变电站接地网计算应用分析

1、110kV 变电站接地网计算应用分析变电站接地网计算应用分析胡 伟，田德军，潘昕（宜昌东阳光火力发电有限公司，湖北 宜昌 443300）摘要摘要： 本文针对武汉市黄陂区 110kV 宋岗变电站的接地网设计作详细计算，并对出现的接地电阻过大的问题做详细的解决措施，使地网的接地电阻满足设计要求。变电站接地网接地电阻对设备保护具有重要作用，如果接地电阻过大，对设备起不到保护作用，遇雷雨天气会造成设备及人身伤亡事故，因此本文对变电站接地网做详细计算。关键词关键词:接地网接地电阻计算分析解决引言引言本文通过事例计算来分析变电站接地网接地电阻，通过计算，来确定接地网是否满足规程要求，如果不满足，我们怎样解

2、决。本文基于设计事例分析，对变电站接地网做详细计算，以达到我们设计中遇见的具体问题，具体分析。一一. .水平接地网热稳定截面计算水平接地网热稳定截面计算根据湖北省电力设计院系统室提供的参数经计算，110kV 侧单相接地短路电流 Id(1)=10.37kA以 110kV 侧单相接地短路电流 Id(1)=10.37kA 为准，计算地网热稳定截面如下：接地引下线热稳定截面SgtIedc)1(其中：te-短路的等效持续时间，取 0.6sc-接地线材料的热稳定系数，取 c=70SgtIedc)1(=6 . 07010370=114.75(mm2)水平接地网热稳定截面S=75%Sg=0.75x Sg=86

3、 (mm2)按腐蚀速度 0.065mm/年考虑 30 年的腐蚀， 接地引下线选用 606mm 的扁钢，则 30 年后截面:S30 年=(60-0.06530)(6-0.06530)= 235.1 (mm2) Sg=114.75(mm2)结论：满足要求。水平接地网选用 606mm 的扁钢，则 30 年后截面:S30 年=(60-0.06530)(6-0.06530)=235.1 (mm2) S=86(mm2)结论：满足要求。二二. .接地电阻的计算接地电阻的计算根据湖北省电力设计院地质勘测土壤接地电阻率测试报告， 原始土层土壤电阻率一般范围为 52.886.7m,平均值为 76.4m，取-0.6

4、 米层的土壤电阻率的平均值= 76.4m；其中变电站有效面积为 3699.2 平方米。接地电阻R=0.5S=0.576.4/2 .3699=0.628 ()规程要求有效接地系统和低电阻接地系统中发电厂、变电站保护接地电阻宜符合下式要求：R I2000式中：R考虑季节变化的最大接地电阻()；R I2000其中：I 为流经接地装置的入地短路电流，根据湖北省电力设计院系统室提供参数注入地的计算电流为 4.8kAR规=2000/4800=0.42()R=0.628 ()结论：不满足要求。措施：根据地质测试报告，下层土壤比上层土壤电阻率低许多，故采用深井接地方式。三三. .接地装置的电位计算接地装置的电

5、位计算Ug=IR其中：I-入地短路电流，为 4.8kAR-接地装置的接地电阻Ug=IR=4.8x0.628=3 (kV)四四. .最大接触电势的计算最大接触电势的计算Utmax= KtmaxUg其中：Utmax-最大接触电位差Ktmax-最大接触电位差系数当接地网的埋设深度 h=0.60.8m 时Ktmax=KdKLKnKsKd=0.841-0.225lgd=0.841-0.225lg0.03=1.18 (d 为均压带等效直径，用扁钢，等效直径 d0.5b，其中 b 为扁钢宽度)。KL=1.0Kn=0.076+0.776/n=0.076+0.776/8=0.173 (n 为均压带计算根数)Ks

6、=0.234+0.414lgS=0.234+0.414lg2 .3699=0.97526 Ktmax=KdKLKnKs=1.18x1x0.137x0.97526=0.15766最大接触电位差Utmax= KtmaxUg=0.15766x3x103=475(V)规程要求的接触电位差为：Ut=tf17. 0174其中：f-人脚站立处地表面的土壤电阻率，取f=76.4m（实测推荐数据）Ut=tf17. 0174 =6 . 04 .7617. 0174=241.3 (V) Usmax结论：满足要求。六针对接地网接地电阻过大的解决办法：六针对接地网接地电阻过大的解决办法：1采用 4 口深井接地，地网总接

7、地电阻核算如下：单根深井接地电阻 RL2lndL43514. 325 .23ln05. 03540.3685()，故 R/40.092()，因此地网总的等效接地电阻为约为 0.1。2接地装置的电位核算如下：Ug=IR其中：I-入地短路电流，为 4.8kAR-接地装置的接地电阻Ug=IR=4.8x0.1=0.48(kV)3最大接触电势的核算如下：Utmax= KtmaxUg其中：Utmax-最大接触电位差Ktmax-最大接触电位差系数当接地网的埋设深度 h=0.60.8m 时Ktmax=KdKLKnKsKd=0.841-0.225lgd=0.841-0.225lg0.03=1.18 (d 为均压

8、带等效直径，用扁钢，等效直径 d0.5b，其中 b 为扁钢宽度)。KL=1.0Kn=0.076+0.776/n=0.076+0.776/8=0.173 (n 为均压带计算根数)Ks=0.234+0.414lgS=0.234+0.414lg2 .3699=0.97526 Ktmax=KdKLKnKs=1.18x1x0.137x0.97526=0.15766最大接触电位差Utmax= KtmaxUg=0.15766x0.48=76(V)规程要求的接触电位差为：Ut=tf17. 0174其中：f-人脚站立处地表面的土壤电阻率，取f=76.4m（实测推荐数据）Ut=tf17. 0174 =6 . 04

9、 .7617. 0174=241.3 (V) Utmax结论：满足要求。七结束语七结束语变电站接地电阻很重要，因此在做施工图时一定要经过周密计算，一旦施工完毕后，接地电阻过大不能满足防止雷击要求，再改就很麻烦，废工、费时、废料，从而造成浪费。因此，我们在建设变电站时，对电网的接地电阻计算不容忽视。在变电站接地网设计中，要确保人身设备的安全，采用经济可行的方法降低接地电阻。参考文献参考文献1.DL/T621-1997 交流电气装置的接地规程2.孟庆波、何金良， 深压降阻法的应用 高电压技术1996110kV substation grounding grid computing applicat

10、ion analysisHu Wei, Tian Dejun, Pan Xin(Yichang Dongyangguang Power Company Limited, Hubei Yichang 443300)Abstract: In this paper, Wuhan City Huangpi District 110kV Songgang substation groundinggrid design calculation, and has appeared on the grounding resistance to cross big question todo detailed

11、solutions, so that the grounding resistance of the grounding grid to meet thedesign requirements. The substation grounding grid resistance protection of the equipmenthas an important role, if the grounding resistance is too large, the equipment withoutprotective effect, when thunderstorms can cause equipment and personal casualty accident,therefore this article tries to do a detailed calculation of substation grounding grid.Key words: Grounding grid, Grounding resistance ,.Calculation, Analysis ,Solve作者简介：1胡伟，1973 年 12 月出生，研究生学历，硕士学位，曾从事高电压技术研究与开发，