變電站接地系統優化設計方法及其應用研究

李麗華

【摘要】隨著社會科技不斷發展，社會生活、生產活動對電力需求越來越大。這也就意味著電力系統的容量需要隨著與日俱增的電力需求而不斷增大，那么在電力運輸過程中，電流不可避免的流入地下，并且隨著電力需求增加，系統電流量也不斷增加，這就對電力系統的安全性提出了更高的要求，必須保證電力系統在輸配電過程中絕對的安全性，確保社會財產及群眾人身安全。變電站接地系統設計方案的科學性能夠很大程度上保障安全作業以及生產生活。因此，本文就變電站接地系統優化設計方法及其應用談談淺層看法以便更好的學習實踐。

【關鍵詞】變電站；接地系統；優化設計；應用

電力系統是社會生產生活中必不可少的基本保障，對于整個社會的發展有著不可取代的重要作用。而變電站中的接地系統又對整個電力系統有著至關重要的作用。眾所周知，電流接地能夠很大程度上保障系統以及輸配電過程中的安全，然而由于地面物質材料構造復雜，并且電力系統又有著其特殊的不安全性以及不穩定性，這就使得接地系統的設計方案成了一個重中難點。但又因為其難度以及重要性，就使得設計出接地系統的優化方案更顯得至關重要。

變電站接地系統現狀及問題分析

近年來，隨著我國電力系統的負擔的不斷增加，需要不斷加大輸配電力度用以滿足相應當下對電力系統的更高要求。然而，近年來，我國發生的多起由于接地系統引起的電力安全事故引起社會關注，此類電力系統安全事故的發生不僅造成設備的毀壞從而引起了電力系統無法安全運行，更嚴重的是，此類事故的發展通常會造成嚴重的人員傷亡及財產損失。經相關部門以及專家研究，此類接地系統引起的事故最大的原因之一就是在進行接地系統設計過程中對于接地系統的設計考慮不夠完善以及設計過程中對于可能出現的問題及相關對策的考慮不足。另外，城市電網設計運行過程中，由于城市用電需求較大然而城市用地又較為緊張，這就使得城市變電站在建設接地系統時常常需要不斷縮小接地網的鋪設面積，這就使得接地短路電流進一步加大，對電力系統造成了更大的損害。另一方面，農村變電站接地系統雖然有著較為寬闊的接地面積，然而由于農村土地多為實用耕地以及相關技術條件的限制，這就造成，當下農村電網接地網絡系統的發展也并不完善。歸結上述幾個方面，我國變電站接地系統現狀不容樂觀，主要存在以下一些問題：

首先，對于接地系統的載體，接地線的選擇使用過程沒有做到符合實際情況。接地線由于大量接地短路電路通過，必然會產生巨大的熱效應，而當下大多數接地系統接地線的熱容量都不夠，也難以做到良好的散熱，及其容易造成接地線焚燒造成安全事故。

其次，接地不夠到位，主要體現在當下許多接地系統的設計施工過程中，許多主要以及重要設備即零件由于技術水平、工藝水平等各種原因難以做到良好的接地，造成接地系統設計不科學。

最后，由于地下水以及其他地下情況的影響，對接地設備造成了巨大的影響，尤其是地下水以及地下排污管道對接地設備的腐蝕也是當下接地系統中存在的嚴重問題。

變電站接地系統優化設計方法措施

面對當下不容樂觀的變電站接地系統的現狀，采取必要技術手段、措施對接地系統進行的優化設計，能夠保障新情況下滿足新要求，對保證社會生產以及促進社會進步有著不可言喻的重要作用。對于變電站的接地系統優化設計提出以下幾個方面加以促進。

2.1選取最佳接地體

對于接地系統中的重中之重，接地體的恰當選擇至關重要。在變電站接地系統的建設過程中，在電力接地系統周圍不可避免的存在諸多排水管道以及其他極其容易造成接地線腐蝕的因素，因此，對于變電站接地系統的接地體的選擇，除了要保證其充足的熱容量以便更好的散熱避免安全事故以外，還要注意接地體必須具有良好的抗腐蝕能力并且還要確保其價格在可接受范圍內。種種條件限制下，金屬銅成為變電站接地體的最佳選擇。由于其化學性質較為穩定，使得其難以與一般物質發生氧化反應而造成腐蝕，因此，金屬銅具有良好的抗腐蝕能力，另外，金屬銅的價格比起普通鐵、鋁等金屬雖然較為高一些，但銅的使用壽命高并且比起更穩定的銀、金等金屬價格已經相對低廉，這就使其成為最佳接地體。

2.2改進接地技術

改進接地技術作為接地系統最主要的工作之一，其重要性不言而喻，而在進行接地技術的改進工作中，主要包括以下幾個方面：

首先，在選取了合適的接地體之后，下一步需要進行選擇的工作就是進行接地極截面的選擇。對于接地極的篩選，主要要求接地極與土壤接觸截面更小，能夠受到腐蝕的面積更小，因此，應當選取截面積更小的圓鋼作為接地極。

其次，做好設備接地引下線截面與主網干線截面的配合工作。大量數據表明，我國眾多接地系統故障事故出現主要原因之一就是巨大的接地短路電流使接地下引線產生巨大的熱量造成起火從而引起事故。這就表明，接地下引線的截面積不能過多的小于主網干線截面積才能夠保證接地短路電流從主網干線順利通過下引線，減少電路中巨大的瞬時電流造成的巨大熱效應對系統造成損害。另外，接地下引線與主網干線相連接時，必須保證連接線數量大于等于兩條，才能夠減少接地下引線電位升高過快、不均衡，并且，當其中一條下引線發生故障時，多余的連接線還能夠備用效果，保證系統正常運行。

最后，雖然我國對于群眾日常生活用電電壓規定為220kV，但是隨著社會發展，電路系統需要不斷擴大輸送容量，并且在輸送過程中造成的電力損失也不可避免，輸送220kV的日常使用電壓通常需要有50KV的損失電壓，也就造成實際運輸電壓要遠遠高于使用電壓，造成了巨大的經濟損失。這就要求設計者在進行接地系統設計時必須減少電阻以減少接地系統短路容量。為達到此目的，可以將接地體進一步深埋進入地下層，或是選取低電阻材質等方式以降低系統短路部分。

設計施工注意事項

（1）滿足各種條件的情況下盡可能擴大接地面積，保證接地短路電流快速的疏散，保障安全。

（2）做好設計施工前的實地考察工作，確保所選場地能夠切實進行施工，充分考慮當地情況，因地制宜，對于施工中可能出現的所有問題，必須做好相應的預防以及解決措施安排，另外，保證安全距離也是需要注意的重要內容。

（3）做好施工過程中監督管理工作，對于施工過程中出現的任何問題，都必須事無巨細認真解決，避免完工投入使用后造成嚴重的安全事故。

4、總結

總之，電力系統的設計施工對于整個社會的發展進步都有著無可取代的重要地位，而變電站的接地系統又在整個電力系統中占據重要地位，能夠保障電力系統日常工作以及輸配電工作的正常運行并且保障相關工作人員以及社會群眾的生產生活的安全。另一方面，變電站接地系統的優化設計能夠進一步提高輸配電效率，提高電力系統的運行效率，進一步促進社會生產力的發展，從而促進社會進步。

參考文獻

[1]王岳明. 接地網優化設計及安全性評估[D].湖南大學，2011.

[2]雷將鋒. 變電站接地系統優化設計方法及其應用研究[D].湖南大學，2011.

[3]鄒建明. 大型地網接地技術的研究[D].浙江大學，2003.

[4]李德超. 變電站內接地短路時避雷線分流系數研究[D].長沙理工大學，2009.

[5]楊曉雄. 接地網數值計算與優化設計方法及其應用[D].湖南大學，2010.

[6]王建新. 接地網腐蝕故障診斷算法與可測性研究及其應用[D].西安科技大學，2009.