岑巩新兴变接地网改造方案.docx

岑巩新兴变接地网改造方案.docx

《岑巩新兴变接地网改造方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《岑巩新兴变接地网改造方案.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

岑巩新兴变接地网改造方案

110kV新兴变电站

接地网整改方案

批准:

审查:

校核:

编写:

贵州泰铭电力实业有限公司

2011年10月

110kV新兴变电站接地网整改方案

概况：

110kV新兴变电站，地处岑巩县城北面1公里处，跟青溪集控中心12公里，总占地面积5100平方米。

投运于1989年11月2日。

二期工程于2001年竣工投运，并于同年全站进行了自动化改造。

110kV新兴变电站有110kV、35kV、10kV三种电压等级，现主变容量为1×50000kVA+1×31500kVA，两台均为有载调压变压器。

110kV采用外桥接线，最终出线2回，现有出线2回，分别与220kV青溪变电站、220kV岑巩变电站相连接；35kV采用单母线分段接线，最终出线6回，现有出线5回；10kV采用单母线分段接线，最终出线12回，现有出线10回；10kV无功装置补偿容量2×3900Kvar；10kV站用变2台。

110kV新兴变电站是35kV龙田变电站、35kV桑坪变电站、35kV天马变电站、35kV凯本变电站、35kV天星变电站及宇龙钢绳厂、金源冶炼厂、巨华冶炼厂、顺发冶炼厂的主供电源，是小花滩水电站上网的桥梁，是岑巩县城20万人民生活用电的生要保证。

我公司受凯里供电局委托，对110kV新兴变电站接地网整改进行设计，期间对110kV新兴变电站进行了勘察，并查阅了相关技术资料，由于该站建设时间超过二十年，无隐蔽施工原始资料，经过勘察，该站可供敷设地网面积约为5100

，该站基土在表层面下（表层为水泥地），土层约厚1-5m，土质相对较好，但在基土下，有沙砾和石块，土壤电阻率较高，所以理论计算时水平土壤电阻率估算600Ω.m，垂直土壤电阻率估算1500Ω.m（经过勘察，该站土壤较浅，表层6米以下为白云质灰岩，地下水层较深，可供选择的接地方式不多），考虑到施工不破坏该站正常的生产运行，不破坏原有接地设备和整体环境，拟定在该站的地网改造中，根据设备安装位置不同，采用不等间距敷设水平接地网格，以满足跨步电压及接触电压的安全需要，同时由于接地面积限制，采用安装垂直接地装置（ALG离子接地极），以满足整改后接地电阻不大于0.5Ω的要求。

1．工程基本情况及接地要求：

110kV新兴变电站可供敷设地网面积约为5100

，要求接地电阻不大于0.5Ω。

地网性能稳定，抗腐蚀能力强，使用年限长。

2．设计依据

2.1DL/T621《交流电气装置的接地》

2.2DL/T620《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》

2.3GB50057-94《建筑物防雷设计规范》

2.4GB50169《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》

2.5GBJ79-85《工业企业通信接地设计规范》

2.6DL/475-92《接地装置工频特性参数的测量导则》

2.7《防止电力生产重大事故的二十五项安全要求》国电2000-9-28

3.设计方案说明

3.1、接地网的主要作用及基本要求

接地网的作用较多，在大多数情况下主要有雷电流的泄流、故障电流的泄流、工作接地三种。

3.1.1雷电流泄流

雷电流的能量频谱显著高于工频电流，泄流瞬间的电位差主要决定于电流变化率产生的感抗。

防雷装置地上高度hx处的电位：

U＝UR＋UL＝IRi+L0.hx.di/dt

式中：

UR－雷电流流过防雷装置时接地装置上的电阻电压降（kV）；

UL－雷电流流过防雷装置时引下线上的电感电压降（kV）；

Ri-接地装置的冲击接地电阻（Ω）；

di/dt-雷电流陡度（kA/μs）;

雷电流幅值（kA）；

L0－引下线的单位长度电感（μH／m）;

雷电流时间尺度为微秒级，相对而言电阻电压降很小。

据计算8/20μs、1.5/40μs、10/700μs波型的90%峰值电流积累值分别出现在24KHz、87KHz、和11KHz附近。

其频率为工频电流的1000倍左右。

感抗变得十分重要。

过长的地线对雷电流的泄放作用很小，因而主要用于雷电流泄流的地网其长度应满足防雷接地体的有效长度Le≤2

的要求。

3.1.2故障电流的泄流

由于故障电流主要为低频段的工频电流。

时间尺度为秒级，在上式中电感阻抗极小，而电阻阻抗成为主要考虑因素，地网设计中对故障电流的强度的分析计算，以及对接触电压和跨步的分析成为地网设计中的关键。

DL/T621《交流电气装置的接地》、DL/T620《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规范中有比较明确的技术规定，相对而言对地网的规模和长度限制较小，但对地网的接地电阻值经常有比较苛刻的要求。

3.1.3工作接地

作为设备工作的零电位参考点（使电气装置或设备的非载流金属部分保持在零电位）；为维持设备的零电位，其基本要求是把所有接地系统连结起来，这就是共用接地的概念。

排放设备漏电流或静电电流，减小电嗓声（电嗓声会产生干扰，引起精密电子设备的数据出错）。

综上所述，在设计地网时首先应确认其主要目的，并满足其基本要求。

在实际中经常是同时有几个目的，应分析情况确定地网设计的基本原则和设计要点。

3.2接地和接地电阻

3.2.1接地的意义：

接地是把导体（线路和设备）使用导线接到大地，并和埋在大地的接地极和地网连结。

接地的主要目的是以大地作为电气设备的零电位，安全泄放雷电流或其它故障电流，避免地电位升高太大，通过均压和等电位联结以保障设备和人员安全。

对于现代化的通信、微电子设备而言，除设备和人员安全外，对保障系统和设备的稳定性十分重要。

3.2.2接地电阻：

对于接地系统最重要的要求是接地电阻。

它由三部份组成：

接地导体包括连接导体及连接器的电阻；

接地导体表面与其相连接土壤间的接触电阻；

接地导体周围土壤的散流电阻。

上述三部分中以土壤的散流电阻对接地的影响最重要，影响因素最复杂。

土质、土壤含水量、接地体的形状、尺寸、长度、数量都对其有复杂的影响，接地系统的设计是地网设计的关键。

其决定了能否以最低的造价获得最小的接地电阻值。

3.3设计原则及思路：

该变电站所处地区土壤电阻率较大，且要求接地电阻小于0.5Ω，有一定的难度。

水平接地极的降阻能力是有限的，经初略估算，不能达到设计要求，所以垂直接地极就应采用降阻效果好，性能稳定的接地材料。

由上述分析，建议做成水平加垂直的复合型地网，通过水平接地极和垂直接地极的综合降阻功效，达到降阻目的。

4.地网接地电阻的理论推算

地网接地电阻受土质、天气条件、地网接地体长度、接地极数量、深度、材质、接地体形状、地网结构等多个因素影响。

准确地计算其数值非常困难。

但可以尽量客观地进行测算，减少地网设计的盲目性。

4.1已知条件：

4.1.1接地电阻允许值R≤0.5Ω；

4.1.2水平层面的土壤电阻率为:

ρ1=600Ω·m

垂直层面的土壤电阻率为:

ρ2=1000Ω·m

4.1.3地网面积为5100㎡

4.1.4水平接地体采用50×5的镀锌扁钢，垂直接地体采用3mALG防腐离子接地体。

4.2理论推算：

4.2.1水平接地极为主边缘闭合的复合接地网的接地电阻值：

Rn：

任意边缘闭合接地网的接地电阻，Ω

Re：

等值（即等面积、等水平接地极总长度）接地网的接地电阻，Ω

S:

接地网的总面积，5100㎡

d:

水平接地极的直径或等效直径：

0.0178m

h：

水平接地极的埋设深度：

0.8m

L0：

接地网的外缘边线总长度：

363m

L：

水平接地极的总长度：

3288m

ρ:

土壤电阻率：

600Ω.m

3.38>0.5欧姆，所以还需补充垂直接地极才能达到接地电阻要求。

4.2.2要达到0.5Ω的接地电阻，需增加垂直接地系统的接地电阻为：

R：

接地要求电阻值：

0.5Ω

R1:

水平接地系统的接地电阻：

3.38Ω

R2:

垂直接地系统的接地电阻：

Ω

η：

利用系数，0.95

4.2.3单套3mALG防腐离子接地体的接地电阻：

Rv:

单根ALG防腐离子接地体的接地电阻:

Ω

ρ:

土壤电阻率：

1000Ω.m

L：

接地体的长度：

3m

d：

接地体的等效直径：

0.30m

k：

ALG防腐离子接地体对土壤的调节系数：

15%。

4.2.4垂直接地要达到0.56Ω的接地要求，需垂直接地极的数目：

n：

ALG防腐离子接地体的数量:

套

RV：

单根ALG防腐离子接地体的接地电阻：

26.93Ω

R2:

垂直接地系统的接地电阻：

0.56Ω

η：

多根垂直接地体利用系数：

0.8

4.2.5安装61套ALG防腐离子接地体后，垂直接地系统的电阻值为

n：

ALG防腐离子接地体的数量:

61套

RV：

单根ALG防腐离子接地体的接地电阻：

26.93Ω

R4：

ALG防腐离子接地体并联后的接地电阻：

Ω

η：

多根垂直接地体利用系数：

0.8

4.2.6地网总接地电阻

R：

接地网总接地电阻，Ω

R1：

ALG防腐离子接地极的接地电阻，0.55Ω

R2：

水平接地极的接地电阻，3.38Ω

η：

利用系数，0.95

总接地电阻为0.45Ω，不大于0.5Ω，满足接地电阻设计要求。

4.2.7避雷针独立圆形闭合地网：

（直击雷防护需就近接地，快速汇流，所以避雷针接地需制作集中接地装置）。

ρ1:

土壤电阻率：

600Ω.m

L：

水平接地极的总长度，18m

h：

水平接地极的埋设深度，1.0m

d：

水平接地极的直径或等效直径，0.0138m

A：

水平接地极的形状系数,0.48。

55.96Ω>10Ω，故需增加垂直接地体，采用3mALG防腐离子接地体，由4.2.3得出单根3mALG防腐离子接地体的电阻为26.93Ω：

为使接地电阻小于10Ω，需要的垂直接地系统的接地电阻为：

：

接地要求电阻值：

10Ω

:

水平接地系统的接地电阻：

55.96Ω

:

垂直接地系统的接地电阻：

Ω

需增设的垂直接地体数量为：

n：

ALG防腐离子接地体的数量:

套

RV：

单根ALG防腐离子接地体的接地电阻：

26.93Ω

:

垂直接地系统的接地电阻：

12.2Ω

η：

多根垂直接地体利用系数：

0.8

5、接触电压和跨步电压的计算（略）

说明：

在110kV及以上有效接地系统和6～35kV低电阻接地系统发生单相接地或同点两相接地时，发电、变电接地装置的接触电位差和跨步电位差不应超过下 列数值

（1）

（2）

6、施工细则

6.1、水平接地槽宽0.5m，深0.8m（遇有岩石不能开挖时可视具体情况将接地带平置于岩石上，覆盖0.2m厚的导电混凝土），先回填一层低电阻率土壤后把水平接地极平铺在低电阻率土壤上再回填低电阻率土壤至地表高度，主地网必须埋设在低电阻率土壤中,回填土壤必须进行筛选、夯实，以保证接地极与低电阻率土壤紧密接触。

6.2、垂直接地极主要布置在水平网格外沿，垂直接地极间距不得低于6米，顶端电极与水平接地极采用放热熔接，焊接处采用防水防腐漆做防腐处理。

6.3、钢材接地体全部采用热镀锌双面防腐，水平接地极与水平接地极的连接处采用双面电焊，焊接长度不低于扁钢宽度的两倍，焊接处采用防水防腐漆做防腐处理。

7、材料表

序号

名称

型号

单位

数量

备注

1

ALG防腐离子接地极

FF-10B

套

67

Ф50mm；L=3m

2

热镀锌圆钢

Ф50mm×50000

米

100

3

热镀锌扁钢

50×5

米

3288

4

放热焊接模具

SCB4-120505

套

2

FW-150P10

5

焊粉

FW-150P10

支

70

6

模具夹

HK

套

2

7

工具箱

TB016

套

1

8

防水防腐漆

桶

12

9

导电混凝土

吨

2

8、施工监督验收

8.1、工程由　　进行施工监督验收，并要进行中间验收

和终结验收。

8.2、中间验收，主要是对施工过程进行监督，包括从原材料的使用，到施工工艺等，主要按GB50169-92《电气装置工程接地装置施工及验收规范》进行。

8.3、终结验收，主要是依据DL475-92《接地装置工频特性参数的测量导则》和GB50150-91《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》进行全面试验。