变电站电气一次主接地网设计

1、变电站电气一次主接地网设计摘要：作为关系变电站稳定运行的重要组成部分，电气一次主接地网设计质量 的提高，有利于增加变电站运行过程中的经济效益，降低其故障发生率。因此， 在开展变电站电气一次主接地网设计工作的过程中，设计人员应考虑多个方面的 影响因素，有效的避免设计中出现各类问题，影响设计方案质量可靠性的同时给 变电站的稳定运行带来潜在的威胁。因此，需要运用先进的设计理念及科学的设 计方法，提高变电站电气一次主接地网的设计质量，为变电站的运行稳定性打下 坚实的基础。关键词：变电站；主接地网；服务功能；问题一、变电站电气一次主接地网在设计中存在的问题 伴随着电力工业其迅速发展，一次接地网在运行中，

2、安全因素越来越多，传 统的所谓经验的公式，当用于设计复杂工程的条件下的相对的大型接地网时，表 现出明显存在缺陷。关于这些缺陷，主要有：（1）在设计手册上，相关经验的 公式并未将土壤存在不均匀性考虑在内。（2）在设计手册上，经验的公式并未 考虑到接地网上存在的不等电位分布。（3）在设计手册上，经验的公式并未考 虑到，某种情况下，电流的注入点位置如果存在不同，那么其对接地网的相关安 全性能会造成影响。（4）在设计手册上，经验的公式是仅仅只能初步的进行估 算，以得到变电站内其相关地表电位升，得到的相对平均值，无法分析出变电站 内的任意一点的接触电压与跨步电压。因此，无法估计出这些点是否存在安全问 题

3、。（5）在设计手册上，经验的公式并未考虑到，如果出现的现实情况是，不 仅仅相关其它的电气设备，接在接地网接上，接地与接地网并且构成回路。如果 万一发生故障，那么，则这些个电气设备也就是会仍然地相当于接于接地网上。 于是，就会出现与接地网之间会存在相互影响的现象。（6）在设计手册上，经 验的公式不能解决，逐渐受到重视的日益严重的电力系统的电磁兼容问题。（ 7） 另外，把总体布置图，有的设计者将其作为竣工图纸，直接给运行单位是不妥的。 这是因为实际在施工中，还是会出现不少的改动和增减。二、变电站电气一次主接地网设计的措施2.1 电气主接线设计电气主接线设计是变电站电气部分的主体,它决定着变电站在电

4、力系统中的地 位及设备制造的水平。并且对拟定电气设备的选择、继电保护、配电设备的布置、 自动设备和控制方式也有着十分重要的影响。电气主接线设计应在确保变电站使 用占地面积小,低能耗损少的前提下进行设计。现场勘测 现场勘测是接地技术网敷设的前提,它主要包括:地质勘察、现场占地测量、 土壤电阻率测量。其中土壤电阻率是接地网如何设计的关键步骤,它直接影响到接 地电阻能否满足要求、接地系统的成本和接地系统的寿命。因土壤电阻率主要受 四大因素影响：（1）土壤类型。（2）土壤的疏密度。（3）土壤的温度。（4）土壤水分含 量。因此测量结果要考虑到土壤温度及水分对接地网设计的影响,尤其是水分的影 响,应据地质

5、详细分析,择好的依据而定。若电阻率过高不便施工布设,应减小土壤 电阻率。减小土壤电阻率的方法有:（1）更换土壤。如:砂质粘土、黑土电阻率较低, 可做首选使用。(2)增加下埋的深度。此做法可有效避免因土壤结冰及干旱问题使 土壤电阻率升高。(3)做化学处理。如:锅炉渣与土壤混合可大幅度降低土壤的电阻 率。(4)外因接地处理法。如:在金属引线的帮助下将接地体埋入电阻率较低的土壤 里)。接地技术 接地的设计对保证电气设备的正常工作及防止人身触电起到关键性的作用。 接地的目的有以下几个:(1)防止电气设备的机械性损坏。(2)防止人身触电。(3)防 止火灾及爆炸。(4)控制地网额定电位的具体数值。所以接地

6、技术是接地网设计中 不可或缺的环节。接地体的接地装置是由接地线和接地体两部分组成。接地线通 常才用扁钢或者圆钢,接地体通常采用角钢来铺设。一个好的接地装置,接地体是 至关重要的,接地体可分为自然接地体与人工接地体两类:(1)自然接地体即利用与 地有可靠性连接的各种金属结构、管道和设备作为接地体,在变电所周围进行敷设。 如果自然接地体的电阻能满足要求并不对自然接地体产生安全隐患,在没有强制规 范时就可以用来做接地体。(2)人工接地体即人为埋入地下作为接地装置导体的接 地体。一般将符合接地要求截面的金属物体埋入适合深度的地下,电阻符合规定要 求,则做为接地体。合理选择电气设备 合理选择电气设备需遵

7、守:(1)短路条件下时,电气设备的动、热额定值。(2)根 据工作环境、安装地点来选择适合的电气设备(如:水分交的的土壤应选用质地厚 的设备,并涂上防潮油)。(3)正常工作时电气设备的额定数值。这是选择电气设备 的基础条件,根据一般工作下的额定值可以大体确定主变压器的台数及内、外引下 的敷设数目。而后在根据城区的供电条件、负荷性质及城区经济和电力技术做详 细选择。防雷设计雷电对于接地网存在较高的危害性,做好防雷设计是保护接地网安全的重要手 段。(1)自然情况下直击雷是最为常见的,这就需要变电站的配电装置采用全户内布 置,采用屋顶避雷带防止雷击。如在屋顶避雷带采用扁钢与接地网接地网进行连接 并热镀

8、锌进行隔离。(2)雷电压过大会造成接地网的整体崩塌,所以防止线路侵入的 雷电波过电压是防雷设计的关键。如将进线分为十段,再每段上安装避雷器,主变 压器侧引出先利用母线母线避雷器来保护过电压,为了进一步安全隔离还应在主变 压器中性点上装置一台避雷器。三、具体方案的设计 具体方案设计应按照现场勘测的土壤数值和变电站复合接地的总体设计，加 以分析运算来进行符合性接地布设。具体施工流程如下：(1)使用科学的辅助 工具，挖掘接地极需要的沟槽。(2)利用合理的工具将竖直接地极埋入地下。 (3)将水平接地极摆放整齐并埋置沟槽底。(4)把水平接地极与竖直接地极与 其他敷设部分进行连接。(5)变电站里各个重要电气设备与接地极进行多点式 连接。(6)在深井里倒入降阻剂。(7)将沟槽回填，清理作业地方。结束语： 变电站建设电气一次主接地网工程建设要以降低工程量、节约资金投入、保证设 计与施工安全为原则的基础下，以使工程安全、顺利、节约效率，使城网建设快 速的发展策略。使变电站在符合相关规范与设计要求的前提下稳定、安全、高效 地运行。变电站建设电气一次主接地网工程设计应该遵循安全、可靠、节省投资、减 少施工安全风险的原则，保证工程顺利、安全投入运行。变电站经过电气一次主 接地网设计后运行平稳，接地网的各项指标均符合有关设计要求与规范，保证人 员与设备的运行安全，满足变电站安全稳定、节效经济