變電站電氣一次主接地網的設計思路

王翠菊 趙陽

摘要：在電力市場不斷改革和發展的過程中，相應的變電所設計及運行水平也得到了顯著提高。現代社會中，一次主接地網的設計是變電站運行穩定性的重要保證，在用電負荷日益增多的現代社會，電氣一次主接地網的設計至關重要，必須結合當前的科學技術，做好統籌規劃，才能使變電站運行更加持久穩定。但從目前的設計狀況來看，電氣一次主接地網的設計仍有不足之處，

關鍵詞：變電站;設計思路;電氣一次主接地網

變電所建設作為整個電力系統的重要組成的一部分，直接地也關系到整個電力系統的穩定安全運行，在各個電力行業的快速發展中，電力已逐漸成為各個電力行業經濟發展的主要動力依靠，因此保證變電站的穩定安全運行至關重要。電力變電站一次主動連接地網的總體設計方案是保證電力變電站穩定安全運行的一個重要控制因素，這樣不僅可以大大提高電站運行的社會經濟效益，還同時可以大大減少電力故障可能發生的概率。但目前我國電氣一次主接地網設計中仍存在一些不盡如人意的地方，特別是設計不合理造成了變電站一次主接地網的設計思路有很大的現實意義。

1有關變電站電氣的相關內容闡述

變電所一次電氣安全正常運行對整個一次電力系統的穩定安全運行起著至關重要的保障作用，其中接地網及其連接安全是其中的關鍵組成一環，接地網的安全使用與及其連接安全可以為一次電氣設備運行提供一定的安全參考，隨著當前我國一次電力安全事業的不斷健康發展，在我國變電站安全接地網的廣泛應用發展過程中，出現了各種各樣的安全技術問題，對其技術設計和安全應用還仍然需要不斷改進，針對我國變電站一次電氣主設備接地網的安全設計與實際電氣運行過程有很大的矛盾，需要不斷研究探索新的安全接地網設計方法，保證我國變電站一次電氣設備接地網的有效健康發展。

2電氣一次主接地網設計的總體思路分析

在電氣一次主接地網的設計工作開始前，應先理清設計思路，充分落實基礎工作，從而使后續的施工工作與維護工作更加順暢。第一，從工程設計的實際情況出發，結合電氣一次主接地網的特點和設計所需的資料，確定電氣一次主接地網的設計參數。第二，在設計和應用過程中，不同形式的主接地網實際作用的效果有很大的差別，因此在總體規劃的環節中，應結合設計方案的經濟性和可行性特點進行綜合設計，電氣一次主接地網設計不能空中樓閣，必須與實際環境相結合，避免后期施工過程中存在較大的問題。應站在全局的角度，做好各種細節的規劃和設計，對于一些關鍵的技術指標應該進行合理的設計，使電氣一次主接地網能夠達到我們心目中所期望的效果，從而為后期維護工作提供方便。

3變電站電氣一次主接地網設計的基礎工作

就一般變電站一次電網主電場接地網的具體設計研究工作而言，可以劃分為兩個主要方面：①對于有關設計人員在實際進行一次變電站具體設計時，收集一次接地網的相關設計信息資料，并對所設計涉及的研究參數和設計數據模型進行綜合分析。在此類的基礎上，設計工作人員對以往自己設計的一次變電所電網進行了設計研究，并以所研究獲得的設計信息模型為設計依據，進一步研究完善一次接地網的具體設計方案。但是，在實際一次接地網的具體設計研究工作中，需要的設計信息模型數據相對較多，且以往所研究取得的設計研究成果數據還具有一定的技術局限性，設計工作人員因此需要通過各種相關的設計試驗對研究數據和設計信息模型進行綜合分析，只有準確地充分掌握這些信息，才能有效提高一次接地網具體設計的技術質量;②對于一次接地網的具體設計而言，種類繁多，這就必然需要電網設計工作人員在實際進行電網設計時對電網施工時的區域情況進行仔細考察，選取最準確符合要求的一次接地網設計樣式。

4主接地線、勘測、技術設計與防雷設計分析

4.1主接地線設計

對于整個轉送變電站接地網的主要輸變接地線路及線路總體設計而言，技術難度較大，這一設計關鍵環節的主要接線線路設計可能會直接嚴重涉及到各輸變電站的安全可靠穩定運行，也很有可能會直接影響整個各主輸變網站電力系統的安全穩定可靠正常運行。因此，在具體的主要接線線路設計以及工作進行過程中，設計者必須充分掌握相關的注意事項，切實保證這一環節設計的合理性和科學性，主要內容是：（1）根據主接地線的具體運行狀況和變電站的荷載狀況，根據目前電力行業的相關技術要求與標準，采用質量合規的主接地線，在實際設計中根據有關參數規范來科學判斷主接地線的質量，并按電力行業的有關標準進行正式使用。（2）由于設計主接地線極容易受到各種外部因素的影響，因此設計人員需要提前全面考慮這些因素，根據具體設計過程中的地理和環境因素，保證設計的科學化和人性化，既要保證主接地線的安全有效使用，又要在極大程度上減少故障率，使變電站的設計更加科學、人性化。（3）始終堅持綠色環保的理念，促進變電站一次主接地網的可持續發展，顯著提高資源的利用效率。因此，在具體設計中，設計者應科學地安排各個設計環節，不斷提高設計效率，在充分考慮占地面積的基礎上，合理規劃和設計主接地網。對于電氣一次主接地網的設計，可以說應從全局出發，充分利用各種不同的設計理念和設計細節，保證變電站具有較優的運行水平，使主接地網具有更優的服務效能。

4.2勘測設計

通常情況下，一些大型電力企業主要工作關注的是勘測工程設計工作過程中可能涉及的地網電阻的功率系數分配大小問題，其主要工作目的也就是通過充分提高接下地網線路電阻對功率的溫度穩定性，從而延長電力變電站的設備使用壽命。但是，由于一些接地地網裝置安裝在地下，其地網電阻的功率將直接受到地下土壤的濕度影響，使勘測設計者及其在進行勘測設計過程中往往不能準確性的測量地網電阻的功率分配大小。為此，電力企業要求相關設計人員必須按照前期變電站移動接地網的總體設計基本原則，減少優質土壤對連接電阻和效率的實際影響，以便于后期變電接地網的具體設計與后期安裝。在這種降低連接電阻和效率的設計方法上，主要認為有用于如下的幾個主要方面：①不同位置土體土壤結構對連接電阻和效率的實際影響不同。為此，相關設計人員建議可將變電接地網前期安裝位置區的優質土壤含沙替換為其中含沙面積量較大的優質砂土，從而大大方便了后期地網設計者的安裝工作;②不同土壤含沙深度的不同，對變電地網的連接電阻和效率也可能會隨之產生不同的實際影響。為此，設計者此時應在工地施工勘測區域首先選擇合適的混凝土層放在深度處并進行產生電阻的概率值的測量，從而為后期凝土接地網的施工設計與維護安裝工作提供一定的技術信息分析依據;③對于工地勘測前的設計施工過程，相關施工人員此時可考慮利用有機化學反應原理將位于土壤內部的一些化學元素直接進行有機化學反應，從而有效降低外部土壤的產生電阻的概率;①如果上述三種勘測措施都完全不能有效地達到降低外部土壤產生電阻的概率，則工地施工人員此時可以考慮采用一種外接法，即在外部土壤中直接插入符合規定的各種金屬線，從而可以達到有效降低外部土壤產生電阻的概率的主要效果。

4.3技術設計

對于各種電氣安全技術相關工程設計而言，其電氣技術工程設計的主要技術目標和基本技術要求也就在于完全可以大大提高整個電氣變電站正常工作運行的各種用電系統安全性和正常工作時的可靠性，設計者和研究工作人員對充分利用各種電氣一次主接地網和二次接地網的良好電氣技術工程設計及其效果在于可以大大提高整個電氣變電站工作人員對于遇到各種安全突發事件時的安全應急處理反應力和控制能力，從而完全可以大大減少各類機械觸電、火災等各種用電系統安全事故發生的可能性。在電氣供電系統建筑物內部、附近的所有各種導電金屬物和各種電氣元件接地線也都有可能因為需要統一地通過各種專用電氣連接元件進行連接（一般采用導電焊接或可靠的各種電氣元件導電連接元件進行連接）這種方式進行來連接起來，從而完全可以直接使整個電氣供電系統建筑物內部結構成為一個良好的等效式空氣電位體。一般來說，電力企業的安全技術流程設計主要可以分為兩個基本方面：①采用自然技術設計。在自然技術設計的一方面，就是電力企業組織相關技術人員把使用接地網的不同電力設備連接起來，這樣在不同的電力設備之間自然就已經形成了一個比較系統化的網絡。與其它電力技術流程設計管理方法應用相比，自然技術設計不僅可以大大提高電力設備正常運行的技術安全性，而且它還可以有效地盡量避免后期或在使用設備過程中損壞接地網造成安全事故的發生可能性;②采用人工技術設計。就人工數據設計而言，它們中存在著大量的人工數據應用信息進行測試，對電技術員來說具有較高的人工專業技能，這在很大一定程度上就是增加了在電接地網中可能出現人工問題的設計可能性。

4.4防雷設計

電氣保護性能好，一般使用情況下，電氣一次接地網內部具有較強的抗震保護供電作用，可大大降低電氣變電站內部遭受自然雷擊的危險可能性。因為電氣變電所與電氣接地網之間的電纜連接以及設備等都具有一定的技術特殊性，因此極易受雷擊的影響。對某些大型電力企業來說，他們可能會對其選擇方式采用基于傳統的整體電壓一次防雷保護方法，即在主線接地網的一條進線側位置上應設置一次避雷保護裝置，同時，在進線側側位置牽引一條保護母線，從而對一次避雷保護裝置本身提供安全保護。即便他們采取了上述保護措施，可有效防止電力變電所長期遭受的各種雷電災害襲擊，但并未真正達到完全性的保護避雷效果。為此，電力企業防雷技術人員在進行設計一次防雷設計時，應對一次防雷保護裝置的各個中性點位置進行有效的路線規劃，同時在設計施工流程規定的避雷要求內，在最合適的避雷地方內應安裝了防避雷器，同時在合適的避雷區域內應設置獨立的防避雷針，使其與保護主線和接地網之間可以完全靠母線連接，驗算一次防火避雷裝置保護主線范圍之間是能夠覆蓋全變電站。從而充分發揮動力電氣一次防雷主線和接地網的一次整體電壓防雷保護效果，發揮其全部防雷性能上的優勢。

4.5主接地網的細節設計

變電所一次主接地網的設計，往往需要有一些創新，即設計者需要結合具體的設計環節和變電所的特點，進行靈活而巧妙的設計，以提高變電所的運行效率。電力一次主接地網的細節設計，主要內容有：1）在設計主接地網時，要有對自然設計思想的創造性運用。根據工程的具體特點，充分掌握各種變電站設備的分布情況，從而明確變電站的運行特性，為后續的細節設計提供更科學合理的依據。（2）注重設計思路的靈活性。例如：對于變電主線和接地網的各種參數數據設計，在通常的數據設計參數方法不能完全滿足參數設計中的要求時，可以充分考慮多種參數設計方法思路的有機融合，但仍然必需始終堅持把各種質量穩定合格、性能可靠的分流接地裝置盡量設置在接地土壤中，以此方法來有效控制分流大量的接地電流，盡量避免這些過量的接地電流直接沖擊各類變電站，確保各類變電設備的安全可靠正常運行。（3）加強應用現代信息技術。就是借助于計算機的強大功能，全面檢測主接地線的設計，實時獲得各種數據信息，及時確定電氣一次主接地網設計是否影響斷路器與變壓器，以保證設計的有效性。

結束語：

新時代背景下，變電站電氣一次主接地網的安全可靠運行直接關系到電網運行的穩定，也影響著人民用電的可靠性。因此，電網建設企業必須高度重視變電站電氣一次主接地網的項目設計建造工作，并選擇高素質的專業設計人員負責此項工作，設計者要明確變電站具體情況，科學合理地開展接地線設計、主接地網的設計、防雷設計等工作，確保變電站運行的有效性。

參考文獻：

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