变电站接地网计算应用分析.docx

110kV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：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:接地网接地电阻计算分析解决

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.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
Sg
其中：te---短路的等效持续时间，取0.6s
c---接地线材料的热稳定系数，取c=70
Sg==114.75(mm2)
水平接地网热稳定截面
S’=75%·Sg=0.75xSg=86(mm2)
①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。
②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.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52.8――86.7·m,平均值为76.4·m，取-0.6米层的土壤电阻率的平均值=76.4·m；其中变电站有效面积为3699.2平方米。
接地电阻
R=0.5=0.5×76.4/=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≤
式中：
R－考虑季节变化的最大接地电阻(Ω)；
R≤
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4.8kA
R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.接地装置的电位计算
Ug=IR
其中：I---入地短路电流，为4.8kA
R---接地装置的接地电阻
Ug=IR=4.8x0.628=3(kV)
四.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=0.6～0.8m时
Ktmax=Kd·KL·Kn·Ks
Kd=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d＝0.5b，其中b为扁钢宽度)。
KL=1.0
Kn=0.076+0.776/n=0.076+0.776/8=0.173(n为均压带计算根数)
Ks=0.234+0.414lg=0.234+0.414lg=0.97526
Ktmax=Kd·KL·Kn·Ks=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=
其中：f---人脚站立处地表面的土壤电阻率，取f=76.4·m（实测推荐数据）
Ut===241.3(V)<Utmax
结论：不满足要求。
措施：应采用高电阻率的绝缘操作地坪来满足接触电势的要求。
五.最大跨步电位差计算
Usmax=KsmaxUg
Ksmax=(1.5-2)·ln/ln
2=0.35·
=0.1
n=2
其中：L---水平接地极的总长度
L0---接地网的外缘边线总长度
S---接地网的总面积
T---跨步距离，T=0.8m
d---均压带等效直径，d=0.03m
h---水平均压带的埋深，h=0.6m
n=2=2＝7.2
=0.1=0.1x=0.268
2=
=0.29
Ksmax=(1.5-2)·/ln
=(1.5-0.22)·ln2
2
2
2
)
4
.
0
6
.
0
(
6
.
0
)
4
.
0
6
.
0
(
6
.
0




/ln
=0.0794
Usmax=Ksm