110kV變電站地網(wǎng)接地電阻超標及改造措施

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，其接地問題對于變電站的安全穩(wěn)定運行具有重要意義。本文結(jié)合某變電站的實際情況，介紹了變電站地網(wǎng)接地電阻超標的原因，著重針對地網(wǎng)改造方案進行探討。關鍵詞：變電站；接地網(wǎng)；接地電阻；改造方案1引言隨著我國社會經(jīng)濟建設的快速發(fā)展，政府加大了對城鄉(xiāng)基礎設施建設的投資力度，特別是電力系統(tǒng)的建設，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城市經(jīng)濟發(fā)展方面發(fā)揮著重要的作用。地網(wǎng)接地是變電站常見的問題，接地電阻的大小是檢驗接地網(wǎng)性能的重要指標，對變電

2、站的安全穩(wěn)定運行起到非常大影響。目前，許多變電站所處地區(qū)的土壤電阻率較高，導致接地電阻值比較大，這不僅會造成地網(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，甚至會造成監(jiān)測或控制設備出現(xiàn)誤動和拒動等現(xiàn)象，威脅到運行人員的人身安全。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標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上建設規(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行了分層電阻率測試，測試的結(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，算術平均值為708·m。在變電站的周邊四個方向又進行了土壤電阻率的測試，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。站內(nèi)接地網(wǎng)長度為83.5m，寬度為69.4m，在施工后測試發(fā)現(xiàn)，接地電阻R達到4.528，嚴重超過設計值，不符合設計要求，因而必須進行降阻設計。3地網(wǎng)接地電阻超標通過現(xiàn)場勘察，分析變電站接地電阻超標有如下幾個原因。(1)接地電阻不穩(wěn)定。由于變電站所在位置中間高，四邊低，且土壤為響砂風化石土壤，周圍的土質(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，沒有土層。由于土層薄，嚴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，而使接地體與周圍土壤之間的接觸電阻增大。(3)場地狹小，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接地降阻設計目標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變電站的安全，將接地裝置的工頻接地電阻設為0.85。變電站內(nèi)跨步電壓允許值：設備接觸電壓：4.2降阻設計方案確定該變電站建在經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，擴大接地網(wǎng)面積進行降阻顯然不可??；變電站建設在山巖推平基礎上，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極大的提高成本，并且效果不是很顯著；對變電站周邊建筑進

6、行了仔細的調(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)，當在發(fā)電廠、變電所2000m以內(nèi)有較低電阻率的土壤時，可敷設引外接地極。在對站址附近的土壤電阻率水平方向以及垂直方向進行測量后，進行綜合分析，決定采用外引接地加以降阻劑配合的降阻方法。對于銹蝕的地網(wǎng)實行開挖翻修的處理，在接地體周圍施加GPF-94a高效膨潤土降阻防腐劑，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、對接地體腐蝕率極低及無毒無污染等優(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，改造完畢的測試驗收也證明了其降阻效果。4.3接地電阻降阻計算在該站所處位置附近選取了兩處進行了土

7、壤電阻率的測量：(1)變電站站外北側(cè)5m，圍墻外背對大門側(cè)，距離圍墻5m處，極間距a=10m,測試電阻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時土壤電阻率為492.35.m，a=5m時土壤電阻率為452.16.m，且道路兩邊的土壤電阻率由西向東有遞減的趨勢，適合做外延地網(wǎng)。另外，道路為開發(fā)區(qū)規(guī)劃道路，兩邊的空地無人使用，不會產(chǎn)生征地產(chǎn)生的不必要糾紛，建設成本較低。(1)選站外東側(cè)道路北邊作為水平外延一號接地網(wǎng)，長為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水平接地極的總長度，mL0接地網(wǎng)的外緣邊線總長度，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接地網(wǎng)，長為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。交點處打垂直接地極。垂直接地極為50×5×5的角鋼。同理計算可得Rn2=0.655×3.6337=2.38。(3)為了降阻和防腐，在擴大接地網(wǎng)的水平接地體四周敷設截面尺寸為0.2m×0.2m的GPF-94高效膨潤土降阻防腐劑，站址東側(cè)道路北邊水平外延一號接地網(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、二號外延地網(wǎng)設計方案圖如圖1所示.圖1 一號、二號外延接地網(wǎng)設計方案圖5熱穩(wěn)定參數(shù)校驗另外，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流過接地線的短路電流穩(wěn)定值te接地短路的等效持續(xù)時間，取0.5sc接地線的熱穩(wěn)定系數(shù)6結(jié)束語變電站地網(wǎng)接地電阻的大小是檢測接地網(wǎng)性能的主要指標，也是影響變電站安全運行的重要因素。因此，在高電阻率地區(qū)進行接地網(wǎng)設計時，應根據(jù)變電站的實際情況，采用性能較好的降阻劑進行降阻，同時在保證接地電阻值和