K e1)=(34.3844- 3.428)(1-0.5)=15.4781kA

站外:I=I n (1-K e2)=3.4281×(1-0.1)=3.0853kA

(2)当110KV 母线短路时,正序网如图6所示

:

图6　KV 母线短路时正序网

(3)图化简如图所示96

内蒙古石油化工 2012年第12期　

0.010.014::

1200.0070.0070.01210.021107: