变电站接地网的设计与安装

变电站接地网的设计与安装随着电力事业的快速发展，电力系统中对接地装置的要求越来越严格，变电所接地系统直接关系到变电所的正常运行，更涉及到人身与设备的安全。然而由于接地网设计考虑不全面、施工不精细、测试不准确等原因，近年来，发生了多起地网引起的事故，有的不仅烧毁了一次设备，而且还通过二次控制电缆窜入主控室，造成了事故扩大，故接地网对电力系统的安全稳定运行起到非常重要的作用。一、地网设计目前的情况是，变电所网络仅有一张接地网总平面布置图及其简要说明，在布置图中只画出了主干线，一些特殊设备的接地线未标出，也未考虑设备密集区的地线连接，控制室、高压室及穿墙套管的接地网无不标明一些重要参数是如何取得的。有的设计人员并不知道土壤电阻率是由哪个部门提供、如何测量、是否能反映土壤的分层情况等，计算接地短路电流时，未能合理选择点分流和避雷线分流系数，致使设计的接地网电阻值可信度很低。对接地网设计是否全面、合理关系到接地网的短路电流、土壤电阻率、接地电阻值等，现分析如下。1.1关于接地短路电流的计算电力行业标准DL/T6211997中的计算公式为I=(Imax-In)简化为I=Imax(1-Kel);当变压器只有1个中性点，发生所内接地时，In=30%Imax,有2个中性点时，In约等于50%Imax,实际值数确定，出线为1路时，取0.15,2路时取0.28,3路时取0.38,4路时取0.47,5路以上时取0.5~0.58,且应根据出线所跨走廊的分流效果取0.18,这仅适于变电所内有变压器中性点接地的所外接地。取值时，要考虑10年以上的发展规划，需乘以1.2~1.5的发展系数；在散流比1.2土壤电阻率p的取值土壤电阻率p是决定接地网的关键参数，选择变电所所址时，要考电阻率p,若土壤电阻率?太大，接地网的接地电阻值满足不了R≤1.3接地电阻值的要求根据电力行业标准DL/T621197规定，接地装置的接地电阻值应满足R≤2000/I,即IR<2000V。由于现在普遍采用微机保护，其对接地电阻值的要求很高，即R<1p,2000V难以满足要求，故有的采取铺设接地铜排等措施来降低接地电阻值，国外有的已要求IR<650V。二、接地网施工安装×作竣工图给运行单位，未标出施工过程中改动的地方。为防止上述做好中间验收和竣工验收，发现不规范的地方，及时要求施工队返工，制室的接地应形成环网，主干线穿过控制室时，应从两侧往楼上引接地线，且楼房的基石钢筋应与接地主干线连接，以改善接地效果。不得往电缆沟内的接地扁钢上连接，也不应悬空穿越电缆沟。3)·接地网水平接地极铺设后，回填土时，接地网下要用干净的原土，不得将脏土或碎石填到下部。三、接地网阻抗的测试接地网施工完后，必须准确测试接地电阻值，以验证设计计算的准确程度，为运行单位提供确切的接地网参数。由于接地网的特性，随土壤的成分和物理状态，以及随接地极的延伸范围和形状而变化，还随季节变化。测试接地电阻时，接地棒离变电所较远，其间的土壤情况可能很复杂，有分层或埋有金属物等现象，引起电阻值测试不准确，或与设计计算值相差较远。因此，测试接地网的接地电阻值时应在相似气侯和湿度条件下进行。测试接地装置的接地阻抗时电流极要布置的尽量远，通常电流极与被试接地装置边缘的距离dcG应为被试接地装置最大对角线长度D的4～5倍(平行布线法),在土壤电阻率均匀的地区可取2倍及以上(三角形布线法),电压引线长度为电流引线长度0.618倍(平线布线法)或等于电流线(三角形布线法)。1、电位降法电位降法测试接地装置的接地阻抗是按图1布置测试回路，且符合测 × 图1电位降法测试接地装置的接地阻抗流过被试接地装置G和电流极C的电流I使地面电位变化，电位极P从G的边缘开始沿与电流回路呈30°~45°的方向向外移动，每间隔d(50m或100m或200m)测试一次P与G之间的电位差U,绘出U与x的变化曲线。曲线平坦处即为电位零点，与曲线点间的电位即为在电流下被试接地装置的电位升高U,接地装置的接地阻抗为：如果电位测试线与电流线呈角度放设确实困难，可与之同路径放设，如果电位将曲线的平坦点难以确定，则可能是受被试接地装置或极C的影响，考虑延长电流回路；或者是地下情况复杂，考虑以其他方2、电流—电压表三极法a)直线法电流线和电位线同方向(同路径)防设称为三极法中的直线法，示意极P应在被测接地装置G与电流极C连线方向移动三次，每次移动的距离为dcG的5%左右，当三次测试的结果误差在5%以内即可。大型接地装置一般不宜采用直线法测试。如果条件所限而必须采用时，应注意使电流线和电位线保持尽量远的距离，以减小互感耦合对测试结果的影响。 × 线长度边缘的距离；图2电流—电压表三极法接线示意图b)夹角法大型接地装置则尽量远；dPG的长度与dcG相近。接地阻抗可用公式线长度边缘的距离；图2电流—电压表三极法接线示意图b)夹角法只要条件允许，大型接地装置接地阻抗的测试都采用电流——电位线大型接地装置则尽量远；dPG的长度与dcG相近。接地阻抗可用公式(2)修正.×Z'---接地阻抗的测试值。如果土壤电阻率均匀，可采用dcG和dpG相等的等腰三角形布线，此3、接地电阻测试仪法。图3是接地电阻测试仪测试接地网接地电阻的接线方法；测试原理、布线、要求与三极法类似。1、E极在使用三极法测量时必须与P1短接起来，但当地网接地电阻很小，当地网接地电阻较小时(≤0.5Ω),为了提高测量精度，减小仪器与地网测量引线电阻及接触电阻对测量结果的影响，可将E.P短路片解开；减小接触电阻引起的误差，需单独引线与地网测试点相连。图3测试仪试验接线图2、P1--接被测量地网；3、P2--接测量电压线(其长度取电流线长度的0.618倍);4、C--接测量电流线(其长度取地网对角线长度的4～5倍);接地装置的特性参数大都与土壤的潮湿程度密切相关，因此接地装置的状况评估和验收测试应尽量在干燥季节和土壤未冻结时进行进行，不地网的接地电阻符合要求，从而有效的防止设备绝缘损坏造成的跨步电压造成人员伤害或设备的进一步损坏。起到保证电气设备的安全运行，为变电站工作人员创造一个安全可靠的工作环境的作用。×变电站接地网的设计与安装随着电力事业的快速发展，电力系统中对接地装置的要求越来越严等原因，近年来，发生了多起地网引起的事故，有的不仅烧毁了一次设备，而且还通过二次控制电缆窜入主控室，造成了事故扩大，故接地网对电力系统的安全稳定运行起到非常重要的作用。一、地网设计1.1关于接地短路电流的计算电力行业标准DL/T6211997中的计算公式为I=(Imax-In)简化为I=Imax(1-Kel);当变压器只有1个中性点，发生所内接地时，In=30%Imax,有2个中性点时，In约等于50%Imax,实际值数确定，出线为1路时，取0.15,2路时取0.28,3路时取0.38,4路时取0.47,5路以上时取0.5~0.58,且应根据出线所跨走廊的分流效果取0.18,这仅适于变电所内有变压器中性点接地的所外接地。取值时，要考虑10年以上的发展规划，需乘以1.2~1.5的发展系数；在散流比1.2土壤电阻率p的取值电阻率p,若土壤电阻率?太大，接地网的接地电阻值满足不了R≤1.3接地电阻值的要求足R≤2000/I,即IR<2000V。由于现在普遍采用微机保护，其对接地二、接地网施工安装以保证接地网的施工质量，如虚焊、断开、主网未设备接地引下线都未接到主网干线上。另外，施工单位将总体布置图当作竣工图给运行单位，未标出施工过程中改动的地方。为防止上述做好中间验收和竣工验收，发现不规范的地方，及时要求施工队返工，线，且楼房的基石钢筋应与接地主干线连接，以改善接地效果。不得往电缆沟内的接地扁钢上连接，也不应悬空穿越电缆沟。3)·接地网水平接地极铺设后，回填土时，接地网下要用干净的原三、接地网阻抗的测试接地网施工完后，必须准确测试接地电阻值，以验证设计计算的准确程度，为运行单位提供确切的接地网参数。由于接地网的特性，随土节变化。测试接地电阻时，接地棒离变电所较远，其间的土壤情况可能很复杂，有分层或埋有金属物等现象，引起电阻值测试不准确，或与设计计算值相差较远。因此，测试接地网的接地电阻值时应在相似气侯和试接地装置边缘的距离dcG应为被试接地装置最大对角线长度D的4～5布线法),电压引线长度为电流引线长度0.618倍(平线布线法)或等于电流线(三角形布线法)。1、电位降法电位降法测试接地装置的接地阻抗是按图1布置测试回路，且符合测 图1电位降法测试接地装置的接地阻抗流过被试接地装置G和电流极C的电流I使地面电位变化，电位极P从G的边缘开始沿与电流回路呈30°~45°的方向向外移动，每间隔d(50m或100m或200m)测试一次P与G之间的电位差U,绘出U与x的变化曲线。曲线平坦处即为电位零点，与曲线点间的电位即为在试验电流下被试接地装置的电位升高U,接地装置的接地阻抗为：如果电位测试线与电流线呈角度放设确实困难，可与之同路径放设，但要保持尽量远的距离。如果电位将曲线的平坦点难以确定，则可能是受被试接地装置或电流极C的影响，考虑延长电流回路；或者是地下情况复杂，考虑以其他方法来测试和校验。2、电流—电压表三极法电流线和电位线同方向(同路径)防设称为三极法中的直线法，示意图2;dcG符合测试回路的布置的要求，dPG通常为(0.5~0.6)dcG.电位极P应在被测接地装置G与电流极C连线方向移动三次，每次移动的距离为dcG的5%左右，当三次测试的结果误差在5%以内即可。大型接地装置一般不宜采用直线法测试。如果条件所限而必须采用时，应注意使电流线和电位线保持尽量远的距离，以减小互感耦合对测试结果的影响。线长度dCG—电流极与被试接地装置边缘的距离；dPG—电位极与被试接地装置边缘的距离；图2电流—电压表三极法接线示意图b)夹角法线长度dCG—电流极与被试接地装置边缘的距离；dPG—电位极与被试接地装置边缘的距离；图2电流—电压表三极法接线示意图b)夹角法只要条件允许，大型接地装置接地阻抗的测试都采用电流——电位线大型接地装置则尽量远；dPG的长度与dcG相近。接地阻抗可用公式(2)修正.θ---电流线和电位线的夹角；Z'---接地阻抗的测试值。如果土壤电阻率均匀，可采用dcG和dpG相等的等腰三角形布线，此接地修正公式2。图3是接地电阻测试仪测试接地网接地电阻的接线方法；测试原理、1、E极在使用三极法测量时必须与P1短接起来