變電站接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)與安裝

變電站接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)與安裝隨著電力事業(yè)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)中對(duì)接地裝置的要求越來(lái)越嚴(yán)格，變電所接地系統(tǒng)直接關(guān)系到變電所的正常運(yùn)行，更涉及到人身與設(shè)備的安全。然而由于接地網(wǎng)設(shè)計(jì)考慮不全面、施工不精細(xì)、測(cè)試不準(zhǔn)確等原因，近年來(lái)，發(fā)生了多起地網(wǎng)引起的事故，有的不僅燒毀了一次設(shè)備，而且還通過(guò)二次控制電纜竄入主控室，造成了事故擴(kuò)大，故接地網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到非常重要的作用。一、地網(wǎng)設(shè)計(jì)目前的情況是，變電所網(wǎng)絡(luò)僅有一張接地網(wǎng)總平面布置圖及其簡(jiǎn)要說(shuō)明，在布置圖中只畫(huà)出了主干線(xiàn)，一些特殊設(shè)備的接地線(xiàn)未標(biāo)出，也未考慮設(shè)備密集區(qū)的地線(xiàn)連接，控制室、高壓室及穿墻套管的接地網(wǎng)無(wú)不標(biāo)明一些重要參數(shù)是如何取得的。有的設(shè)計(jì)人員并不知道土壤電阻率是由哪個(gè)部門(mén)提供、如何測(cè)量、是否能反映土壤的分層情況等，計(jì)算接地短路電流時(shí)，未能合理選擇點(diǎn)分流和避雷線(xiàn)分流系數(shù)，致使設(shè)計(jì)的接地網(wǎng)電阻值可信度很低。對(duì)接地網(wǎng)設(shè)計(jì)是否全面、合理關(guān)系到接地網(wǎng)的短路電流、土壤電阻率、接地電阻值等，現(xiàn)分析如下。1.1關(guān)于接地短路電流的計(jì)算電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T6211997中的計(jì)算公式為I=(Imax-In)簡(jiǎn)化為I=Imax(1-Kel);當(dāng)變壓器只有1個(gè)中性點(diǎn)，發(fā)生所內(nèi)接地時(shí)，In=30%Imax,有2個(gè)中性點(diǎn)時(shí)，In約等于50%Imax,實(shí)際值數(shù)確定，出線(xiàn)為1路時(shí)，取0.15,2路時(shí)取0.28,3路時(shí)取0.38,4路時(shí)取0.47,5路以上時(shí)取0.5~0.58,且應(yīng)根據(jù)出線(xiàn)所跨走廊的分流效果取0.18,這僅適于變電所內(nèi)有變壓器中性點(diǎn)接地的所外接地。取值時(shí)，要考慮10年以上的發(fā)展規(guī)劃，需乘以1.2~1.5的發(fā)展系數(shù)；在散流比1.2土壤電阻率p的取值土壤電阻率p是決定接地網(wǎng)的關(guān)鍵參數(shù)，選擇變電所所址時(shí)，要考電阻率p,若土壤電阻率?太大，接地網(wǎng)的接地電阻值滿(mǎn)足不了R≤1.3接地電阻值的要求根據(jù)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T621197規(guī)定，接地裝置的接地電阻值應(yīng)滿(mǎn)足R≤2000/I,即IR<2000V。由于現(xiàn)在普遍采用微機(jī)保護(hù)，其對(duì)接地電阻值的要求很高，即R<1p,2000V難以滿(mǎn)足要求，故有的采取鋪設(shè)接地銅排等措施來(lái)降低接地電阻值，國(guó)外有的已要求IR<650V。二、接地網(wǎng)施工安裝×作竣工圖給運(yùn)行單位，未標(biāo)出施工過(guò)程中改動(dòng)的地方。為防止上述做好中間驗(yàn)收和竣工驗(yàn)收，發(fā)現(xiàn)不規(guī)范的地方，及時(shí)要求施工隊(duì)返工，制室的接地應(yīng)形成環(huán)網(wǎng)，主干線(xiàn)穿過(guò)控制室時(shí)，應(yīng)從兩側(cè)往樓上引接地線(xiàn)，且樓房的基石鋼筋應(yīng)與接地主干線(xiàn)連接，以改善接地效果。不得往電纜溝內(nèi)的接地扁鋼上連接，也不應(yīng)懸空穿越電纜溝。3)·接地網(wǎng)水平接地極鋪設(shè)后，回填土?xí)r，接地網(wǎng)下要用干凈的原土，不得將臟土或碎石填到下部。三、接地網(wǎng)阻抗的測(cè)試接地網(wǎng)施工完后，必須準(zhǔn)確測(cè)試接地電阻值，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)計(jì)算的準(zhǔn)確程度，為運(yùn)行單位提供確切的接地網(wǎng)參數(shù)。由于接地網(wǎng)的特性，隨土壤的成分和物理狀態(tài)，以及隨接地極的延伸范圍和形狀而變化，還隨季節(jié)變化。測(cè)試接地電阻時(shí)，接地棒離變電所較遠(yuǎn)，其間的土壤情況可能很復(fù)雜，有分層或埋有金屬物等現(xiàn)象，引起電阻值測(cè)試不準(zhǔn)確，或與設(shè)計(jì)計(jì)算值相差較遠(yuǎn)。因此，測(cè)試接地網(wǎng)的接地電阻值時(shí)應(yīng)在相似氣侯和濕度條件下進(jìn)行。測(cè)試接地裝置的接地阻抗時(shí)電流極要布置的盡量遠(yuǎn)，通常電流極與被試接地裝置邊緣的距離dcG應(yīng)為被試接地裝置最大對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度D的4～5倍(平行布線(xiàn)法),在土壤電阻率均勻的地區(qū)可取2倍及以上(三角形布線(xiàn)法),電壓引線(xiàn)長(zhǎng)度為電流引線(xiàn)長(zhǎng)度0.618倍(平線(xiàn)布線(xiàn)法)或等于電流線(xiàn)(三角形布線(xiàn)法)。1、電位降法電位降法測(cè)試接地裝置的接地阻抗是按圖1布置測(cè)試回路，且符合測(cè) × 圖1電位降法測(cè)試接地裝置的接地阻抗流過(guò)被試接地裝置G和電流極C的電流I使地面電位變化，電位極P從G的邊緣開(kāi)始沿與電流回路呈30°~45°的方向向外移動(dòng)，每間隔d(50m或100m或200m)測(cè)試一次P與G之間的電位差U,繪出U與x的變化曲線(xiàn)。曲線(xiàn)平坦處即為電位零點(diǎn)，與曲線(xiàn)點(diǎn)間的電位即為在電流下被試接地裝置的電位升高U,接地裝置的接地阻抗為：如果電位測(cè)試線(xiàn)與電流線(xiàn)呈角度放設(shè)確實(shí)困難，可與之同路徑放設(shè)，如果電位將曲線(xiàn)的平坦點(diǎn)難以確定，則可能是受被試接地裝置或極C的影響，考慮延長(zhǎng)電流回路；或者是地下情況復(fù)雜，考慮以其他方2、電流—電壓表三極法a)直線(xiàn)法電流線(xiàn)和電位線(xiàn)同方向(同路徑)防設(shè)稱(chēng)為三極法中的直線(xiàn)法，示意極P應(yīng)在被測(cè)接地裝置G與電流極C連線(xiàn)方向移動(dòng)三次，每次移動(dòng)的距離為dcG的5%左右，當(dāng)三次測(cè)試的結(jié)果誤差在5%以?xún)?nèi)即可。大型接地裝置一般不宜采用直線(xiàn)法測(cè)試。如果條件所限而必須采用時(shí)，應(yīng)注意使電流線(xiàn)和電位線(xiàn)保持盡量遠(yuǎn)的距離，以減小互感耦合對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。 × 線(xiàn)長(zhǎng)度邊緣的距離；圖2電流—電壓表三極法接線(xiàn)示意圖b)夾角法大型接地裝置則盡量遠(yuǎn)；dPG的長(zhǎng)度與dcG相近。接地阻抗可用公式線(xiàn)長(zhǎng)度邊緣的距離；圖2電流—電壓表三極法接線(xiàn)示意圖b)夾角法只要條件允許，大型接地裝置接地阻抗的測(cè)試都采用電流——電位線(xiàn)大型接地裝置則盡量遠(yuǎn)；dPG的長(zhǎng)度與dcG相近。接地阻抗可用公式(2)修正.×Z'---接地阻抗的測(cè)試值。如果土壤電阻率均勻，可采用dcG和dpG相等的等腰三角形布線(xiàn)，此3、接地電阻測(cè)試儀法。圖3是接地電阻測(cè)試儀測(cè)試接地網(wǎng)接地電阻的接線(xiàn)方法；測(cè)試原理、布線(xiàn)、要求與三極法類(lèi)似。1、E極在使用三極法測(cè)量時(shí)必須與P1短接起來(lái)，但當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)接地電阻很小，當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)接地電阻較小時(shí)(≤0.5Ω),為了提高測(cè)量精度，減小儀器與地網(wǎng)測(cè)量引線(xiàn)電阻及接觸電阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，可將E.P短路片解開(kāi)；減小接觸電阻引起的誤差，需單獨(dú)引線(xiàn)與地網(wǎng)測(cè)試點(diǎn)相連。圖3測(cè)試儀試驗(yàn)接線(xiàn)圖2、P1--接被測(cè)量地網(wǎng)；3、P2--接測(cè)量電壓線(xiàn)(其長(zhǎng)度取電流線(xiàn)長(zhǎng)度的0.618倍);4、C--接測(cè)量電流線(xiàn)(其長(zhǎng)度取地網(wǎng)對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度的4～5倍);接地裝置的特性參數(shù)大都與土壤的潮濕程度密切相關(guān)，因此接地裝置的狀況評(píng)估和驗(yàn)收測(cè)試應(yīng)盡量在干燥季節(jié)和土壤未凍結(jié)時(shí)進(jìn)行進(jìn)行，不地網(wǎng)的接地電阻符合要求，從而有效的防止設(shè)備絕緣損壞造成的跨步電壓造成人員傷害或設(shè)備的進(jìn)一步損壞。起到保證電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，為變電站工作人員創(chuàng)造一個(gè)安全可靠的工作環(huán)境的作用?！磷冸娬窘拥鼐W(wǎng)的設(shè)計(jì)與安裝隨著電力事業(yè)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)中對(duì)接地裝置的要求越來(lái)越嚴(yán)等原因，近年來(lái)，發(fā)生了多起地網(wǎng)引起的事故，有的不僅燒毀了一次設(shè)備，而且還通過(guò)二次控制電纜竄入主控室，造成了事故擴(kuò)大，故接地網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到非常重要的作用。一、地網(wǎng)設(shè)計(jì)1.1關(guān)于接地短路電流的計(jì)算電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T6211997中的計(jì)算公式為I=(Imax-In)簡(jiǎn)化為I=Imax(1-Kel);當(dāng)變壓器只有1個(gè)中性點(diǎn)，發(fā)生所內(nèi)接地時(shí)，In=30%Imax,有2個(gè)中性點(diǎn)時(shí)，In約等于50%Imax,實(shí)際值數(shù)確定，出線(xiàn)為1路時(shí)，取0.15,2路時(shí)取0.28,3路時(shí)取0.38,4路時(shí)取0.47,5路以上時(shí)取0.5~0.58,且應(yīng)根據(jù)出線(xiàn)所跨走廊的分流效果取0.18,這僅適于變電所內(nèi)有變壓器中性點(diǎn)接地的所外接地。取值時(shí)，要考慮10年以上的發(fā)展規(guī)劃，需乘以1.2~1.5的發(fā)展系數(shù)；在散流比1.2土壤電阻率p的取值電阻率p,若土壤電阻率?太大，接地網(wǎng)的接地電阻值滿(mǎn)足不了R≤1.3接地電阻值的要求足R≤2000/I,即IR<2000V。由于現(xiàn)在普遍采用微機(jī)保護(hù)，其對(duì)接地二、接地網(wǎng)施工安裝以保證接地網(wǎng)的施工質(zhì)量，如虛焊、斷開(kāi)、主網(wǎng)未設(shè)備接地引下線(xiàn)都未接到主網(wǎng)干線(xiàn)上。另外，施工單位將總體布置圖當(dāng)作竣工圖給運(yùn)行單位，未標(biāo)出施工過(guò)程中改動(dòng)的地方。為防止上述做好中間驗(yàn)收和竣工驗(yàn)收，發(fā)現(xiàn)不規(guī)范的地方，及時(shí)要求施工隊(duì)返工，線(xiàn)，且樓房的基石鋼筋應(yīng)與接地主干線(xiàn)連接，以改善接地效果。不得往電纜溝內(nèi)的接地扁鋼上連接，也不應(yīng)懸空穿越電纜溝。3)·接地網(wǎng)水平接地極鋪設(shè)后，回填土?xí)r，接地網(wǎng)下要用干凈的原三、接地網(wǎng)阻抗的測(cè)試接地網(wǎng)施工完后，必須準(zhǔn)確測(cè)試接地電阻值，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)計(jì)算的準(zhǔn)確程度，為運(yùn)行單位提供確切的接地網(wǎng)參數(shù)。由于接地網(wǎng)的特性，隨土節(jié)變化。測(cè)試接地電阻時(shí)，接地棒離變電所較遠(yuǎn)，其間的土壤情況可能很復(fù)雜，有分層或埋有金屬物等現(xiàn)象，引起電阻值測(cè)試不準(zhǔn)確，或與設(shè)計(jì)計(jì)算值相差較遠(yuǎn)。因此，測(cè)試接地網(wǎng)的接地電阻值時(shí)應(yīng)在相似氣侯和試接地裝置邊緣的距離dcG應(yīng)為被試接地裝置最大對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度D的4～5布線(xiàn)法),電壓引線(xiàn)長(zhǎng)度為電流引線(xiàn)長(zhǎng)度0.618倍(平線(xiàn)布線(xiàn)法)或等于電流線(xiàn)(三角形布線(xiàn)法)。1、電位降法電位降法測(cè)試接地裝置的接地阻抗是按圖1布置測(cè)試回路，且符合測(cè) 圖1電位降法測(cè)試接地裝置的接地阻抗流過(guò)被試接地裝置G和電流極C的電流I使地面電位變化，電位極P從G的邊緣開(kāi)始沿與電流回路呈30°~45°的方向向外移動(dòng)，每間隔d(50m或100m或200m)測(cè)試一次P與G之間的電位差U,繪出U與x的變化曲線(xiàn)。曲線(xiàn)平坦處即為電位零點(diǎn)，與曲線(xiàn)點(diǎn)間的電位即為在試驗(yàn)電流下被試接地裝置的電位升高U,接地裝置的接地阻抗為：如果電位測(cè)試線(xiàn)與電流線(xiàn)呈角度放設(shè)確實(shí)困難，可與之同路徑放設(shè)，但要保持盡量遠(yuǎn)的距離。如果電位將曲線(xiàn)的平坦點(diǎn)難以確定，則可能是受被試接地裝置或電流極C的影響，考慮延長(zhǎng)電流回路；或者是地下情況復(fù)雜，考慮以其他方法來(lái)測(cè)試和校驗(yàn)。2、電流—電壓表三極法電流線(xiàn)和電位線(xiàn)同方向(同路徑)防設(shè)稱(chēng)為三極法中的直線(xiàn)法，示意圖2;dcG符合測(cè)試回路的布置的要求，dPG通常為(0.5~0.6)dcG.電位極P應(yīng)在被測(cè)接地裝置G與電流極C連線(xiàn)方向移動(dòng)三次，每次移動(dòng)的距離為dcG的5%左右，當(dāng)三次測(cè)試的結(jié)果誤差在5%以?xún)?nèi)即可。大型接地裝置一般不宜采用直線(xiàn)法測(cè)試。如果條件所限而必須采用時(shí)，應(yīng)注意使電流線(xiàn)和電位線(xiàn)保持盡量遠(yuǎn)的距離，以減小互感耦合對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。線(xiàn)長(zhǎng)度dCG—電流極與被試接地裝置邊緣的距離；dPG—電位極與被試接地裝置邊緣的距離；圖2電流—電壓表三極法接線(xiàn)示意圖b)夾角法線(xiàn)長(zhǎng)度dCG—電流極與被試接地裝置邊緣的距離；dPG—電位極與被試接地裝置邊緣的距離；圖2電流—電壓表三極法接線(xiàn)示意圖b)夾角法只要條件允許，大型接地裝置接地阻抗的測(cè)試都采用電流——電位線(xiàn)大型接地裝置則盡量遠(yuǎn)；dPG的長(zhǎng)度與dcG相近。接地阻抗可用公式(2)修正.θ---電流線(xiàn)和電位線(xiàn)的夾角；Z'---接地阻抗的測(cè)試值。如果土壤電阻率均勻，可采用dcG和dpG相等的等腰三角形布線(xiàn)，此接地修正公式2。圖3是接地電阻測(cè)試儀測(cè)試接地網(wǎng)接地電阻的接線(xiàn)方法；測(cè)試原理、1、E極在使用三極法測(cè)量時(shí)必須與P1短接起來(lái)