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1、110千伏臺江變電站接地網(wǎng)整改方案批 準: 審 查:校 核: 編 寫: 貴州泰銘電力實業(yè)有限公司2011年10月110千伏臺江變電站接地網(wǎng)整改方案概況：110千伏臺江變電站位于臺江縣城西部，距離臺江縣城1公里。一期工程于1986年5月開工，1987年12月竣工投運；二期工程于2002年11月進行改造,2003年5月改造完畢投入運行。現(xiàn)主變?nèi)萘繛?31500千伏安和131500千伏安有載調(diào)壓變壓器，有容量為150千伏安和180千伏安站用變。 110千伏臺江變電站接線方式，110千伏采用單母接線方式，110kV線路有3回出線，其中臺劍寨T線為直饋線，臺臺線、臺鎮(zhèn)線為電源線；35千伏采用單母分段接線2、方式，35千伏目前有5回出線，分別為：城聯(lián)線、臺革線、臺盤線、臺南線、臺城線；10千伏采用單母分段接線方式目前有7回出線，分別為：臺聯(lián)線、臺高線、城2路、城4路、城1路、臺展線、城3路、臺冬線、臺略線。我公司受凱里供電局委托，對110千伏臺江變電站接地網(wǎng)整改進行設(shè)計，期間對110千伏臺江變電站進行了勘察，并查閱了相關(guān)技術(shù)資料，由于該站建設(shè)時間超過二十年，無隱蔽施工原始資料，經(jīng)過勘察，該站可供敷設(shè)地網(wǎng)面積約為4800，該站基土在表層面下（表層為水泥地），土質(zhì)相對較好，厚度均為3m，但在土層以下有沙礫和石塊，土壤電阻率較高，地下水位較淺（距表土6m以下就有地下水，土壤電阻率較低）,在低土壤電阻率處3、制作接地網(wǎng)，對降低全站接地電阻可以起作事半功倍的作用，同時也可以節(jié)約成本，但水對接地材料的腐蝕又影響到接地網(wǎng)的使用年限，所以選擇什么樣的接地材料，設(shè)計什么樣的接地網(wǎng)尤其重要，為使接地網(wǎng)設(shè)計盡可能優(yōu)化，考慮到施工不破壞該站正常的生產(chǎn)運行，不破壞原有接地設(shè)備和整體環(huán)境，擬定在該站的地網(wǎng)改造中，根據(jù)設(shè)備安裝位置不同，采用不等間距敷設(shè)水平接地網(wǎng)格，以滿足跨步電壓及接觸電壓的安全需要（水平接地材料選擇防腐性能比較好的熱鍍鋅扁鋼），同時由于接地面積限制，采用安裝垂直接地裝置（由于地下水位較淺，考慮在水平接地網(wǎng)格外沿制作多口接地深井，接地深井打入地下水位以下，能更好的降低全站接地電阻），以滿足整改后接地電阻4、不大于0.5的要求（垂直接地深井材料選擇防腐性能比較好的熱鍍鋅圓鋼，深井制作時，考慮到垂直接地體間的屏蔽作用，建議部份深井打成斜井）。1工程基本情況及接地要求：110千伏臺江變電站可供敷設(shè)地網(wǎng)面積約為4800，要求接地電阻不大于0.5。地網(wǎng)性能穩(wěn)定，抗腐蝕能力強，使用年限長。2設(shè)計依據(jù)2.1 DL/T 621 交流電氣裝置的接地2.2 DL/T 620 交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合2.3 GB50057-94 建筑物防雷設(shè)計規(guī)范2.4 GB50169 電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范2.5 GBJ79-85 工業(yè)企業(yè)通信接地設(shè)計規(guī)范2.6 DL/475-92 接地裝置工頻特性參數(shù)的5、測量導(dǎo)則2.7 防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項安全要求國電2000-9-283.設(shè)計方案說明3.1、接地網(wǎng)的主要作用及基本要求接地網(wǎng)的作用較多，在大多數(shù)情況下主要有雷電流的泄流、故障電流的泄流、工作接地三種。雷電流泄流雷電流的能量頻譜顯著高于工頻電流，泄流瞬間的電位差主要決定于電流變化率產(chǎn)生的感抗。防雷裝置地上高度hx處的電位：UURULI式中： UR雷電流流過防雷裝置時接地裝置上的電阻電壓降（kV）； UL雷電流流過防雷裝置時引下線上的電感電壓降（kV）； Ri-接地裝置的沖擊接地電阻（）；di/dt-雷電流陡度（kA/s）;雷電流幅值（kA）； L0引下線的單位長度電感（Hm）;雷電流時間6、尺度為微秒級，相對而言電阻電壓降很小。據(jù)計算8/20s、1.5/40s、10/700s波型的90%峰值電流積累值分別出現(xiàn)在24KHz、87 KHz、和11 KHz附近。其頻率為工頻電流的1000倍左右。感抗變得十分重要。過長的地線對雷電流的泄放作用很小，因而主要用于雷電流泄流的地網(wǎng)其長度應(yīng)滿足防雷接地體的有效長度Le2 的要求。故障電流的泄流由于故障電流主要為低頻段的工頻電流。時間尺度為秒級，在上式中電感阻抗極小，而電阻阻抗成為主要考慮因素，地網(wǎng)設(shè)計中對故障電流的強度的分析計算，以及對接觸電壓和跨步的分析成為地網(wǎng)設(shè)計中的關(guān)鍵。DL/T 621交流電氣裝置的接地、DL/T 620交流電氣裝置的過7、電壓保護和絕緣配合規(guī)范中有比較明確的技術(shù)規(guī)定，相對而言對地網(wǎng)的規(guī)模和長度限制較小，但對地網(wǎng)的接地電阻值經(jīng)常有比較苛刻的要求。工作接地作為設(shè)備工作的零電位參考點（使電氣裝置或設(shè)備的非載流金屬部分保持在零電位）；為維持設(shè)備的零電位，其基本要求是把所有接地系統(tǒng)連結(jié)起來，這就是共用接地的概念。排放設(shè)備漏電流或靜電電流，減小電嗓聲 （電嗓聲會產(chǎn)生干擾，引起精密電子設(shè)備的數(shù)據(jù)出錯）。綜上所述，在設(shè)計地網(wǎng)時首先應(yīng)確認其主要目的，并滿足其基本要求。在實際中經(jīng)常是同時有幾個目的，應(yīng)分析情況確定地網(wǎng)設(shè)計的基本原則和設(shè)計要點。3.2接地和接地電阻接地的意義：接地是把導(dǎo)體（線路和設(shè)備）使用導(dǎo)線接到大地，并和埋在大地的8、接地極和地網(wǎng)連結(jié)。接地的主要目的是以大地作為電氣設(shè)備的零電位，安全泄放雷電流或其它故障電流，避免地電位升高太大，通過均壓和等電位聯(lián)結(jié)以保障設(shè)備和人員安全。對于現(xiàn)代化的通信、微電子設(shè)備而言，除設(shè)備和人員安全外，對保障系統(tǒng)和設(shè)備的穩(wěn)定性十分重要。接地電阻：對于接地系統(tǒng)最重要的要求是接地電阻。它由三部份組成：接地導(dǎo)體包括連接導(dǎo)體及連接器的電阻；接地導(dǎo)體表面與其相連接土壤間的接觸電阻；接地導(dǎo)體周圍土壤的散流電阻。上述三部分中以土壤的散流電阻對接地的影響最重要，影響因素最復(fù)雜。土質(zhì)、土壤含水量、接地體的形狀、尺寸、長度、數(shù)量都對其有復(fù)雜的影響，接地系統(tǒng)的設(shè)計是地網(wǎng)設(shè)計的關(guān)鍵。其決定了能否以最低的造價獲得9、最小的接地電阻值。3.3設(shè)計原則及思路：該變電站所處地區(qū)土壤電阻率較大，由于地網(wǎng)面積小，依靠傳統(tǒng)的接地方式難以達到接地電阻設(shè)計要求的接地電阻小于0.5，有一定的難度。水平接地極的降阻能力是有限的，經(jīng)初略估算，不能達到設(shè)計要求，所以垂直接地極就應(yīng)采用降阻效果好，性能穩(wěn)定的接地材料。由上述分析，建議做成水平加垂直的復(fù)合型地網(wǎng)，通過水平接地極和垂直接地極的綜合降阻功效，達到降阻目的。 站內(nèi)地網(wǎng)與建筑自然接地體相連接，但設(shè)計時不計算建筑的接地電阻，將其作為余量計。 ，由于該站面積有限，所以選用3米ALG防腐離子接地極作為垂直接地極。站內(nèi)垂直接地極敷設(shè)于重要設(shè)備周圍實現(xiàn)短路電流就近接地，并分布于水平接地10、極外緣成等距分布，間距不小于垂直接地極長度的2倍。 采用深井接地，在變電站電容器組角上和主控室角上安裝2套30米深井，一方面改變接地裝置的電容來降阻，另一方面通過做小單個垂直接地極來降阻。深井中回填導(dǎo)電混凝土。 在水平接地網(wǎng)外沿制作多口接地深井，以實現(xiàn)降低全站接地電阻。4、理論計算：1 已知條件：1.1 接地電阻要求Ri0.5，R0=2.8;1.2 水平接地極采用505熱鍍鋅扁鋼；1.3 垂直接地極采用3米ALG防腐離子接地極；30米深井加導(dǎo)電混凝土；1.4 可建地網(wǎng)面積4800m2；1.5 土壤電阻率（1-3m為600m；3-6m為1200m；6m以下因地下富含地下水約為150m；巖石層約為11、1600m）2 理論推算：2.1、水平接地極為主邊緣閉合的復(fù)合接地網(wǎng)的接地電阻值： Rn：任意邊緣閉合接地網(wǎng)的接地電阻，Re：等值（即等面積、等水平接地極總長度）接地網(wǎng)的接地電阻，S:接地網(wǎng)的總面積，4800d: 水平接地極的直徑或等效直徑：0.0178 m h：水平接地極的埋設(shè)深度：0.8mL0：接地網(wǎng)的外緣邊線總長度：360mL：水平接地極的總長度：3200 m:土壤電阻率： 600.m2.2、單套30米深井加導(dǎo)電混凝土的接地電阻為：:土壤電阻率，含水層約為150.m，巖石層約為2000m，考慮到深井使用導(dǎo)電混凝土降阻，土壤電阻率可取300mR1：深井接地極的接地電阻；l： 深井地極的長度12、，30m；D：深井地極的等效直徑，0.15m；K：降阻功效系數(shù)，20；2套30米深井系統(tǒng)能達到的接地電阻為：5.88/2/0.9=3.27。2.3、單根3米ALG防腐離子接地極的接地電阻： 其中：Rv：為單根3米ALG防腐離子接地極的接地電阻；：土壤電阻率1200m； l：電極長度，3m； d：ALG防腐離子接地極等效直徑，0.2m K：ALG土壤調(diào)節(jié)系數(shù)，20%； 2.4、站內(nèi)水平接地極上共可敷設(shè)20套3米ALG防腐離子接地極，該20套3米ALG防腐離子接地極組成的站內(nèi)垂直接地系統(tǒng)的接地電阻為： 其中：R2 ：20套ALG防腐離子接地極并聯(lián)的接地電阻，； n ：ALG防腐離子接地極的數(shù)量，213、0套；：由于受電流屏蔽效應(yīng)引起的垂直接地極并聯(lián)的利用系數(shù)，0.8（受垂直接地極數(shù)目和間距影響） 2.5站內(nèi)并聯(lián)后的接地電阻為： 其中：R3：為整個站內(nèi)地網(wǎng)的接地電阻，； R1：為站內(nèi)地網(wǎng)的接地電阻，3.39； R2：為站內(nèi)離子接地極垂直接地系統(tǒng)的接地電阻，3.02； R井：30米深井的接地電阻，3.27；1.180.5，主地網(wǎng)并聯(lián)后仍未達到接地電阻設(shè)計要求。由于建筑面積限制，所以需增加深井接地裝置，2.6、 要達到0.5接地電阻設(shè)計要求，需在水平接地極上增加深井接地極的接地電阻為：其中：R4：為需在水平接地極上增加的深井接地極的接地電阻， Ri：接地電阻要求值，0.5； R3：站內(nèi)的接地電阻，14、1.18；2.7、垂直系統(tǒng)要達到0.86，需制作深井接地極的數(shù)目為： 其中：Rv ：單根深井接地極的接地電阻5.88； R5: 深井接地系統(tǒng)要達到的接地電阻，0.86； N ：深井接地的數(shù)量，套；：由于受電流屏蔽效應(yīng)引起的垂直接地極并聯(lián)的利用系數(shù)，0.9（受垂直接地極數(shù)目和間距影響）套驗算：8套深井接地極的接地電阻為：2.8、并聯(lián)后整個接地系統(tǒng)共可達到接地電阻： R：整個接地系統(tǒng)的接地電阻，； R1：水平接地系統(tǒng)的接地電阻，3.39；R2：垂直ALG防腐離子接地極的接地電阻，3.02；R3：站內(nèi)2套深井接地極的接地電阻，3.27；R6：8套深井接地極的接地電阻，0.82；0. 4710，故需增15、加垂直接地體，采用3mALG防腐離子接地體，由得出單根3mALG防腐離子接地體的電阻為26.93： 為使接地電阻小于10，需要的垂直接地系統(tǒng)的接地電阻為：接地要求電阻值：10: 水平接地系統(tǒng)的接地電阻：55.96:垂直接地系統(tǒng)的接地電阻： 需增設(shè)的垂直接地體數(shù)量為：n：ALG防腐離子接地體的數(shù)量: 套RV：單根ALG防腐離子接地體的接地電阻：26.93:垂直接地系統(tǒng)的接地電阻：12.2：多根垂直接地體利用系數(shù)：0.85、接觸電壓和跨步電壓的計算（略）說明：在110kV及以上有效接地系統(tǒng)和635kV低電阻接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地或同點兩相接地時，發(fā)電、變電接地裝置的接觸電位差和跨步電位差不應(yīng)超過下列16、數(shù)值 (1) (2)6、施工細則6.1、水平接地槽寬0.5m，深0.8m（遇有巖石不能開挖時可視具體情況將接地帶平置于巖石上，覆蓋0.2m厚的導(dǎo)電混凝土），先回填一層低電阻率土壤后把水平接地極平鋪在低電阻率土壤上再回填低電阻率土壤至地表高度，主地網(wǎng)必須埋設(shè)在低電阻率土壤中,回填土壤必須進行篩選、夯實，以保證接地極與低電阻率土壤緊密接觸。6.2、垂直接地極主要布置在水平網(wǎng)格外沿，垂直接地極間距不得低于6米，頂端電極與水平接地極采用放熱熔接，焊接處采用防水防腐漆做防腐處理。6.3、鋼材接地體全部采用熱鍍鋅雙面防腐，水平接地極與水平接地極的連接處采用雙面電焊，焊接長度不低于扁鋼寬度的兩倍，焊接處采用17、防水防腐漆做防腐處理。7、材料表序號名 稱型 號單位數(shù)量備注1ALG防腐離子接地極FF-10B套2650mm；L=3m2熱鍍鋅圓鋼50mm50000米3003熱鍍鋅扁鋼505米32004放熱焊接模具SCB4-120505套2FW-150P105焊粉FW-150P10支706模具夾HK套27工具箱TB016套18防水防腐漆桶129導(dǎo)電混凝土噸208、施工監(jiān)督驗收8.1、工程由進行施工監(jiān)督驗收，并要進行中間驗收和終結(jié)驗收。8.2、中間驗收，主要是對施工過程進行監(jiān)督，包括從原材料的使用，到施工工藝等，主要按GB50169-92電氣裝置工程接地裝置施工及驗收規(guī)范進行。8.3、終結(jié)驗收，主要是依據(jù)DL475-92接地裝置工頻特性參數(shù)的測量導(dǎo)則和GB50150-91電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標準進行全面試驗。