变电站铜接地网与扁钢接地网的技术经济比较.doc

500kV、220kV 变电所铜接地网与 钢接地网的技术经济比较 500kV、220kV 变电所铜接地网与 钢接地网的技术经济比较 批 准： 审 核： 校 核： 编 制： 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 i 目录 1.概述.1 2.技术比较.3 2.1性能比较.3 2.2截面选择.5 2.3接地体连接方式.6 2.4接地点布置.10 3.经济比较.11 3.1500KV 变电所 .11 3.2220KV 变电所 .21 3.3220KV 变电所改造 .29 3.4综合比较.34 4.结论.36 附件： 附件 1 500kV 某变焊接点统计一览表 附件 2 220kV 某变（新建）焊接点统计一览表 附件 3 500kV 某变全所接地布置图 附件 4 220kV 某变（新建）全所接地布置图 附件 5 220kV 某变（新建）全所接触电位差及跨步电位差计算书扁钢 附件 6 220kV 某变（新建）全所接触电位差及跨步电位差计算书铜 附件 7 铜接地网相关文献资料 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 1 1. 概述 随着电力系统的发展，对变电所接地设计的要求也越来越高。长期、可靠、稳定的 接地系统，是维持设备稳定运行、保证设备和人员安全的根本保障，接地系统长期安全 可靠运行的关键在于品质好的接地材料和可靠的连接。 我国传统接地体均采用钢材质，其主要原因是我国自身铜储探明量的不足加上西方 国家过去对我国的封锁，我国不容易取得铜。为节约有色金属，在 20 世纪 5060 年代 提出“以钢代铜，以铝代铜”，所以一度大量选用钢材和铝材，这种做法一直得到很好 的推广和认同。而国外（除前苏联国家，中国和印度以外），铜材作为接地材料已有超 过 100 年的历史，而且是唯一的选择。 目前，我国大部分地区的变电所仍然使用镀锌扁钢作为接地材料，但几十年的实践 证明镀锌钢并不是解决接地装置腐蚀问题的最好成绩选择，象华北电网天津北郊 500KV 变电站投运 8 年后开挖检查发现，接地装置腐蚀严重，有的甚至已被腐蚀断，不得不投 巨资更换成铜接地装置。还有，北京房山变电站，大同二电厂等大型 500kV 变电站投运 10-11 年后，因腐蚀严重均重新更换了原镀锌钢接地装置。由于是重新铺设接地装置，恢 复路面和绿化等工作花费了不少资金，因此整个改造工程比新建接地装置所需费用增加 很多。 我国目前高压变电站主要于上世纪八十年代投入使用，在以前由于投入使用时间不 太长，腐蚀问题不算很严重。但自上世纪中期以后，随着镀锌钢接地装置腐蚀问题的不 断暴露，每年需投入大量资金和人力改造镀锌钢接地装置。使越来越多的电力部门认识 到必须改变以前的老观念，采取更加有效的防腐措施。 我国解放前，曾大量采用铜材作为接地材料， 如天津塘沽 110kV 变电站，上海杨树 浦电厂等，经检查，其接地装置至今仍然合格，至今仍可使用。在外资投资的工厂，电 厂的变电站中，大量使用铜接地装置，如秦山核电站，连云港核电站，无锡海力士半导 体变电站，INTEL 等。 目前铜材已经不再作为国家战略物资，国家外汇储备充沛，在上海成立了铜期货交 易所，可以很方便地购买铜。 而北京、上海、江苏、浙江、山东、广东、辽宁、天津等地区已开始选用热稳定性 能好、导电性能强、耐腐性强的铜材做接地，其连接采用先进的放热焊接技术。国家电 网公司“25 项重大反措”中明文规定“在腐蚀性比较严重的枢纽变电站宜采用铜材接地 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 2 网”， 有些地区还制定了相关的技术政策，象北京电力公司要求地下站，室内站应采用 铜接地装置，上海和天津电力公司要求新建、改造变电站应采用铜接地装置。 本报告首先从从技术角度比较分析了铜接地网和钢接地网的特点，包括： （1） 铜、钢性能比较； （2） 接地体截面选择比较； （3） 接地体连接方式比较； （4） 接地点布置比较。 其次，以 500kV 某变电所工程、220kV 某变电所新建工程以及 220kV 某变电所改造 工程的接地网设计为实例，对铜接地网与钢接地网的经济性进行比较分析，主要涵盖以 下两个方面的内容： （1）投资比较。根据电力行业的现行定额、取费标准、材料预算价格，编制出钢接 地方案、不含焊接点的铜接地方案以及含焊接点的铜接地方案的造价，即“安装工程预 算表”。 （2）指标及评价。现行的评价方法较多，诸如内部收益率、年费用法、财务净现值、 投资回收期、投资利润率、投资利税率等，由于全所接地仅属于变电工程的一个单项工 程，不具备独立计算成本、利润及其他相关财务费用的条件，经查阅有关资料和请教专 家，采用“年费用法”进行方案评价和比选。即计算和比较钢接地方案、不含焊接点的 铜接地方案以及含焊接点的铜接地方案的年费用。 （3）综合评价。针对铜接地网的不同设计寿命，计算并比较不同的年费用值。 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 3 2. 技术比较 2.1 性能比较 分别从导电性、热稳定性、耐腐蚀性等方面比较铜接地体与热镀锌钢接地体的差异。 2.1.1 导电性能 铜和钢在 20C 时的电阻率分别是 17.2410-6（mm）和 13810-6（mm），因此 铜的导电率是钢的 8 倍。即，铜接地体导电性能较钢接地体好。 2.1.2 热稳定性 铜的熔点为 1083C，短路时最高允许温度为 450C；而钢的熔点为 1510C，短路时 最高允许温度为 400C。因此，接地体截面相同时，铜材热稳定性较好。同等热稳定性能 时，钢接地体所需的截面积为铜材的三倍。 2.1.3 耐腐性 接地体的腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀两种形式，在多数情况下，这两种腐蚀 同时存在。铜在土壤中的腐蚀速度大约是钢材的 1/101/50， 是镀锌钢的耐腐蚀性的 3 倍 以上，而且电气性能稳定。 铜的表面会产生附着性极强的氧化物（铜绿），能够对内部的铜起很好的保护作用， 阻断腐蚀的形成。当铜与其它金属（钢结构、水管、气管、电缆护套等）共存地下时， 铜作为阴极不会受腐蚀，腐蚀的是后者。钢材是逐层腐蚀，镀锌层具有一定的抗腐蚀性。 钢接地体接头部位经过高温电弧焊接加工后会出现点腐蚀情况，一般最多只能保证 10 年。而铜腐蚀不存在点蚀情况，寿命较长。 可见，铜接地体的耐腐性显著优于钢接地体。 目前我国变电所接地系统均存在不同的腐蚀问题，特别是有些运行十年以上的变电 所腐蚀相当严重。尽管在设计时各设计人员已通过增大接地极截面来考虑 30 年的防腐问 题，在实际运行中也采用部分开挖和测量接地电阻等方法来检测腐蚀问题。但由于实际 腐蚀情况更严重，以及钢与铜的腐蚀机理不同，实施效果不太理想。 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 4 以下是在美国联邦电气接地研究工程技术咨询委员会在 2001 年 1 月 29 日，在美国内华 达州 BALBOA 地区现场开挖图片，该工程安装于 1992 年。 该镀锌钢接地极在中间一部分腐蚀相当严重，但测量接地电阻时，很难发现接地网 腐蚀问题。一旦通过大的故障电流，由于截面太小，容易熔断，从而导致故障电流不能 通过接地网顺利泄到大地，从而导致地电位升高，而出现“反击”现象，对直流，保护， 通信，信号等二次设备和低压系统故障和损坏，甚至损坏变压器等重要设备。 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 5 而镀铜钢棒则几乎没有任何腐蚀。 2.1.4 铜接地体施工方便 设计推荐水平主网采用铜绞线，由于铜绞线柔性好，允许的弯度半径小，所以拐弯 方便，穿管容易。铜线的高机械强度，使其能够成卷供货，便于机械化施工。搭接处采 用放热焊接，操作方便，加快施工进度，节省人工费用，简化施工工艺，更重要的是保 证了铜接地网的连接质量。 设计推荐垂直地网采用铜镀钢接地棒，由于接地棒截面大大小于角钢，在作垂直接 地施工方面工作量减小，并能垂直深入土壤，使通过加大垂直接地深度来降低接地电阻 成为一种可能。 综上所述，铜接地体与热镀锌钢接地体相比，铜接地体在导电性能、热稳定性能、 耐腐蚀性、接点焊接质量和施工便利方面有显著的优越性。 2.2 截面选择 2.2.1 钢接地体截面选择 充分考虑电网的规划发展规模，一般的 500kV 及 220kV 变电所中的主接地网采用 608（截面 480mm2）的镀锌扁钢，接地引下线采用 808（截面 640mm2）的镀锌扁钢。 2.2.2 铜接地体截面选择 忽略腐蚀的影响对铜接地体进行热稳定校验时，铜接地引下线的最小截面应满足下 式： e g g t C I S 式中：接地引下线的最小截面，mm2； g S 流过接地引下线的短路电流稳定值，A（根据系统 510 年发展规划， g I 按系统最大运行方式确定）； 短路电流的等效持续时间，s； e t 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 6 接地引下线材料的热稳定系数，根据材料的种类、性能及最高允许温度 C 和短路前接地引下线的初始温度确定。 计算用故障电流原则上应按变电所远景最大运行方式、站内发生接地故障时的故障 电流，当系统情况不是十分明确时，根据江苏省电力公司有关文件，500kV 系统单相接地 短路电流按 63kA 设计，220kV 单相接地短路电流按 50kA 设计。 短路等效持续时间 ofme tttt 式中：短路电流的等效持续时间，s； e t 主保护动作时间，s； m t 断路器失灵保护动作时间，s； f t 开关固有动作时间，s； o t 目前江苏省 220kV 系统线路保护配置基本采用“11，901”系列保护，各套装置均设 有高频、距离和零序电流保护。距离保护和零序保护各有三段，后备保护为近后备。 根据系统保护整定时间，短路等效持续时间 500kV 系统建议取 0.35 秒，220kV 系统 取 0.6 秒。 由规程 DL/T6211997交流电气装置的接地规程附录 C 表 C1 查得铜的热稳定系 数为 210，则铜接地引下线的截面计算如下（单位：mm2）： 对 500kV 系统 48.17735 . 0 210 63000 g S 对 220kV 系统 43.1846 . 0 210 50000 g S 根据电缆厂提供的产品样本，一般选用的铜接地体规格有 25mm2、50mm2、75mm2、95mm2、120mm2、150mm2、240mm2等多种不同型号的多股裸 铜线和铜排。 考虑腐蚀因素，并留有充分的裕度，500kV 变电所和 220kV 变电所铜接地引下线的 截面均取 200mm2（铜排）。水平接地网截面按照交流电气装置的接地（DL/T621- 1997）规定，取接地引下线的 75，即水平接地体截面取 150mm2（裸铜绞线）。 综上所述，铜接地体的截面显著小于钢接地体。综上所述，铜接地体的截面显著小于钢接地体。 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 7 2.3 接地体连接方式 变电所的接地网金属导体存在着大量的连接，只有可靠的、牢固的连接才能保证接 地网的运行可靠性。 2.3.1 钢接地体的连接方式 目前，钢接地体之间的连接均为传统的电弧焊接方式，高温电弧会破坏接地体接头 部位的镀锌层，有可能导致点腐蚀的出现，严重影响接地体的寿命。此外，电弧焊接连 接不是真正的分子性连接，焊接点对于接地体的导电性能也有影响。 对于钢接地体能否采用放热焊接接法，设计也作过研究与尝试，由于钢接地体设计 截面过大，未能被采用，主要有以下原因： （1）大型、非标模具制造困难，造价高； （2）焊粉用量大； （3）由于钢接地体本身防腐性能差，焊接质量的提高意义不大； （4）焊接点较多，费用太高。 2.3.2 铜接地体的连接方式 目前铜接地体主要有以下四种连接方式： （1）铜银焊连接法 扁铜条与扁铜条之间、扁铜条与裸铜绞线之问、裸铜绞线与裸铜绞线之间的连接都 可以使用铜银焊连接法，常用的铜银焊接有乙炔焊、电弧焊等，但焊接都只是表面搭接， 内部并没有熔合，接头不致密，性能只比压接和螺栓连接略好，焊接接头的性能还要取 决于操作技术工的熟练程度，特别是铜焊，即使是持有特殊工种上岗证，也比较容易出 现一些焊接缺陷，无法从表面观察合格与否。基于以上原因，铜银焊连接法在电力工程 接地系统实际施工中很少应用。 （2）压接线夹连接法 裸铜绞线与裸铜绞线之间的连接大多使用压接线夹连接法。但这种方法比较适用于 两条裸铜绞线一对一连接，无法做好十字交叉连接。如要十字交叉，则要求有特殊十字 接线线夹，或者要先形成接地铜排和接地线夹，处理好两者之间的接触面后，再使用螺 栓连接法。 （3）螺栓连接法 扁铜条与扁铜条之间、扁铜条与裸铜绞线之间、裸铜绞线与裸铜绞线之间的连接还 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 8 可用螺栓连接，该方法与压接线夹连接法互为补充。但螺栓连接处的接触标准应按现行 国家标准电气装置工程母线装置施工及验收规范的规定处理。目前，压接线夹法和 螺栓连接法在施工现场应用最为广泛，这和我国的电力施工技术工人的认识和训练程度 有着密切的关系。 （4）放热焊接连接法 放热焊接工艺最早是由美国艾力高公司（ERICO）的查尔斯卡特威尔博士 1938 年开 发的，该工艺最早用于铁路信号线焊接。 艾力高公司为表彰卡特威尔博士（Dr. Charles Cadwell）的贡献，将该工艺的商标命名为 CADWELD。目前数以千万计的 CADWELD 焊接在使用了五十多年后，性能依然良好。 放热焊接利用活性较强的铝把氧化铜还原，整个过程需时仅数秒，反应所放出的热 量足以使被焊接的导线端部融化形成永久性的分子合成。铜基放热反应的一般公式是： 3Cu2O+2AlAl2O3+3Cu+热量（2735C） 放热焊接的作业程序： 准备工作： 将导线和模具清理干净，再将模具用喷灯加热以去除水分，然后把导线 放入模具内，扣紧夹具以固定模具。 1. 把杯状焊药放入模具内； 2. 将电子控制器终端夹到点火条上； 3. 盖上盖子持续按下电子控制器按钮 5 秒后点火； 4. 打开模具并移去钢杯，就可见焊接好的接头。清除焊渣，等待下一次焊接。 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 9 放热焊接接头的特性： 1. 外形美观一致； 2. 连接点为分子结合，没有接触面，更没有机械压力，因此，不会松弛和腐蚀； 3. 具有较大的散热面积，通电流能力与导体相同； 4. 熔点与导体相同，能承受故障大电流冲击，不至熔断。 放热焊接连接法可以完成各种导线间不同方式的连接，如直通型、丁字型、十字型 等；还可以完成不同材质导线的连接，如普通钢铁、铜、镀锌钢、铜镀钢等之间的连接； 甚至可以实现导体间不同形状的连接，如铜导线与铜镀钢接地棒的连接、铜导线与铜板 的连接、铜导线与接地镀锌钢管的连接、导线与钢筋的连接以及导线与槽钢的连接。这 种方法接头有着广泛的连接方式，而且耐腐蚀性好且接触电阻低，已逐步得到推广应用。 放热焊接的优点： 1. 焊接方法简单，容易掌握； 2. 无需外接电源或热源； 3. 供焊接用的材料、工具很轻、携带方便； 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 10 4. 焊接点的载流能力与导线的载流能力相等； 5. 焊接是一种永久性的分子结合，不会松脱； 6. 焊接点像铜一样，耐腐蚀性能强。 7. 焊接速度快捷，节省人工； 8. 从焊口的外观上便能鉴定焊接的质量； 9. 可用于焊接铜、铜合金、镀铜钢、各种合金钢，包括不锈钢及高阻加热热源材料。 其缺点是由于目前在国内应用不多，价格稍高，基层施工人员对其特性认识不足。 但如果能在全国普遍采用，价格将会下降，施工人员技术也会更熟练 在国外，放热焊接已通过 UL 标准严格论证，并被 IEEE Std80 大纲等规程中指定为 接地系统中埋地导体地连接方式。在国内，放热焊接技术已通过国家电力公司武汉高压 研究所、浙江电力试验研究所等部门产品质量监督检验中心地检验，并已应用在电力系 统的重点工程。 综上所述，放热焊接是铜接地体的理想连接方式，虽然价格高，但其方便快捷的操综上所述，放热焊接是铜接地体的理想连接方式，虽然价格高，但其方便快捷的操 作、优秀的焊接质量是其他连接方式不可实现的。正是因为具备这样可靠、牢固的连接作、优秀的焊接质量是其他连接方式不可实现的。正是因为具备这样可靠、牢固的连接 方式，铜接地体的性能比钢接地体更胜一筹。方式，铜接地体的性能比钢接地体更胜一筹。 2.4 接地点布置 采用镀锌扁钢设计的接地网，考虑到扁钢会锈蚀，为保障可靠的接地，按二十五 项反措要求：变压器中性点应采用双接地引下线、重要设备及设备构架宜采用双接地 引下线，且应接入主接地网的不同网格。 采用铜接地网后，由于可以忽略接地引下线的腐蚀、增强了引下线的热稳定性，因 此对于除变压器中性点以外的接地引下线建议选用单接地引下线单接地引下线，不仅能够满足接地可 靠性要求，还能够降低投资。 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 11 3. 经济比较 3.1 500kV 变电所 3.1.1 工程概况 1. 建设规模 结合电网发展规划及 500kV 某变电所在系统中的作用，该变电所的建设规模为： 主变压器：本期建设 21000MVA 变压器，远景为 41000MVA 变压器。 500kV 出线：本期 8 回，远景 12 回。 220kV 出线：本期 12 回，远景 16 回。 无功补偿装置：本期每台主变低压侧各设 1 组 60Mvar 并联电抗器和 3 组 60Mvar 并 联电容器。远景每台主变低压侧各设 4 组无功补偿装置。 2. 配电装置形式 本工程 500kV 配电装置布置在变电所西侧，220kV 配电装置布置在变电所东侧，中 间是主变场地和 35kV 配电装置，主变场地的南侧是进所道路、主控制楼。 500kV 配电装置：采用悬吊式管母线，按 H-GIS“2+1”方式布置，侧向低架横穿引 线与高跨出线相结合。占地 72.65 亩。 220kV 配电装置：为与 220kV 双母线双分段接线形式、出线规划相适应，采用户外 GIS 设备一列布置。占地 10.91 亩。 35kV 配电装置和主变压器布置在 500kV 与 220kV 配电装置之间，主变压器紧靠 500kV 配电装置，其东侧是 35kV 配电装置。 3.1.2 材料统计 接地网布置图见附件 3。钢接地方案的材料统计结果见表 1，铜接地方案的材料统计 结果见表 2。 表表 1采用钢接地设计的材料表采用钢接地设计的材料表 序号序号名称名称型号及规范型号及规范单位单位数量数量备注备注 1热镀锌角钢 506，L=2500 根400主接地网垂直接地体 2热镀锌扁钢808m5000设备引下线 3热镀锌扁钢608m15980主接地网水平接地体 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 12 序号序号名称名称型号及规范型号及规范单位单位数量数量备注备注 4热镀锌扁钢506m8220室内及电缆沟接地体 5断线卡紧固件M1635，GB5-76套87 6铜排504m300 7铜排254m1240 设备接地端子和封顶 钢板连接用 8铜绞线截面 100mm2m3260 电缆主沟内高频电缆 接地用 9铜绞线截面 50mm2m540 电缆支沟内高频电缆 接地用 10铜绞线截面 20mm2m220 电缆支沟至结合滤波 器装置接地用 11临时接地端子M1225，GB5-76套43 12焊接点个4222详见附件 1 表表 2采用铜接地设计的材料表采用铜接地设计的材料表 序号序号名称名称型号及规范型号及规范单位单位数量数量备注备注 1镀铜钢棒14.2，L1220根800主接地网垂直接地体 2铜排504m2500设备引下线 3铜绞线截面 150mm2m15980主接地网水平接地体 4铜排254m1000室内接地体 5热镀锌扁钢606m7220电缆沟内接地体 6断线卡紧固件M1635，GB5-76套87 7铜排504m300 8铜排254m1240 设备接地端子和封顶 钢板连接用 9铜绞线截面 100mm2m3260 电缆主沟内高频电缆 接地用 10铜绞线截面 50mm2m540 电缆支沟内高频电缆 接地用 11铜绞线截面 20mm2m220 电缆支沟至结合滤波 器装置接地用 12临时接地端子M1225，GB5-76套43 13焊接点个2564详见附件 1 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 13 3.1.3 安装工程预算表 钢接地方案的造价见表 3，铜接地方案的造价见表 4、表 5。编制原则如下： （1）项目划分和概算费用构成及计算标准按电力工业部 2002 年颁发的电力工业 基本建设预算管理制度及规定和江苏省电力公司苏电建20021440 号文执行。 （2）电气安装工程定额按 2002 年出版的电力建设工程预算定额执行。 （3）材料价格按照华东电业管理局 1998 颁发的电力建设装置性材料预算价格 ， 接地铜材由于受市场价格影响较大，变数较多，结合近期工程预算编制资料，预算价格 每吨取 36500 元。 采用钢接地方案的造价约 191.65 万元；采用铜接地方案的造价（不含焊接点）约 247.54 万元，铜接地方案的造价（含焊接点）约 291.82 万元，其中焊接点造价约 44.28 万元。 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 14 表表 3500kV 变电所钢接地安装工程预算表（金额单位：元）变电所钢接地安装工程预算表（金额单位：元） 单价单价合价合价 编号编号项目名称及规范项目名称及规范单位单位数量数量 主材主材安装费安装费人工费人工费主材主材安装费安装费人工费人工费 1 垂直接地极制作安装（热镀锌角钢）根 40030.5811.42122324568 2 户外接地母线敷设（接地扁钢 80*8mm2以 下） 100m40.2655.95511.562636920565 3 户外接地母线敷设（接地扁钢 80*8mm2） 100m159.81327.96999.6212208159736 4 户内接地母线敷设 100m65.76555.91291.93655719195 5 避雷网沿砼块敷设 100m16.44440.68173.2572452848 6 设备接地引下线 100m50396.08208.321980410416 7 接地铜排 100m15.4771.61585.9118839023 主材 1 镀锌接地极，506，L=2.5m，总计 440m t3.820531920321 2 镀锌接地扁钢t104.745319557132 808，总计 5000mt25.1 608，总计 15980mt60.245 506，总计 8220mt19.399 3 铜排-504，总计 300mt0.6663650024309 4 铜排-254，总计 1240mt1.10363650040281 5 铜绞线，截面 100mm2，总计 3260mt3.2632383105569 6 铜绞线，截面 50mm2，总计 540mt0.2403323837782 7 铜绞线，截面 20mm2，总计 220mt0.044323831425 8 临时接地端子只4320860 损耗%375767922730 小计780409326298226351 变电安装工资调整%4.7 226351226351 1063810638.5 基本直接费780409336936236990 其他直接费 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 15 编号编号项目名称及规范项目名称及规范单位单位数量数量 单价单价合价合价 主材主材安装费安装费人工费人工费主材主材安装费安装费人工费人工费 冬雨季施工增加费%9.0722635120530 施工工具用具使用费%8.3422635118777 现场经费 临时设施费%2.7111734530168 现场管理费%39.7522635189975 直接费780409496386226351 间接费 企业管理费%35.5422635180445 职工基本养老保险和失业保险%2243922996630 工会经费、教育经费和住房公积金%14.922635133726 财务费用%1.0111734511174 施工机构转移费%12.4622635128203 计划利润%71526973106888 税金%3.445163386156286 合计780409909738226351 总计总计1916498 表表 4500kV 变电所铜接地安装工程预算表（不含放热焊接点）（金额单位：元）变电所铜接地安装工程预算表（不含放热焊接点）（金额单位：元） 单价单价合价合价 编号编号项目名称及规范项目名称及规范单位单位数量数量 主材主材安装费安装费人工费人工费主材主材安装费安装费人工费人工费 1垂直接地极制作安装（镀铜棒）根8008.226.7865765424 2户外接地母线敷设（铜绞线，电缆沟）100m72.2855.40350.606176025313 3户外接地母线敷设（铜绞线 150mm2以下）100m40.2412.95220.65166008883 4户外接地母线敷设（铜绞线 150mm2）100m159.8412.95220.656598935260 5户内接地母线敷设100m10555.91291.955592919 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 16 编号编号项目名称及规范项目名称及规范单位单位数量数量 单价单价合价合价 主材主材安装费安装费人工费人工费主材主材安装费安装费人工费人工费 6设备接地引下线100m25396.08208.3299025208 7接地铜排100m15.4771.61585.9118839023 主材 1镀铜棒，14.2，L=1.22m，总计 423m根800450360000 2接地铜排t11.4336500417189 504，总计 5300mt9.434 254，总计 2240mt1.9958 3铜绞线，截面 150mm2，总计 15980mt21.47732383695494 4铜绞线，截面 100mm2，总计 3260mt3.2632383105569 5铜绞线，截面 50mm2，总计 540mt0.2403323837782 6铜绞线，截面 20mm2，总计 220mt0.044323831425 7镀锌接地扁钢-606，总计 7220mt20.4335319108681 8临时接地端子只4320860 损耗%3144500043350 小计148835017826992030 变电安装工资调整% 4.7 9203092030 43254325.4 基本直接费148835018259492030 其他直接费 冬雨季施工增加费% 9.07 92030 8347 施工工具用具使用费% 8.34 92030 7675 现场经费 临时设施费%2.7167094445115 现场管理费%39.759203036582 直接费1488350280313 96355 间接费 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 17 编号编号项目名称及规范项目名称及规范单位单位数量数量 单价单价合价合价 主材主材安装费安装费人工费人工费主材主材安装费安装费人工费人工费 企业管理费%35.549203032707 职工基本养老保险和失业保险%2237986883571 工会经费、教育经费和住房公积金%14.99203013713 财务费用%1.0167094416709 施工机构转移费%12.469203010221 计划利润%71925584134791 税金%3.445206037570980 合计174035064300592030 总计总计2475385 表表 5500kV 变电所铜接地安装工程预算表（含放热焊接点）（金额单位：元）变电所铜接地安装工程预算表（含放热焊接点）（金额单位：元） 单价单价合价合价 编号编号项目名称及规范项目名称及规范单位单位数量数量 主材主材安装费安装费人工费人工费主材主材安装费安装费人工费人工费 1垂直接地极制作安装（镀铜棒）根8008.226.7865761193 2户外接地母线敷设（扁钢，电缆沟）100m72.2855.40350.606176072171 3户外接地母线敷设（铜绞线 150mm2以下）100m40.2412.95220.651660020565 4户外接地母线敷设（铜绞线 150mm2）100m159.8412.95220.656598981747 5户内接地母线敷设100m10555.91291.955592919 6设备接地引下线100m25396.08208.3299025208 7接地铜排100m15.4771.61585.9118839023 8焊接点个2564150384600 主材 1镀铜棒，14.2，L=2.4m，总计 423m根800450360000 2接地铜排t11.4336500417189 504，总计 5300mt9.434 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 18 编号编号项目名称及规范项目名称及规范单位单位数量数量 单价单价合价合价 主材主材安装费安装费人工费人工费主材主材安装费安装费人工费人工费 254，总计 2240mt1.9958 3铜绞线，截面 150mm2，总计 15980mt21.47732383695494 4铜绞线，截面 100mm2，总计 3260mt3.2632383105569 5铜绞线，截面 50mm2，总计 540mt0.2403323837782 6铜绞线，截面 20mm2，总计 220mt0.044323831425 7镀锌接地扁钢-606，总计 7220mt20.4335319108681 8临时接地端子只4320860 损耗%3135525540658 小计174035056286992030 变电安装工资调整% 4.7 9203092030 43254325 基本直接费174035056719492030 其他直接费 冬雨季施工增加费%9.07920308347 施工工具用具使用费%8.34920307675 现场经费 临时设施费%2.7205554455500 现场管理费%39.759203036582 直接费174035067529892030 间接费 企业管理费%35.549203032707 职工基本养老保险和失业保险%2237986883571 工会经费、教育经费和住房公积金%14.99203013712 财务费用%1.0205554420555 施工机构转移费%12.469203011467 计划利润%72325660162796 税金%3.445248845685727 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 19 编号编号项目名称及规范项目名称及规范单位单位数量数量 单价单价合价合价 主材主材安装费安装费人工费人工费主材主材安装费安装费人工费人工费 合计1740350108583392030 总计总计2918213 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 20 3.1.4 指标及评价 采用“年费用法”对两种接地方案进行经济评价。“年费用法”是指将技术方案在 分析期内的总费用（包括投资及经营费用）按资金回收系数（总费用为终值时，则按偿 债基金系数）平均分配到使用年限的每年的费用，并比较年费用的大小，以年费用小的 方案为优。年费用不但包含了年经营费用，而且还包含了投资因素，即包含了资金（或 建设投资）的恢复费用，因此采用“年费用法”计算是本评价的最优选择。 年费用通用计算公式为： ),/)(,/( ),/(),/( 11 nrPAmrPFtrFPUtrFPZG nm mt t m t ty 本报告假定钢接地网的设计寿命为 20 年，铜接地网的设计寿命为 50 年，由此得出： 铜接地方案的年费用： 计及放热焊接点费用： 291.820.0817+(291.82/506.12%)12.233528.21 万元 不计及放热焊接点费用： 247.540.0817+(247.54/506.12%)12.233523.93 万元 钢接地方案的年费用： 191.650.1018+7+(191.65/206.12%)9.8232.27 万元 采用“年费用法”得到的经济评价结果见表 6。 表表 6500kV 变电所铜接地与钢接地经济评价变电所铜接地与钢接地经济评价 项目项目单位单位 铜接地铜接地 （计及放热焊接点费用）（计及放热焊接点费用） 铜接地铜接地 （不计及放热焊接点费用）（不计及放热焊接点费用） 钢接地钢接地 静态投资万元266.62222.34191.65 建设期贷款利息 6.12%12.3111.088.14 施工期月 223 导通试验、测试 费用说明 万元年无无 7 寿命期年 505020 内部收益率 %888 年费用万元28.2123.9332.27 说明：导通试验每年一次，等年计算；接地网测试 6 年一次，每年摊销。 可见，无论是否计及放热焊接点费用，铜接地方案的年费用均远较钢接地方案低。可见，无论是否计及放热焊接点费用，铜接地方案的年费用均远较钢接地方案低。 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 21 不考虑焊接点费用时，铜接地方案优越性更加显著。不考虑焊接点费用时，铜接地方案优越性更加显著。 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 22 3.2 220kV 变电所 3.2.1 工程概况 1. 建设规模 220kV 某变电所建设规模如下： 主变压器：本期建设 1180MVA 主变，远景 3180MVA 主变； 220kV 出线：本期 6 回，远景 12 回； 110kV 出线：本期 6 回，远景 12 回； 35kV 出线：本期 4 回，远景 8 回。 无功配置：本期 26Mvar 并联电容器组，312Mvar 并联电容器组；远景 66Mvar 并联电容器组，612Mvar 并联电容器组。 2. 配电装置形式 220kV 配电装置：采用支持管母线中型、断路器双列、母线双列布置型式，断路器和 CT 之间设检修道路，220kV 间隔宽度 13m，所有土建构筑物本期一次建成。 110kV 配电装置：采用常规支持管母线中型、断路器单列、母线双列布置型式，断路 器和 CT 之间设检修道路，110kV 间隔宽度 8m，所有构筑物本期一次建成。 35kV 配电装置：推荐手车开关柜，采用电缆段出线。 35kV 并联补偿电容器装置：采用屋外成套装置并联电容器。 3.2.2 材料统计 接地网布置图见附件 4。采用钢接地设计的材料表见表 7，采用铜接地设计的材料表 见表 8。 表表 7采用钢接地设计的材料表采用钢接地设计的材料表 序号序号名称名称型号及规范型号及规范单位单位数量数量备注备注 1热镀锌角钢 505，L=2500 根136主接地网垂直接地体 2热镀锌扁钢808m2000设备引下线 3热镀锌扁钢608m8250主接地网水平接地体 4热镀锌扁钢506m2750室内及电缆沟接地体 5断线卡紧固件M1635，GB5-76套67 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 23 序号序号名称名称型号及规范型号及规范单位单位数量数量备注备注 6铜排254m500 11临时接地端子M1225，GB5-76套14 12焊接点个1842详见附件 2 表表 8采用铜接地设计的材料表采用铜接地设计的材料表 序号序号名称名称型号及规范型号及规范单位单位数量数量备注备注 1镀铜棒14.2，L2400根136主接地网垂直接地体 2铜排截面 150mm2m1000设备引下线 3铜排截面 120mm2m8250主接地网水平接地体 4铜排254m2750室内及电缆沟接地体 5断线卡紧固件M1635，GB5-76套67 6铜排254m500 7临时接地端子M1225，GB5-76套14 8焊接点个1116详见附件 2 3.2.3 接触电势和跨步电势 分别对钢接地网和铜接地网进行接触电势和跨步电势的计算，见附件 5 和 6。计算结 果如表 9 所示。 表表 9不同接地网方案的接触电势与跨步电势比较不同接地网方案的接触电势与跨步电势比较 220kV 配电装置场地110kV 配电装置场地 接触电势（V）跨步电势（V）接触电势（V）跨步电势（V） 最大值 允许值 (500 t=0.15s) 最大值 允许值 (50 t=0.15s) 最大值 允许值 (50 t=0.15s) 最大值 允许值 (50 t=0.15s) 钢接地网498.81668.735171.77539.636103.631471.21335.563539.636 铜接地网555.914668.735162.236539.636115.495471.21333.705539.636 3.2.4 安装工程预算表 钢接地方案的造价见表 10，铜接地方案的造价见表 11、表 12。 采用钢接地方案的造价约 71.86 万元；采用铜接地方案的造价（不含焊接点）约 93.9 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 24 万元，铜接地方案的造价（含焊接点）约 115.02 万元，其中焊接点造价约 23.08 万元。 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 25 表表 10220kV 变电所钢接地安装工程预算表（金额单位：元）变电所钢接地安装工程预算表（金额单位：元） 单价单价合价合价 编号编号项目名称及规范项目名称及规范单位单位数量数量 主材主材安装费安装费人工费人工费主材主材安装费安装费人工费人工费 1 垂直接地极制作安装根 13630.5811.4241591553 2 户外接地母线敷设 100m661327.96999.68764565974 3 户内接地母线敷设 100m27.5555.91291.9152888027 4 避雷网沿砼块敷设 100m16.5440.68173.2572712859 5 设备接地引下线 100m20396.08208.3279224166 6 接地铜排 100m5771.61585.938582930 主材 1 镀锌接地极，505，L=2.5m，总计 340m t1.281853196818 2 镀锌接地扁钢t47.6335319253357 808，总计 2000mt10.04 608，总计 8250mt31.103 506，总计 2750mt6.49 3 铜排-254，总计 500mt0.4453650016243 4 临时接地端子只1420280 损耗%32766988301 小计28499912614385509 变电安装工资调整%4.7 8550985509 40194019 基本直接费28499913016285509 其他直接费 冬雨季施工增加费%9.07855097756 施工工具用具使用费%8.34855097131 现场经费 临时设施费%2.741516111209 现场管理费%39.758550933990 500kV、220kV 变电所铜接地网与钢接地网的技术经济比较 26 编号编号项目名称及规范项目名称及规范单位单位数量数量 单价单价合价合价 主材主材安装费安装费人工费人工费主材主材安装费安装费人工费人工费 直接费28499919024885509 间接费 企业管理费%35.5