110kV變電站地網(wǎng)接地電阻超標(biāo)及改造措施

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上110kV變電站地網(wǎng)接地電阻超標(biāo)及改造措施摘要：變電站是城鄉(xiāng)電力系統(tǒng)的重要組成部分，其接地問(wèn)題對(duì)于變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。本文結(jié)合某變電站的實(shí)際情況，介紹了變電站地網(wǎng)接地電阻超標(biāo)的原因，著重針對(duì)地網(wǎng)改造方案進(jìn)行探討。關(guān)鍵詞：變電站；接地網(wǎng)；接地電阻；改造方案1引言隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，政府加大了對(duì)城鄉(xiāng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投資力度，特別是電力系統(tǒng)的建設(shè)，這也使得城鄉(xiāng)變電站數(shù)量逐漸增加。變電站是城鄉(xiāng)電力系統(tǒng)的重要部分，在確保工農(nóng)業(yè)及居民日常用電和促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面發(fā)揮著重要的作用。地網(wǎng)接地是變電站常見(jiàn)的問(wèn)題，接地電阻的大小是檢驗(yàn)接地網(wǎng)性能的重要指標(biāo)，對(duì)變電

2、站的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到非常大影響。目前，許多變電站所處地區(qū)的土壤電阻率較高，導(dǎo)致接地電阻值比較大，這不僅會(huì)造成地網(wǎng)局部電壓異常升高，致使變電站二次身邊的絕緣受到破壞，甚至?xí)斐杀O(jiān)測(cè)或控制設(shè)備出現(xiàn)誤動(dòng)和拒動(dòng)等現(xiàn)象，威脅到運(yùn)行人員的人身安全。因此，如何有效降低變電站地網(wǎng)的接地電阻和確保接地電阻達(dá)標(biāo)就成為了電站管理人員面臨的難題。2變電站情況介紹某變電站是在山體推平的基礎(chǔ)上建設(shè)規(guī)劃的，所以土壤以山巖以及殘積礫質(zhì)粘性土為主，土壤電阻率比較高。在變電站旁邊的空地上進(jìn)行了分層電阻率測(cè)試，測(cè)試的結(jié)果為：在40m、30m、20m、10m處的土壤電阻率分別為432·m、923·m、837

3、83;m、640·m，算術(shù)平均值為708·m。在變電站的周邊四個(gè)方向又進(jìn)行了土壤電阻率的測(cè)試，結(jié)果土壤電阻率在700·m之間，屬于土壤電阻率偏高的地區(qū)。由測(cè)試結(jié)果可知，縱向分布隨地層加深，其值先上升后下降，這與變電站所處位置的地形地貌有關(guān)。站內(nèi)接地網(wǎng)長(zhǎng)度為83.5m，寬度為69.4m，在施工后測(cè)試發(fā)現(xiàn)，接地電阻R達(dá)到4.528，嚴(yán)重超過(guò)設(shè)計(jì)值，不符合設(shè)計(jì)要求，因而必須進(jìn)行降阻設(shè)計(jì)。3地網(wǎng)接地電阻超標(biāo)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察，分析變電站接地電阻超標(biāo)有如下幾個(gè)原因。(1)接地電阻不穩(wěn)定。由于變電站所在位置中間高，四邊低，且土壤為響砂風(fēng)化石土壤，周?chē)耐临|(zhì)也是沙質(zhì)土壤，保水性差。一

4、旦遇到天旱，土壤極易失去水分，使土壤電阻率升高，也就使接地裝置的接地電阻迅速反彈，這也就是接地裝置的接地電阻隨天氣變化而變化的原因。(2)土層薄，地質(zhì)條件差。變電站所處的土質(zhì)一般為風(fēng)化石土壤或碎石土壤、土層薄，一般不足30cm，很多地方為巖石，沒(méi)有土層。由于土層薄，嚴(yán)重影響水平接地體和垂直接地體的埋深。由于接地體浮在地表，一方面由于土層土壤土質(zhì)松散，接地體不能與大地緊密接觸，造成接觸電阻大，且因土壤干濕度易變化，而造成接地體的接地電阻不穩(wěn)定。另一方面由于上層土壤含氧量高，接地體易發(fā)生吸氧腐蝕，而使接地體與周?chē)寥乐g的接觸電阻增大。(3)場(chǎng)地狹小，接地網(wǎng)面積偏小，使接地電阻偏高。4地網(wǎng)改造方案

5、4.1接地降阻設(shè)計(jì)目標(biāo)值變電站接地裝置的工頻接地電阻R2000/I=2000/1379.5=1.45；考慮到電力系統(tǒng)20年的發(fā)展，變電站的接地短路電流增大，為了最大限度地保護(hù)變電站的安全，將接地裝置的工頻接地電阻設(shè)為0.85。變電站內(nèi)跨步電壓允許值：設(shè)備接觸電壓：4.2降阻設(shè)計(jì)方案確定該變電站建在經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)，擴(kuò)大接地網(wǎng)面積進(jìn)行降阻顯然不可??；變電站建設(shè)在山巖推平基礎(chǔ)上，下層土壤為巖石，土壤電阻率比上層土壤電阻率高，土壤電阻率在垂直方向上分布是深層土壤電阻率高于表層的土壤電阻率，不符合深井接地極的條件。不適合深井接地法，何況采用深井式接地極會(huì)極大的提高成本，并且效果不是很顯著；對(duì)變電站周邊建筑進(jìn)

6、行了仔細(xì)的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)利用自然接地體也是不合適的。在高土壤電阻率地區(qū)，當(dāng)在發(fā)電廠、變電所2000m以內(nèi)有較低電阻率的土壤時(shí)，可敷設(shè)引外接地極。在對(duì)站址附近的土壤電阻率水平方向以及垂直方向進(jìn)行測(cè)量后，進(jìn)行綜合分析，決定采用外引接地加以降阻劑配合的降阻方法。對(duì)于銹蝕的地網(wǎng)實(shí)行開(kāi)挖翻修的處理，在接地體周?chē)┘覩PF-94a高效膨潤(rùn)土降阻防腐劑，并按照要求用量與施工。由于該降阻劑具有降阻性能好、吸水保水性強(qiáng)、對(duì)接地體腐蝕率極低及無(wú)毒無(wú)污染等優(yōu)良特性，并且在結(jié)合外延法處理多座大中型接地網(wǎng)均有良好穩(wěn)定的降阻效果，改造完畢的測(cè)試驗(yàn)收也證明了其降阻效果。4.3接地電阻降阻計(jì)算在該站所處位置附近選取了兩處進(jìn)行了土

7、壤電阻率的測(cè)量：(1)變電站站外北側(cè)5m，圍墻外背對(duì)大門(mén)側(cè)，距離圍墻5m處，極間距a=10m,測(cè)試電阻R=6.4，季節(jié)系數(shù)取1.6，電阻率=2Ra=2×10×6.4×1.6=643.m。另改變極間距a=5m,R=21，電阻率=2Ra=2×5×21×1.6=1055.m。(2)在變電站站外東側(cè)公路北側(cè)150m，電站站外距變電站150m處測(cè)量，極間距a=10m,R=4.9，取1.6，電阻率=2Ra=2×10×4.9×1.6=492.35·m。另改變極間距a=5m,R=9，電阻率=2Ra=2×

8、;5×9×1.6=452.16·m。根據(jù)變電站附近土壤電阻率測(cè)試結(jié)果，在變電站東側(cè)的道路兩邊，沿道路兩側(cè)的土壤電阻率相對(duì)較低，普遍比變電站土壤電阻率低，在距變電站140米處，a=10m時(shí)土壤電阻率為492.35.m，a=5m時(shí)土壤電阻率為452.16.m，且道路兩邊的土壤電阻率由西向東有遞減的趨勢(shì)，適合做外延地網(wǎng)。另外，道路為開(kāi)發(fā)區(qū)規(guī)劃道路，兩邊的空地?zé)o人使用，不會(huì)產(chǎn)生征地產(chǎn)生的不必要糾紛，建設(shè)成本較低。(1)選站外東側(cè)道路北邊作為水平外延一號(hào)接地網(wǎng)，長(zhǎng)為320m，寬為5m，內(nèi)部做成10m×5m的網(wǎng)格。接地體使用60×6鍍鋅扁鋼，埋深為1.2m

9、。交點(diǎn)處打垂直接地極。垂直接地極為50×5的角鋼。外延接地網(wǎng)接地電阻為：S=320×5=1600m2；h=1.2m；d=0.016m；L=805m；L0=650m；=492·m式中S接地網(wǎng)的總面積，m2h水平接地體的埋設(shè)深度，md水平接地極的直徑或等效直徑，mL水平接地極的總長(zhǎng)度，mL0接地網(wǎng)的外緣邊線總長(zhǎng)度，m土壤電阻率，·m根據(jù)式(1)、式(2)、式(3)和式(4)可求出Rn1=2.705。(2)選站外東側(cè)道路南邊作為水平外延二號(hào)接地網(wǎng)，長(zhǎng)為320m，寬為10m，內(nèi)部做成10m×10m的網(wǎng)格。接地體使用60×6鍍鋅扁鋼，埋深為1.

10、2m。交點(diǎn)處打垂直接地極。垂直接地極為50×5×5的角鋼。同理計(jì)算可得Rn2=0.655×3.6337=2.38。(3)為了降阻和防腐，在擴(kuò)大接地網(wǎng)的水平接地體四周敷設(shè)截面尺寸為0.2m×0.2m的GPF-94高效膨潤(rùn)土降阻防腐劑，站址東側(cè)道路北邊水平外延一號(hào)接地網(wǎng)添加降阻劑后的電阻為：Rg1=Rn1×Kf×Kp=2.705×0.5×1.2=1.623。Kf為降阻劑的降阻系數(shù)。降阻劑的施加尺寸為0.2×0.2，根據(jù)GPF-94降阻劑的降阻系數(shù)和用量表(見(jiàn)表1)，Kf=0.5；Kp為大型地網(wǎng)的屏弊系數(shù),Kp

11、一般為1.21.4。表1GPF-94降阻劑的降阻系數(shù)和用量同理可得，站址東側(cè)道路南側(cè)水平外延二號(hào)地網(wǎng)添加降阻劑后的電阻為：Rg2=1.428與站內(nèi)地網(wǎng)并聯(lián)后，R站內(nèi)電阻/Rg1/Rg2=0.6504，考慮到互電阻的影響可把接地電阻降到0.8134左右，考慮到降阻劑的特性，一年以后可以把接地電阻降到0.8以下。一號(hào)、二號(hào)外延地網(wǎng)設(shè)計(jì)方案圖如圖1所示.圖1 一號(hào)、二號(hào)外延接地網(wǎng)設(shè)計(jì)方案圖5熱穩(wěn)定參數(shù)校驗(yàn)另外，還需考慮接地引下線的截面大小是否符合接地短路電流熱穩(wěn)定的要求：式中Sg接地線的最小截面，mm2Ig流過(guò)接地線的短路電流穩(wěn)定值te接地短路的等效持續(xù)時(shí)間，取0.5sc接地線的熱穩(wěn)定系數(shù)6結(jié)束語(yǔ)變電站地網(wǎng)接地電阻的大小是檢測(cè)接地網(wǎng)性能的主要指標(biāo)，也是影響變電站安全運(yùn)行的重要因素。因此，在高電阻率地區(qū)進(jìn)行接地網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)變電站的實(shí)際情況，采用性能較好的降阻劑進(jìn)行降阻，同時(shí)在保證接地電阻值和