变电站工程接地网设计与施工.doc

变电站工程接地网设计与施工专栏I电力建设变电站工程接地网设计与施工摘要:随着电力建设的高速发展,变电站工程对地网接地的设计与施工的要求越来越严谨,变电站接地系统的质量好坏直接关系到变电站投产后的正常运行,更关系到人身与设备的安全运行,因此从接地网的设计与施工两个方面进行探讨,以保证接地网的质量.关键词:变电站;接地网;设计:施工1前言随着广东南部地区经济的高速发展,该地区的变电站很多被规划在土壤电阻率较高的山地或丘陵地带,随着广东南部地区城市化进程的不断深入,使得变电站的占地面积越来越少,导致变电站接地网的设计,施工难度不断增加.在大接地电流系统中,接地装置直接影响继电保护动作的正确性;在小接地电流系统中,不合格的接地网将对人身安全构成严重威胁.而且接地工程作为隐性工程很容易被人忽视,随着电力系统电压等级的升高及容量的增加,接地不良引起的事故扩大问题时有发生.为了保证变电站工程质量并降低地网工程造价,本文在设计与施工两个方面对变电站接地工程进行探讨.2变电站接地网的设计变电站接地网工程的关键是设计,接地网设计是否合理直接关系到地网工程质量的好坏和该工程造价的高低.工程设计人员只有对相关标准和规程有全面而透彻的理解,才能正确地应用,使设计尽量合理,符合工程实际,有效控制接地网工程的工程造价,现就设计中需要重点关注的几个问题阐述如下:(1)接地电阻的设计地网设计中的接地电阻应重点注意三个值,即土壤电阻率值,地网接地电阻的允许值和地网接地电阻的实际值,其中土壤电阻率值是设计的基础,接地电阻允许值是设计的目标,接地电阻实际值是设计的计算结果.地网接地电阻的实际值包括设计阶段的计算值和施工完成后的实测值两种.土壤电阻率P的大小直接关系地网设计的难易和接地网工程造价的高低.土壤电阻率高时,一方面地网接地电阻很难达到允许值要求:另一方面为降低接地电阻需采取多种措施,从而拖长工程工期并大幅增/JnT程造价.因此设计选站址时,应当充分考虑该处的土质情况及其对接地网工程的影响.P的取值,不但要考虑地网的不同地点和不同深度,还得考虑站址季节因素的影响.对于地网接地电阻的允许值,通过相应的标;隹和规程我们可以很容易地查到依据和要求(Rg2000/l,其中l为入地电流),但在设计中不能生搬硬套,应根据变电站的实际情况灵活广东科技200807总第192期运用.(2)接地极的设计接地极是地网的基本组成部分,一般包括水平接地极和垂直接地极两种.其中水平接地极既有均压,减小接触电压和跨步电压的作用,又有散流作用.而垂直接地极主要取散泄;中击电流的作用.受水平接地极的屏蔽影响,垂直接地极对地网接地电阻的改善不大.而地网的接地电阻主要是由水平接地极的闭合面积决定的,所以设计中一般地网由水平接地极闭合而成,只是在避雷针,避雷器,变压器中性点,消弧线圈中性点等冲击电流较大的位置及地网边沿一圈加装由垂直接地极构成的集中接地装置,相当于扩大了地网的面积,减少接地电阻.如果搞深井接地,也应安放在地网边沿,效果才好:如安放于地网中间时,由于水平接地极的屏蔽作用,其效果大减.接地极的设计关键在于接地极的选择和布置.接地极材料和规格的选择既要满足短路热稳定要求,还要考虑腐蚀后的使用寿命.接地极的布置在满足散流的作用下,还应保证均压,减小接触电压和跨步电压的作用.(3)接地引下线的设计当系统发生接地短路时,短路电流首先通过设备接地引下线流入接地网再泄入大地.为了保证接地引下线能承受系统最大短路电流的通过,接地线截面的选择至关重要.规程交流电气装饰接地(DL厂r6211997)对接地线的最小截面应符合下式要求:SIgt/c式中S接地线的最小截面(mm):Ig流过接地线的短路电流稳定值(A);c材料热稳定系数(钢为7O,铝为12O,铜为21O);卜_-短路等效持续时间(S).其中短路等效持续时间t的取值合理与否,对材料使用量有较大的影响.目前各类变电站保护配置不同,是否考虑主保护失灵,采用后备保护动作时间,以及主保护拒动与接地短路同时发生的概率等,都是值得探讨的问题.规程交流电气装饰接地(DL厂r6211997)规定有效接地系统接地装置热稳定校验时间应该取主保护动作时间加上失灵保护动作时间;不接地,消弧线圈接地和高阻接地系统接地装置热稳定校验时间应该取2S,即第一后备保护动作时间.为了防止接地装置扩大事故,110kV及以下系统热稳定校验时间宜按第一后备保护考虑.查阅有关资料,110kV及以下系统第一后备保护时间一般均限制在2S以内.(4)设备接地引下线截面与主网干线截面的配合规程交流电气装饰接地(DL/T6211997)中明确规定:在未考虑腐蚀时,接地装置接地极的截面不宜小于连接至接地装置的接地线截面的75%.在考虑腐蚀的情况下,接地装置接.地极的截面不宜小于连接至接地装置的接地线截面.所以,变电站地网改造中接地极的截面应与接地引下线的截面相同.(5)降低接地电阻的措施在实际的接地工程中,有些地方由于土壤电阻率非常高,要使接地装置的工频接地电阻降到规定值(Rg2000/1)以下非常困难.在这种情况下,就要根据现场实际情况想办法降低接地装置的工频接地电阻.设计中常用到的方法有以下几种:充分利用自然接地体降阻.在接地工程中,充分利用混凝土结构物中的钢筋骨架,金属结构物以及上下水金属管道等自然接地体,是减小接地电阻,节约钢材以及达到均衡电位接地的有效措施.外引接地装置.对位于高土壤电阻率区的变电站,当距变电站2000m以内有较低电阻率的土壤时,可敷设外引接地极,在低电阻率的地方敷设专门用于降阻的接地装置,然后用23根水平接地体与变电站的人工接地网可靠相连.采用深井式接地极.当地下较深处有土壤电阻率较低的地质结构时,可用井式或深钻式接地极,把平面地网做成立体地网,利用下层低电阻率的地层来降阻.扩网及设置水下地网.如果条件许可的话,扩大接地网面积和设置水下,水底,岸边地网是降低接地电阻最有效,也是最常用的方法.即一方面从变电所的四周想办法用水平接地体外延,扩大接地网面积:另一方面利用变电站附近的池塘,水库,河流,小溪等水资源建立水下,水底和岸边地网.填充电阻率较低的物质或降阻剂,人工改善土壤电阻率.实践证明,人工改善接地装置附近的土壤电阻率是降低接地网工频接地电阻的有效而又实用的措施.改善土壤电阻率的方法一般有三种:一是换土法,即利用低电阻率土壤置换高电阻率土壤;二是工业废渣填充法,即利用附近工厂的废渣填充接地沟(但要注意有些废渣对钢接地体的腐蚀作用);三是降阻剂法,即在接地体四周一定范围内利用降阻剂填充,达到降低接地电阻的作用.实践证明目前市场上的高效膨润土降阻剂效果非常好,既有很强的降阻性和防腐性,又有较强的稳定性和长效性.对于一个具体的接地工程,设计时可根据变电站实际的地形,地质及地貌情况,综合考虑分析对比各种方法的效果,费用以及以后运行维护是否方便,再决定采用哪些措施来降低接地电阻.电力建设I专栏3变电站接地网的施工注意事项接地网工程的设计是否落实到位,设计目标能否实现,关键在施工.这除了要求施工人员有较强的业务素质,按图,按规程规范施工,规范施工工艺外,还须贯彻规范工程项目监理制,以确保地网工程施工质量.遇到问题及时咨询设计人员,并及时提出有效可行的设计方案,就可保证施工质量.确保变电站接地网合格的关键是地网检查试验须由专业人员去认真进行通断检查,做好中间验收和竣工验收,发现结果不合格及时返工,才能保证地网工程质量.同时在施工时,需特别注意以下问题:控制室内的接地应形成环网,主网干线穿过控制室时,应从两侧都往楼上引接地线,主控楼施工时宜将高压室,控制室的基础钢筋与接地主干线连接,可有效改善接地效果.关于设备的接地方式,土建施工时必须将接地引下线引至支柱的钢圈处,设备安装时,接地引下线扁铁应与设备底座相连接,也应与设备的接地端子连接,且接地端子有多少孔都要用上,才能保证接触良好且截面足够.主变本体及中性点,带有二次线的一次设备应多于一点接地.根据实际经验,电缆沟内的接地扁铁是最容易锈断的,施工中可将扁铁埋入水泥中,在需焊支架及与主网相连处加焊-JJ块扁钢,以增加焊点厚度,焊后清除干净焊渣,并刷上防锈漆.主干线水平接地极应竖直放置,减少水沉积于宽面上使锈蚀加快.一次设备的接地引下线不得与电缆沟接地扁铁连接,也不可悬空穿越电缆沟.接地网水平接地极铺设后,回填土时,底下一定要用干净的原土,不得将碎石建筑垃圾填到下部.单芯电缆的屏蔽层接地只允许一端直接接地,另一端应设放电间隙保护(300m以内)和过电压保护器(300m以外),三芯电缆应将内屏蔽和外护套分别引出接地以使安装后和运行中能测试内衬层的绝缘电阻,作为判断是否进水的依据.按照接地线应便于检查的要求,施工时宜在接地网的两条主干线上(长宽两个方向)的网格交叉点上作永久性标记.地网四个角宜做成圆弧型,曲率半径不应小于一个