岑巩新兴变接地网改造方案.docx

110kV新兴变电站接地网整改方案批 审 校 编准 查 核 写贵州泰铭电力实业有限公司2011年10月110kv新兴变电站接地网整改方案概况：110kV新兴变电站，地处岑巩县城北面1公里处，跟青溪集控中 心12公里，总占地面积5100平方米投运于1989年11月2日二 期工程于2001年竣工投运，并于同年全站进行了自动化改造110kV新兴变电站有110kV、35kV、10kV三种电压等级，现主 变容量为1X50000kVA+1X31500kVA，两台均为有载调压变压器 110kV采用外桥接线，最终出线2回，现有出线2回，分别与220kV 青溪变电站、220kV岑巩变电站相连接；35kV采用单母线分段接线， 最终出线6回，现有出线5回；10kV采用单母线分段接线，最终出 线12回，现有出线10回；10kV无功装置补偿容量2X3900Kvar； 10kV站用变2台110kV新兴变电站是35kV龙田变电站、35kV桑坪变电站、35kV 天马变电站、35kV凯本变电站、35kV天星变电站及宇龙钢绳厂、金 源冶炼厂、巨华冶炼厂、顺发冶炼厂的主供电源，是小花滩水电站上 网的桥梁，是岑巩县城20万人民生活用电的生要保证。

我公司受凯里供电局委托，对110kV新兴变电站接地网整改进 行设计，期间对110kV新兴变电站进行了勘察，并查阅了相关技术 资料，由于该站建设时间超过二十年，无隐蔽施工原始资料，经过勘 察，该站可供敷设地网面积约为5100 m 2，该站基土在表层面下（表 层为水泥地），土层约厚1-5m，土质相对较好，但在基土下，有沙砾和石块，土壤电阻率较高，所以理论计算时水平土壤电阻率估算600Q.m，垂直土壤电阻率估算15000 .m （经过勘察，该站土壤较浅， 表层6米以下为白云质灰岩，地下水层较深，可供选择的接地方式不 多），考虑到施工不破坏该站正常的生产运行，不破坏原有接地设备 和整体环境，拟定在该站的地网改造中，根据设备安装位置不同，采 用不等间距敷设水平接地网格，以满足跨步电压及接触电压的安全需 要，同时由于接地面积限制，采用安装垂直接地装置（ALG离子接地 极），以满足整改后接地电阻不大于0.50的要求1.工程基本情况及接地要求：110kV新兴变电站可供敷设地网面积约为5100 m2，要求接地电 阻不大于0.50地网性能稳定，抗腐蚀能力强，使用年限长2 .设计依据2.1 DL/T 621 《交流电气装置的接地》2.2 DL/T 620 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》2.3 GB50057-94《建筑物防雷设计规范》2.4 GB50169 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》2.5 GBJ79-85 《工业企业通信接地设计规范》2.6 DL/475-92《接地装置工频特性参数的测量导则》2.7《防止电力生产重大事故的二十五项安全要求》国吨-9-283. 设计方案说明3.1、接地网的主要作用及基本要求接地网的作用较多，在大多数情况下主要有雷电流的泄流、故障 电流的泄流、工作接地三种。

3.1.1雷电流泄流雷电流的能量频谱显著高于工频电流，泄流瞬间的电位差主要决 定于电流变化率产生的感抗防雷装置地上高度hx处的电位：U=UR+UL = IRi+L0.hx.di/dt式中：UR一雷电流流过防雷装置时接地装置上的电阻电压降（kV）；UL一雷电流流过防雷装置时引下线上的电感电压降（kV）；Ri-接地装置的冲击接地电阻（di/dt-雷电流陡度（kA/口 s）;雷电流幅值（kA）；L0一引下线的单位长度电感（|J H/m）;雷电流时间尺度为微秒级，相对而言电阻电压降很小据计算 8/20口 s、1.5/40口 s、10/700口 s波型的90%峰值电流积累值分别出 现在24KHz、87 KHz、和11 KHz附近其频率为工频电流的1000倍 左右感抗变得十分重要过长的地线对雷电流的泄放作用很小，因 而主要用于雷电流泄流的地网其长度应满足防雷接地体的有效长度 LeW2 的要求3.1.2故障电流的泄流由于故障电流主要为低频段的工频电流时间尺度为秒级，在上 式中电感阻抗极小，而电阻阻抗成为主要考虑因素，地网设计中对故 障电流的强度的分析计算，以及对接触电压和跨步的分析成为地网设 计中的关键。

DL/T 621《交流电气装置的接地》、DL/T 620《交流电 气装置的过电压保护和绝缘配合》规范中有比较明确的技术规定，相 对而言对地网的规模和长度限制较小，但对地网的接地电阻值经常有 比较苛刻的要求3.1.3工作接地作为设备工作的零电位参考点（使电气装置或设备的非载流金属 部分保持在零电位）；为维持设备的零电位，其基本要求是把所有接 地系统连结起来，这就是共用接地的概念排放设备漏电流或静电电 流，减小电嗓声（电嗓声会产生干扰，引起精密电子设备的数据出 错）综上所述，在设计地网时首先应确认其主要目的，并满足其基本 要求在实际中经常是同时有几个目的，应分析情况确定地网设计的 基本原则和设计要点3.2接地和接地电阻3.2.1接地的意义：接地是把导体（线路和设备）使用导线接到大地， 并和埋在大地的接地极和地网连结接地的主要目的是以大地作为电 气设备的零电位，安全泄放雷电流或其它故障电流，避免地电位升高 太大，通过均压和等电位联结以保障设备和人员安全对于现代化的 通信、微电子设备而言，除设备和人员安全外，对保障系统和设备的稳定性十分重要3.2.2接地电阻：对于接地系统最重要的要求是接地电阻。

它由三部份组成：接地导体包括连接导体及连接器的电阻；接地导体表面与其相连接土壤间的接触电阻；接地导体周围土壤的散流电阻上述三部分中以土壤的散流电阻对接地的影响最重要，影响因素 最复杂土质、土壤含水量、接地体的形状、尺寸、长度、数量都对 其有复杂的影响，接地系统的设计是地网设计的关键其决定了能否 以最低的造价获得最小的接地电阻值3.3设计原则及思路：该变电站所处地区土壤电阻率较大，且要求接地电阻小于0.5Q， 有一定的难度水平接地极的降阻能力是有限的，经初略估算，不能达到设计要 求，所以垂直接地极就应采用降阻效果好，性能稳定的接地材料由上述分析，建议做成水平加垂直的复合型地网，通过水平接地 极和垂直接地极的综合降阻功效，达到降阻目的4. 地网接地电阻的理论推算地网接地电阻受土质、天气条件、地网接地体长度、接地极数量、 深度、材质、接地体形状、地网结构等多个因素影响准确地计算其 数值非常困难但可以尽量客观地进行测算，减少地网设计的盲目性4.1已知条件: 4.1.1接地电阻允许值RW0.54.1.2水平层面的土壤电阻率为：p 1=6000・m垂直层面的土壤电阻率为：p 2=10000・m4.1.3 地网面积为5100 tf4.1.4水平接地体采用50X5的镀锌扁钢，垂直接地体采用3m ALG 防腐离子接地体。

4.2理论推算: 4.2.1水平接地极为主边缘闭合的复合接地网的接地电阻值:R = a1 Ra = (3L〃％ - 0.2)亚V 0Re = 0.213£ (1 + B) + £ (Ln 旦-5B)< S 2 兀L 9hdB =1 + 4.6-LRn：任意边缘闭合接地网的接地电阻，0 日£:等值（即等面积、等水平接地极总长度）接地网的接地电阻，0S:接地网的总面积，5100 tfd:水平接地极的直径或等效直径：0.0178 mh：水平接地极的埋设深度：0.8mL0：接地网的外缘边线总长度：363mL：水平接地极的总长度：3288 mp :土壤电阻率：6000 .m1 〜B=1^=0-95 v.5100Re = 0.213 600 (1 + 0.95) + 600 (Ln 5100 5 x 0.95) = 3.67<5100 2 x 3.14 x 3288 9 x 0.8 x 0.0178a = (3 Ln 363 - 0.2)' 5100 = 0.921 」5T00 363R = 0.92 x 3.67 = 3.38Q3.38>0. 5欧姆，所以还需补充垂直接地极才能达到接地电阻要求4.2.2要达到0.50的接地电阻，需增加垂直接地系统的接地电阻为:1、 甘)xn R211 1 — R x 0.95 R1R：接地要求电阻值：0.50R1:水平接地系统的接地电阻：3.380R2:垂直接地系统的接地电阻：0n :利用系数，0.95= 「 「 = 0.56Q2 1 1 — 0.5 x 0.95 3.384.2.3单套3mALG防腐离子接地体的接地电阻:Rv:单根ALG防腐离子接地体的接地电阻：0p :土壤电阻率：10000 .mL：接地体的长度：3md：接地体的等效直径：0.30mk： ALG防腐离子接地体对土壤的调节系数：15%。

R =―1000—（ln传-1） x 15% 牝 26.93Q v 2 x 3.14 x 3 0.34.2.4垂直接地要达到0.560的接地要求，需垂直接地极的数日:n = RR x^n： ALG防腐离子接地体的数量：套RV：单根ALG防腐离子接地体的接地电阻：26.930R2:垂直接地系统的接地电阻：0.560n :多根垂直接地体利用系数：0.8n '二R2 xn26.930.56 x 0.8牝 60.11 = 61（套）4.2.5安装61套ALG防腐离子接地体后，垂直接地系统的电阻值为 n： ALG防腐离子接地体的数量:61套RV：单根ALG防腐离子接地体的接地电阻：26.930R4： ALG防腐离子接地体并联后的接地电阻：0n :多根垂直接地体利用系数：0.8W M.55Q61 x 0.84.2.6地网总接地电阻1 , 1=（——+R R1R：接地网总接地电阻，0R1： ALG防腐离子接地极的接地电阻，0.550R2：水平接地极的接地电阻，3.380n :利用系数，0.950.55 x 3.38 1 x 0.55 + 3.38 0.95总接地电阻为0.45Q，不大于0.5Q，满足接地电阻设计要求。

4.2.7避雷针独立圆形闭合地网：(直击雷防护需就近接地，快速汇 流，所以避雷针接地需制作集中接地装置)r =—-——(m + a)2 x兀 x L h x dp 1:土壤电阻率：6000 .mL：水平接地极的总长度，18mh：水平接地极的埋设深度，1.0md：水平接地极的直径或等效直径，0.0138mA：水平接地极的形状系数,0.48R = 600、 182 ―—(ln + 0.48) = 55.962 x 3.14 x18 1 x 0.013855.960 >100，故需增加垂直接地体，采用3mALG防腐离子接地体，由4.2.3得出单根3mALG防腐离子接地体的电阻为26.930 :为使接地电阻小于100，需要的垂直接地系统的接地电阻为：1 1 1 八 1= + n R \ =R' R1 R '2 2 上 _ 1R— R1R':接地要求电阻值：100R":水平接地系统的接地电阻：55.960R 2 :垂直接地系统的接地电阻：01R = = 12.2Q2 1 1 — 10 55.96需增设的垂直接地体数量为:n = Rr 2 xnn： ALG防腐离子接地体的数量：套RV：单。