110kV变电站接地网的优化设计分析

110kV变电站接地网的优化设计分析

摘要:在电网建设过程中,变电站是其中关键的一环,而要保证变电站运行的可靠性,则接地网的设计又是一项重要内容。110kV变电站在电力传输过程中担负着升压、降压的作用,而变电站的设备安全以及工作人员的人身安全均与接地网的可靠性有着直接的关系,从而影响到整个电力系统运行的性能。本文就针对110kV变电站接地网的优化设计展开讨论。

关键词:110kV变电站接地网优化设计

1、计算水平主接地网接地电阻

3、减小接地电阻

设计接地网之前,要先测试、研判变电站地域的地质情况。因为土壤电阻率有一定的不均交性,尤其是深度不同,电阻率的差别就比较大,这就是土壤分层特性。是由于大地的结构不同造成这种差别,比如水层与非水层的差别,或者普通土壤与岩石层的差别等等。所以要先测试变电站所在工的土壤分层状况,从而确定出地层电阻率较低的位置,接下来再针对不同降低接地电阻的方法进行计算,从而确定出最佳方案。

3.1 接地斜井

3.2 深井式垂直接地极

深井式垂直接地极是以水平接地网为基础,向大地纵深寻求扩大接地面积。如果大地上层土壤电阻率较高,下层较低时,垂直接地极穿入第二层时会对接地电阻产生较大影响。深井接地极对场地的要求不高,而且气候条件、季节因素也不会对其产生影响。有相关试验数据证明,垂直接地体附加于水平接地网,可以减少2%～8%左右的接地电阻,而垂直接地体的长度增加至均压网的长、宽尺寸,均压网趋势近于半个球时,对接地电阻的影响才会比较明显,可以减少约30%。布置深井接地极时要注意,为了防止垂直接地极互相屏蔽作用,垂直接地极的间距至少是其长度的两倍以上,通常在接地网四周外缘部位设置深井接地极。此外,要设置帽檐形的辅助均压带,其作用是为了降低深井接地极地表的跨步电压,对深井接地极地面上的电位分布也有所改善。

3.3 扩大接地面积

扩大接地网面积可以明显的降低接地电阻。不过这种外引接地网的方法会受到变电站四周场地的局限,尤其是一些市区的变电点,其四周会有公共建筑或者私人住宅等设施,只可以保证最起码的安全距离。因此在市区变电站的接地设计中通常不采用该方法。

上述几种降低电阻的方法各有特点,也各自都有特定的使用条件,在实际设计过程中,不同地区、不同的土壤条件要采取不同的方案,才能提高降低接地电阻的有效性。并且各种方法可以配合使用,实际效果可能会更好。

4、注意事项

在设计过程中,要注意以下事项:

第一,准确测量土壤电阻率。只有保证土壤电阻率的准确性,才能将设计误差控制在最小范围内。为了使测量电阻率的准确性得到保证,勘测时必须采用两种以上的方法进行测量,对照测量结果,比如温纳法与接地摇表法以及电流电压法等等。不能忽略变电站岩土工程的勘察报告,对每个变电站的实际地质情况进行比较分析,确定出土壤电阻率比较低的位置与地层。设计过程中埋深的确定要因地

制宜,要把水平网埋深在土壤电阻率低的土层里。

第二,要提前进行接地施工。在平整站址前就要进行接地网施工,在原土层实施可以有效的降低接地电阻,如果有条件的话,填土层尽量采用电阻率低的土质。

第三,接地斜井与深井式垂直接地极可作优先考虑方案,二者对主地网的降阻效果十分明显,而且经济性强,对于一些占地面积较小的110kV变电站或者不合格接地网的改造等比较适用。

第四,选择接地体。如果接地网导体的截面满足一定条件后,增加导体截面会造成钢材用量的增加,所以要合理选择导体截面,要求其可以承受入地电流热效应且具相应的抗腐蚀能力即可。通常水平接地体选择热镀锌扁钢,规格为80×8,而垂直接地体则选择热镀锌角钢,规格为50×5。

第五,降低入地短路电流还可以综合考虑下列因素,比如可以采取断开系统部分直接接地变压器中性点的办法提高系统的零序阻抗;或者避雷线采用铝包钢芯线,或者110kV电缆敷设回流线等方法减小流经接地网入地的短路电流。

参考文献

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