安康地区某110kV变电站接地网优化研究

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1、研究与分枥YANJIUYUFENX安康地区某110kV变电站接地网优化研究舒晓丽·，王博z，艾庆遥z，李江涛，郭洁z(1．安康市供电公司，陕西安康725000；2．西安交通大学电气工程学院，陕西西安710049)’

2、l摘要：针对安康地区某l】0kV变电站工频接地电阻偏高的问题，建立土壤模型，利用计算接地网接地电阻、接●触电压和跨步电压的分析软件，分析了影响该接地网参数的主要因素，提出了降低变电站接地电阻的措施。在此基础上，又对变电站接触电压过高的问题，提出了采用最优压缩比优化接地网结构的措施，进一步降低了接地网的接地电阻、接触电压和跨步电压，满足了该变

3、电站接地网的设计要求。关键词：变电站；接地网；接地电阻；接触电压；跨步电压中图分类号：TM862文献标志码：A文章编号：1673—7598(2010)02—0018-05量结果，利用式(1)计算得到相应的视在电阻率：0引言Pn=2waU~,II(1、通过对测量数据的计算和分析，该地区土壤可0发、变电站的接地系统是保障电力系统安全可以分为上下两层，上层土壤厚度约4131，土壤电阻率21图靠运行的必要措施。因接地不良引起的电力系统安为34Q·m，下层土壤电阻率为l4Q·I"11。图1显示了全事故屡见不鲜。随着电力系统电压等级的不断提测量的视在电阻率和拟合的

4、视在电阻率与极间距的高和系统容量的不断增大，系统接地故障电流也不曲线，可见计算数据和实测数据比较吻合。断增大，为保证电力系统的安全可靠运行，要求变电站主接地网的接地电阻值也越来越小l】1。安康地区地处秦巴山区，地质条件较差，由于国家对耕地的保护政策，很多变电站要建在砂石或岩石地区，如何合理地进行地网设计和铺设，使变电站的接地电阻和地表电位分布达到规程要求，是目前山区新建变电站接地网设计和铺设所面临的主要难题本文针对安康地区某变电站接地电阻偏高、不能满足规程要求的问题，通过对该变电站接地网的4681012I4l6l8电场和电路仿真计算，提了减小接地电阻的

5、方法o／ill和建议，并对接地网结构进行了优化，使得该接地网测量和拟合的视在电阻率曲线的各项技术指标满足规程要求1-2某变电站接地电阻的要求跨步电势和接触电压的大小一方面取决于接地1变电站土壤模型和接地电阻计算网的设计，另一方面还取决于地表的最高电势。地表最高电势和故障电流的大小是成正比的。而且一般1．1土壤电阻率的确定出现在故障电流的入地点。在接地网结构一定的情为了得到该地区的土壤分层情况，采用Wenner况下，该点电压越高，跨步电势和接触电压也会越四极法【1对土壤视在电阻率进行测量，将测量极问距高。为了说明接地网设计对跨步电势和接触电压的为。时的视

6、在电阻率用p表示，测量时改变n可以得到影响，采用跨步电势、接触电压和地表最高电势之间用电流电压法测得的电压电流数值，并根据测的比值作为衡量地网设计优劣的参数。故以下分析收稿日期：2009—12～18作者简介：舒晓丽(196l一)，女，陕安嚎人，高级I：程师，从事电『螂垂行和高电压技术监督管理]二作YANJllJYUFENXl留}究与分拱中跨步电势和接触电压均以百分比的形式出现，即的一个规则接地网以方便仿真计算，生成的接地网占地表最高电势的百分数。计算模型如图3所示。若按最严重的情况考虑，需要考虑季节系数对土壤电阻率的影响。根据安康地区地质条件和气象环境

7、分析，选取季节系数为2．0。这样，上下两层的土壤电阻率分别为68Q·m和28Q·in。按照现有的地网设计，仿真所得接地电阻为0．35Q．接触电压为48．17％，跨步电势为11．16％。而按照该变电站的远期规划，单相接地最大人地电流将达到9．4kA。按照电力行业标准《交流电气装置的接地》规程l3l要求：尺≤(2)式中：为考虑到季节变化的最大接地电阻，Q；，为计算用的流经接地装置的入地短路电流，A。如果不考虑避雷线的分流作用，该变电站的设图3仿真生成的绩地网示意图计接地电阻应该小于0．2n。通过软件计算出此接地网的接地电阻为0．35Q．1．3接地网接地电阻

8、计算接触电压与地表最高电势之问的比值为48．17％，跨要计算整个接地网的电阻，就必须知道在一定步电势与地表最高电势之间的比值为11．16％，显然短路电流注入接地网情况下的电势。这可以通过建接地电阻大于所要求fiOo．2n．接触电压也较大．因立接地网的电路模型联立方程进行求解。将接地此，需要采用有效措施进行降阻，并在降阻后采取措网按照网孑L划分为很多个导体．导体两端连接处为施降低其接触电压节点．这样如果知道每段导体的自阻和任意两根导体问的阻，那么就可以建立接地网的电路矩阵，进2降阻设计而计算接地网的电势分布。基于电磁场原理和电路理论巾的节点电压法相结合的

9、思想，以点匹配矩量该变电站土壤情况大致为双层水平分层，下层法和经典镜像法为基础，计算出接地网的