220kV变电站接地降阻研究.docx

1、220kV变电站接地降阻研究 I主量DianqgongchengYuzid011ghua 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

2、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35111. (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 R2ooo/1=2000/10585=0.189

3、n(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+0.7150)/,/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

4、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/T6211997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,本站接地引线选用一606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241.1811111

5、12. 考虑热镀锌扁钢年腐蚀率为0.05mm/年,腐蚀年限为30年. 若选用一606镀锌扁钢则有: (600.0530)(60.0530)=263.25>241.18 满足要求. 因此本站接地极材料同样选用-606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 用一606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

6、);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L326m,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R0.303n,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.

7、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tkt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

8、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.

9、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-:! 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

10、(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,(b16

11、ITllTl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

12、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

13、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,度跑偏开 关闭SE.1rI和SE.1r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

14、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

15、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