220kV变电站接地降阻研究.docx
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220kV变电站接地降阻研究I主量Dianq'gongchengYuzid01"1ghua
220kV变电站接地降阻研究
陈娟
（湖南送变电勘察设计咨询有限公司,湖南长沙410000）
摘要:
根据DL/T621--I997《交流电气装置的接地》的要求,对湖南省内浏阳南220kv
变电站人工接地网的工频接地电阻进行了计算分
析,并结合站址实际情况提出了相关的降阻措施.
关键词:
220kV;变电站:
降阻
1220kV变电站基本情况
1.1地质情况说明及土壤电阻率
根据地质专业提供的资料,本站站区为石灰岩地层,上覆残积
黏性土,可塑硬塑状态,下伏中等风化灰岩,站区地层从上至下
分述如下:
（1）黏土（Q）:
红褐色,硬塑,稍湿,局部含黑色铁锰质氧化
物,表层含植物根系,俗称红黏土,具有弱膨胀性,分布广泛,厚度
约3511"1.
（2）黏土（Q）:
红褐色,软,可塑,很湿,局部含黑色铁锰质氧化
物及强风化状灰岩角砾及小碎石,俗称红黏土,具弱膨胀性,广泛
分布,厚度约23m.
（3）灰岩（C）:
深灰色,中等风化,一般呈巨厚层,裂隙较发育,
岩体较破碎,含灰白色方解石脉体,岩体较完整,溶蚀现象普遍,基
岩顶面起伏差较大.
本文按现有条件进行分析,暂定站址区域内土壤电阻率为
150Q?
m,全站按均压土壤电阻率考虑.
1.2接地允许值分析
1.2.1接地电阻允许值R≤2ooo/1=2000/10585=0.189n
（1）
式中,,为入地短路电流.
本站最大接地短路电流220kV侧为29.06kA,考虑线路避雷
线的分流系数为0.5.以及变压器中性点对接地短路电流的分流作
用,入地短路电流计算的值为1=10585A.
1.2.2接触电位差允许值
=
（174+0.170）/,/:
575.91V
（2）
式中,pc为地表土壤电阻率,本站取电阻率~=150n?
m;t为接地短
路电流持续时间,按主保护动作时间考虑,取t=0.12S.
1.2,3跨步电位差允许值
=
（174+0.70）/x/t=（174+0.7×150）/,/0.12=805.41V（3）
式中,P及t取值同上.
2接地极及接地线的截面选择
接地装置由设备接地引线及地网接地体组成,本站拟采用热
镀锌扁钢为接地材料.根据规范…（DL/T621—
1997《交流电气装
置的接地》）的要求,按照热稳定条件,未考虑腐蚀时,接地线最小
截面应符合以下公式:
接地引线s≥
/t/C:
29060×,/0.6/70=321.57mm（4）
式中,为接地线的最小截面（mm2）;为流过接地线的最大短路
电流稳定值,本站取29060A;为短路等效持续时间,=矿c0,本
站取0.6S;C为接地线材料的热稳定系数,扁钢取70.
由公式（4）可知,本站接地引线选用一60×6热镀锌扁钢即可.
根据规范…要求接地极的选择按接地引线的75%考虑,要求
接地极最小截面为241.181111112.
考虑热镀锌扁钢年腐蚀率为0.05mm/年,腐蚀年限为30年.
若选用一60×6镀锌扁钢则有:
（60—0.05×30）×（6—0.05×30）=263.25>241.18满足要求.
因此本站接地极材料同样选用-60×6热镀锌扁钢.
3接地网工频接地电阻计算
本站的接地网采用均压带等间距布置的形式,水平接地体采
用一60×6热镀锌扁铡.根据规范[订中附录A中的计算方法,复合
式接地网的工频接地电阻值采用以下公式计算:
Rd?
R（5）
d=（31n一0-2）.
/SL0
R2l.（1（ha
S9hd
）
/z耵
式中,R为任意形状边缘闭合接地网的接地电阻（n）;R为等值方
形接地网的接地电阻（n）;S为接地网的总面积（m）;d为水平接
地极的直径或等效直径（m）;h为水平接地极的埋设深度（m）;L.
为接地网的外缘边线总长度（m）;为水平接地极的总长度（m）.
本站接地网面积S=7l18m,等效直径d=O.03m,接地极埋深
h=O.8m,周长L~326m,均压带总长度L=I8501TI,土壤电阻率
p=150Q?
m.
将上述数据带入公式（5）中,得O.81n.
R≥|R,根据规范…中5.1.1点要求,需校验跨步电势及接触
电势.跨步电势允许值要求接地电阻R镕≤1.09n,接触电势允许
值要求R≤0.303n,通过上述计算可知,接地网的工频接地电
阻值满足跨步电势要求,但不满足接触电势要求.
4接地降阻处理措施
有效的降阻措施包括:
扩大接地网面积,水平接地体外延,深
层接地网,接地井,降阻剂等.
4.1扩大地网面积及水平接地体外延扩大地网一般采用外引扩网的方式,外引扩网与外延水平接
地体位于变电站围墙以外,因此需采取有效的防护措施,防tk~t"力
破坏.为尽量减少外延地网与站内主电网问的屏蔽作用,外延水平
接地体宜采用放射状,起点一般为主地网的四角处.外扩地网及外
延水平接地极均需与站内主地网可靠连接,连接点一般为3个及
以上.
外引扩网与外延水平接地极的降阻方式一般均需涉及到站外
征地,征地费用较高,且按政策处理较麻烦;若不征地,外扩地网及
外延水平接地极易遭受外力破坏,因此,在征地范围以外采取上述
措施降阻存在不确定因素,实施起来相对较困难.结合本工程实
际,本站进站道路在变电站的征地范围之内,可考虑在进站道路下
敷设外延接地体.若在进站道路下预埋外延水平接地体来降阻,初
步估算接地网的工频接地电阻将降至0.67Q.
4.2接地井
接地井分为接地深井和接地斜井2种,其本质分别是在垂直
方向和水平方向增加接地网的面积.
接地深井适用于变电站下层土壤电阻率较小的情况,其井深
应到达低土壤电阻率地层,深入到地下水位层效果更好.考虑在变
电站地网的四角各打入一个∞001砌,深度为40m的接地深井,
每口井内埋设一根长约40m,thl6mm的铜包钢接地极,接地井采
用降阻剂填充.根据规范[1中附录A中的计算方法:
R2p1r2（1"丁81一1）
Dianqigongchengyuzidonghua◆电气工程与自动化-:
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为1.44n,3个接地深井的并联电阻为0.48n;接地斜井与主地网
并联后,整个地网接地电阻为0.28n,既满足了跨步电势要求,又
满足了接触电势要求.
4.3深层接地网
深层接地网适用于回填深度超过2m的填方区.实践证明,深
层地网的敷设对降低电网工频接地电阻具有定效果,但由于上下层地网的相互屏蔽作用,深层地网的降阻效果并不能等效为直
接增加接地网的面积.
（6）5结语
式中,为垂直接地极的接地电阻（n）;p为土壤电阻率（n?
m）;Z
为垂直接地极长度（m）;d为接地极的直径或等效直径（m）.
将接地深井相关参数带入公式（6）,得:
单个接地深井的电阻
为5-31n,4个接地深井的并联电阻为1.33Q;接地深井与主地网
并联后,整个接地电阻为0.45n,仍不满足接触电势要求值.
由于本站占地较小,若增加接地井的深度或数量,则接地井之间
存在相互屏蔽作用,效果不佳,因此本站考虑采用接地斜井的方式.
接地斜井等效于增加了接地网的面积,且斜井一般埋设较深,不
容易遭受外力破坏,接地斜井成放射状敷设,相互间屏蔽作用较小.
本站拟在接地网边角位置设置3口接地斜井,斜井110mlTl,长度
为200m,埋设深度为8m,斜井内埋设一根长约200m,（b16ITllTl的
铜包钢接地极,斜井采用降阻剂填充,接地斜井成放射状敷设.根据
规-中附录A中的计算方法:
浏阳南220kV变电站仅采用常规的接地网时其工频接地电
阻满足跨步电势要求,但不满足接触电势要求.通过计算分析,本
站拟采用下列措施以降低地网工频接地电阻:
（1）考虑将地网沿进
站道路进行延伸,并外引接地体至站址坡下的冲沟及池塘内,地网
接地电阻降至O.67n,但仍不满足接触电势要求.
（2）在接地网边
角位置设置3口接地斜井,斜井l10mm,长度为200m,埋设深
度为8m,斜井内埋设一根长约200m,4,16min的铜包钢接地极,
斜井采用降阻剂填充,接地斜井成放射状敷设.接地网工频接地电
阻降至0.28n,既满足跨步电势要求,又满足了接触电势要求.（3）
当填方面积超过变电站面积I/3,回填深度超过1.5m时,应考虑
敷设深层地网,提高降阻,均压效果.尹
（1n--+A）（7）…恤.
式中,R#为接地斜井的接地电阻（n）;P为土壤电阻率（n?
m）;为接地斜井长度（m）;d为接地极的直径或等效直径（m）;A为接地
极形状系数,本工程取一0.6.
将接地斜井相关参数带入公式（7）,得:
单个接地斜井的电阻
[参考文献]
交流电气装置的接地
收稿日期:
201卜O7一o4
作者简介:
陈娟（1979一）,女,河南省夏邑县人,研究方向:
变电电
气设计.
（上接第63页）
电控箱S4,检查接线及转换钥匙开关是否接触良好.s4正常则继续
检查多个串连在一起的拉绳开关SR.是否有误动作或接触不良,并
将之恢复,若上述均无问题存在,再返回抽屉室,令中控再发出驱动
信号,此时若还不能启动,在备妥情况下,检测端子XI:
.和x,是否
有电,若有一个没电也不会启动.最后,检查现场各I度,Ⅱ度跑偏开
关闭SE.1rI和SE.1rⅡ是否良好,并恢复.
保工程质量的合格与否.这是对电气装置的检验也是对安装工程施
工质量的检验.与调试一样,在试运行前需编制试运行操作方案,并
根据编制的方案,要求进行操作.在试运行的同时,要做好试行的真
实情况记录,对出现的问题实事求是记录并及时处理,做到与图纸
以及技术规范要求相符在电气设备的试运行工作完成后,移交至
使用单位验收通过,施工单位在保修期内做好质量服务工作.
4电气系统调试的内容5结语
4.1电气调试的具体内容
一
般来说,在所有的电气设备安装以及安装结束以后都会进
行初次调试试验.首先,对所有安装完成的电气通电检查.其次,依
照生产的要求对电气设备进行空载和带负荷下的调整试验.最后,
在确保电气设备在正常,过度工况下都能正常运作的情况下,核对
继电保护整定值;审核校对图纸;编写复杂设备及装置的调试方案,重要设备的试验方案及系统启动方案;负责整套启动过程中的
电气调试工作和正常运行的技术指导.
进行调试的相关工作人员应该在调试工作开展之前,根据有
关工程规范和规章制度,编制设备调试方案.事先透彻了解,研究
相关的图纸资料,技术资料以及设备制造厂家的设备出厂实验报
告,确保调试工作的有效进行.同时,应熟悉设备的现场分布情况
及其他相关的电气系统接线等.其中,在调试方案的编制过程中,
需指出不同设备的不同的试验项目和规范要求.最好罗列出具体
的调试方法,步骤,以及详细的试验接线和有关的安全措施等.
4.2电气装置的试运行
电气设备在工程安装完成以后,都要进行试运行的工作,以确
综上所述,在进行电气控制系统安装调试的过程中,应确保遵
守图纸准确接线,依照图纸准确施工安装.在设备安装,调试过程
中若出现问题,切勿手忙脚乱,应认真,具体分析,找出设备故障原
因所在,及时采取合理的维护措施,确保设备正常,高效的运行.
[参考文献】
[13苏尚昆.电气系统安装质量的技术措旌[J].科技资讯,2009（4）
[2]叶世林.关于变电所35kV及以上电气设备安装及调试的探讨[力.
黑龙江科技信息,2010（29）
[3]黄秋龙
.探讨电气管道安装中出现的问题[J].中小企业管理与科
技（下旬刊）,2010（8）
[4]聂焕玲.浅谈电气系统的安装与调试[J].江西煤炭科技,2009
（2）
收稿日期:
201卜O7—25
作者简介:
谢畅（1976一）,男,湖北宜昌人,工程师,研究方向:
电
气设备安装及调试.
机电信息2011年第24期总第306期65
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