變電站電氣一次主接地網的設計

摘要:本文針對變電站電氣一次主接地網的設計存在的問題，分析給出實例進行，總結變電站電氣一次主接地網的設計的要點，為變電站電氣一次主接地網的設計提供一定的借鑒意義。

關鍵詞:變電站;電氣; 一次主接地網; 設計

一、綜述

變電站電氣，其運行安全性非常重要。在這其中，接地網起著至關重要的作用。接地網一定程度上能夠為站內的各種各樣的電氣設備提供一個公共參考地。同時，如果某時發生系統故障，接地網能夠迅速地安全地排泄掉故障產生的電流。而且，接地網還可以降低站內的地電位升。我們可以說，接地網的相關的接地性能的好壞是可以直接地關系到全部的站內工作人員其人身安全的，其次，還影響到各種的電氣設備相關的運行的安全及正常。在中國，一方面伴隨著目前的電力工業的迅速發展，出現一次接地網普遍在運行中，表現出的安全問題是已經越來越多；而另一方面，目前，接地網的設計，沒有進步，仍然是傳統的方法。于是，這就使得變電站的一次主接地網，關于它的設計工作和實際的安全運行之間，逐漸凸顯矛盾，并變得非常突出。可以說，目前，業界迫切需要設計出一種全新的，安全的，并且更為科學有效的接地網的方法。

二、變電站電氣一次主接地網在設計中存在的問題

伴隨著電力工業其迅速發展，一次接地網在運行中，安全因素越來越多，傳統的所謂經驗的公式，當用于設計復雜工程的條件下的相對的大型接地網時，表現出明顯存在缺陷。關于這些缺陷，主要有：(1) 在設計手冊上，相關經驗的公式并未將土壤存在不均勻性考慮在內。(2) 在設計手冊上，經驗的公式并未考慮到接地網上存在的不等電位分布。(3) 在設計手冊上，經驗的公式并未考慮到，某種情況下，電流的注入點位置如果存在不同，那么其對接地網的相關安全性能會造成影響。(4) 在設計手冊上，經驗的公式是僅僅只能初步的進行估算，以得到變電站內其相關地表電位升，得到的相對平均值，無法分析出變電站內的任意一點的接觸電壓與跨步電壓。因此，無法估計出這些點是否存在安全問題。(5) 在設計手冊上，經驗的公式并未考慮到，如果出現的現實情況是，不僅僅相關其它的電氣設備，接在接地網接上，接地與接地網并且構成回路。如果萬一發生故障，那么，則這些個電氣設備也就是會仍然地相當于接于接地網上。于是，就會出現與接地網之間會存在相互影響的現象。(6) 在設計手冊上，經驗的公式不能解決，逐漸受到重視的日益嚴重的電力系統的電磁兼容問題。(7) 另外，把總體布置圖，有的設計者將其作為竣工圖紙，直接給運行單位是不妥的。這是因為實際在施工中，還是會出現不少的改動和增減。

三、工程實例

（一）工程概況

要設計施工的是某變電站。主要設計的是110 kV側的電氣主接地線，是線路變壓器的相關單元接線。且110 kV遠期更出線三回。主要的，在本期是出線二回，詳細情況是：T接XX1—小樓—派潭線—1號主變壓器；T接XX2—小樓—派潭線—2號主變壓器。

（二）現場勘測

施工實際實例中，這一現場勘測的步驟是在做設計工作的準備時，不可缺少的重要環節。勘測包括三個相關方面：對地形地質的詳細勘察、現場的占地測量以及土壤電阻率的測量。 土壤電阻率測量的意義：土壤電阻率是影響到接地電阻的最重要的一個相關的參數。

（三）方案設計依據變電站的復合接地體所進行的整體布置和實際測量的土壤的電阻率結果，經分析計算，綜合考慮各種因素，包括變電站要設計的接地網其相關的接地電阻，該變電站工程的現場地形以及周邊的地質情況等等。進一步制定出初步的具體的一次主接地網的相關方案設計。詳細的設計如下：(1)相關的變電站設計的接地網的垂直接地極的埋設。共105根。 (2) 深井的挖掘。四周邊打6個深度為35m的深井，每個深井打入1根鍍鋅鋼管。深井內鋪設降阻劑。 (3) 水平接地網可以采用鍍鋅圓鋼，間隔寬度為5—11m(中間比較稀疏，兩邊比較密集)。(4) 設計的接地系統不僅是要與站內的主要電氣設備進行多點連接，并且與自然接地極還要進行連接。

（四）施工的步驟

必要的，在進行施工之前，設計師首先地要對即將進行施工的現場地形進行周密詳細的勘察。以便于詳細了解到施工及設計的有關情況。同時，還要注意在進行接地極埋設步驟時，務必應注意到全力避開已經存在的地下電纜以及其他管道。施工具體地步驟是：(1) 關于接地極設置的溝槽的相關開挖工作。在進行挖溝時，可以將各種挖溝工具進行合理地使用。0.8 m為溝槽的深度的最小極限。(2) 施工時，使用合適的工程工具，把垂直接地極成功的打入地中，且深度為3 m。(3) 將水平的接地極放入到溝槽中，并理直緊貼溝底。(4) 把水平的接地極進行連接好，然后，牢靠地將垂直的接地極進行連接。(5) 將變電站內，主要設備要進行多點連接。(6) 在深井內，進行加灌降阻劑。(7) 進行回填土，且夯實、清理。

四、總論

本文針對變電站電氣一次接地的問題進行了探討。得出如下的結論：(1) 關于接地材料方面：進行銅與鋼的相比較，則會發現銅的導電性以及耐腐蝕性好，而且可以認為所需要的最小截面積相對小，造價低；關于導體連接方式的方面：得出放熱焊接法與其它的接法相比較，會發現更加節約銅材。并且這種接法生成的連接頭的品質相對地較好。(2)在接地網結構恰好與土壤的條件大致相同時，會發現，鋼接地網，其相關的接地阻抗，在與網內電位差上所占總電位的比值，都會較鋼材的偏小。(3)針對于大中型模式存在的接地網來說，若想降低接地電阻，那么采用垂直接地體不會起效，因為其所起到的降阻作用很小。(4)而大型存在的鋼材接地網，一定會產生圈套間存在的網內電位差，一定程度上，并且其值間接地隨地網的面積成正比例影響。但是相反的，隨接地導體的相關半徑的增加和均壓導體的根數的增加而減小。還有，短路電流設置的入地點物理距離上偏離地網中心相對的越近，就會發現網內電位差產生值就會越大。(5) 接地網在面積相同的情況下，其有效面積內若導體間距越小，則不但可降低最大暫態GPR值。同時，最大暫態GPR相對的持續時問也隨之會變短。(6)在土壤和雷電流參數保持不變之情況下，地網沖擊接地的電阻值會隨著接地網的面積其不斷增大，發生很快減小且趨于某一定值的現象。而且，當接地網的面積在超過一定值時，這一種影響，表現出的作用就會變得及其微弱。由此得出，在雷電流存在的作用下，因此產生的沖擊接地阻抗，它會隨接地網的面積，會出現變化，且變化的情況會與工頻有關系，且時而有所不同．

變電站在工程建設等方面，即電氣一次主接地網建設中，需要遵循以下的原則進行：減少工程的工作量、節約功臣費用資金、盡量降低工程的風險和提升施工的安全等，最終保證工程可以順利有效安全的進行。

參考文獻

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