變電站接地網的優化設計22406

輕輕一點，立刻擁有一本安全工具書！ 收藏本篇文章，方便以後查看
隨著電力係統容量的不斷增加，流經地網的入地短路電流也愈來愈大，因此要確保人身和設備的安全，維護係統的可靠運行，不僅要強調降低接地電阻，還要考慮地網上表麵的電位分布。在以往接地設計中，接地網的均壓導體都按 3 m，5 m，7 m，10 m等間距布置，由於端安全生產部和鄰近效應，地網的邊角處泄漏電流遠大於中心處，使地電位分布很不均勻，邊角網孔電勢大大高於中心網孔電勢，而且這種差值隨地網麵積和網孔數的增加而加大。本文結合在建工程 220 kV 新塘變電站的接地網設計，闡釋了接地網不等間距布置的方法及其合理性。
1　接地網優化設計的合理性
1.1　改善導體的泄漏電流密度分布
麵積為190 m×170 m的新塘變電站接地網，在導體根數相同的情況下，分別按10 m 等間距布置和平均10 m不等間距布置。沿平行導體①、②、③、④、⑤的泄漏電流密度分布曲線。從此可見，不等間距布置的接地網，邊上導體①的泄漏電流密度較等間距布置的接地網平均低15%左右；對於導體②的泄漏電流密度，這兩種布置的接地網幾乎相等(僅相差0.3%)；對於中部導體③、④、⑤，不等間距布置的接地網的泄漏電流較等間距布置的接地網分別提高了9%，14%和15%。由此可見，不等間距布置能增大中部導體的泄漏電流密度分布，相應降低了邊緣導體的泄漏電流密度，使得中部導體能得到更充分的利用。
1.2　均勻土壤表麵的電位分布
不等間距布置的接地網能較大地改善表麵電位分布，其最大與最小網孔電位的相對差值不超過0.7%，使各網孔電位大致相等，而等間距地網，其最大與最小網孔電位的相對差值在12.2%以上。同時不等間距地網的最大接觸電勢較等間距地網的最大接觸電勢降低了60.1%，極大地提高了接地網的安全水平。
地網麵積為190 m×170 m；
長方向導體根數n1=18，寬方向導體根數n2=20。
1.3　節省安全生產大量鋼材和施工費用
如果按 10 m等間距布置的新塘變電站接地網，最大接觸電勢在邊角網孔，其值為0.799 kV，但采用不等間距布置時，保持最大接觸電勢與該值接近，這時可節省鋼材31.2%。
2　接地網優化設計的方法
在設計時采用嚐試的方法來確定均壓導體的總根數和總長度，即先對地網長和寬方向的導體根數n1和n2進行試算，對於大地網一般可采用均壓導體間距為10 m左右試算，若接觸電勢滿足要求，進行技術經濟比較後再考慮增減導體的根數。當確定了n1和n2後，則地網長寬方向的分段數就確定了：長方向上導體分段為k1=n2-1，寬方向上的導體分段為 k2=n1-1，然後按下式得出各分段導體的長度。
Lik=L.Sik，
式中　
L——地網邊長(長方向L=L1，寬方向L=L2)，m；
Lik——第 i 段導體長度，m；
Sik——Lik占邊長L的百分數。
Sik與i的關係似一負指數曲線
即Sik=b1×e-b2i安全生產+b3，
式中，b1，b2，b3均為常數，其確定方法如下：
當7≤k≤14時，當k＞14時，
對於任意矩形地網，隻要長、寬方向導體的布置根數一經確定，就可根據長、寬方向導體的不同分段 k，分別按上述推得的公式布置導體的間距。
3　結論
a)采用不等間距布置優化設計接地網，能夠使地網各網孔電位趨於一致，從而提高了變電站的安全水平。
b)在同樣安全水平下，優化設計的接地網較常規布置的接地網，一般能節省鋼材量達38%以上，同時也減少了相應的接地工程投資，在技術上、經濟上較為合理。
c)從邊緣到中心均壓導體間距采用按負指數規律增加的新方法來布置接地網，其指數公式的係數b隻與某平行導體根數(或平行導體分段數k)有關。

艾瑞

雅瑞