【正文】 ................................................................................18 深井式垂直接地極 ......................................................................................18 IV 擴(kuò)大接地面積 ...............................................................................................18 使用降阻劑 ..................................................................................................19 工程設(shè)計中的幾點建議 .........................................................................................19 土壤電阻率的測量要準(zhǔn)確 ..........................................................................19 接地施工應(yīng)提前進(jìn)行 ...................................................................................19 優(yōu)先考慮深井式垂直接地極 .......................................................................19 接地體的選擇 ...............................................................................................20 降低接地電位的其他方法 ..........................................................................20 5 變電站接地網(wǎng)優(yōu)化措施 ................................................................................................21 改進(jìn)接地網(wǎng)的技術(shù)措施 .........................................................................................21 6 與接地網(wǎng)相關(guān)的問題 ....................................................................................................24 接地網(wǎng)在設(shè)計過程中注意事項 .............................................................................24 與城市接地網(wǎng)有關(guān)的接地 .....................................................................................26 城市變電站的避雷帶 ...................................................................................26 與民用建筑相結(jié)合變電站的接地 ...............................................................26 變電站二次設(shè)備的接地 ...............................................................................26 7 總 結(jié) ..............................................................................................................................28 致 謝 ................................................................................................................................29 參 考 文 獻(xiàn) ........................................................................................................................30 1 1 緒論 引言 隨著電力工業(yè)的發(fā)展，變電站一次設(shè)備二次保護(hù)對接地裝置的要求不斷提高。接地裝置是確保電力設(shè)備安全運(yùn)行及其工作人員人身安全的重要設(shè)備。 電力系統(tǒng)中對接地裝置的要求越來越嚴(yán)格，變電所接地系統(tǒng)直接關(guān)系到變電所的正常運(yùn)行，更涉及到人身與設(shè)備的安全。然而由于接地網(wǎng)設(shè)計考慮不全面、施工不精細(xì)、測試不準(zhǔn)確等原因，近年來，發(fā)生了多起地網(wǎng)引起的事故，有的不僅燒毀了一次設(shè)備，而且還通過二次控制電纜竄入主控室，造成了事故擴(kuò)大，故接地網(wǎng)對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到非常重要的作用。 大型樞紐變電站，就因開關(guān)室接地與主接地網(wǎng)之間的接地電阻不合格，引發(fā)接地網(wǎng)局部地電位升高，造成高電壓、大電流竄入直流系統(tǒng)、繼電保護(hù)系統(tǒng)、擊穿保護(hù)二次電纜、造成主控樓及保護(hù)裝置、二次電纜、 低壓配電設(shè)備全部燒毀； 150MVA 主變壓器和 220kV、 110kV 部分高壓設(shè)備燒毀。致使多家大型發(fā)電廠被迫停機(jī)，造成電力系統(tǒng)解裂大面積停電?，F(xiàn)在尤其是 35kV、 10kV 系統(tǒng)接地故障，由于接地網(wǎng)存在缺陷導(dǎo)致變電站接地網(wǎng)局部電位升高，致使避雷器不能正確動作，甚至發(fā)生逆閃，引發(fā)母線對地放電，開關(guān)爆炸，燒毀電氣設(shè)備，甚至燒斷接地裝置，造成大面積停電的事故時有發(fā)生。 然而，因為設(shè)計、施工、驗收等各個方面的因素，未能有效地解決接地裝置的防腐問題。比如， 華電連江風(fēng)電廠 110 kV 升壓變電站 ，經(jīng)過多次普測和開挖檢查，發(fā)現(xiàn)接 地網(wǎng)銹蝕嚴(yán)重，接地電阻逐年升高。規(guī)程規(guī)定：變電站接地裝置接地電阻應(yīng)不大于 歐。而該站接地網(wǎng)接地電阻由建站時的 歐升高至 20xx 年的 歐。 現(xiàn)狀分析 為了摸清福州地區(qū)地網(wǎng)的腐蝕情況及存在的問題，從 20xx 年起對連江、北郊、 2 雄縣、江陰等運(yùn)行 20 年以上的變電站地網(wǎng)進(jìn)行了挖掘檢查，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)如下問題。 （ 1）接 地引下線 熱容量不夠公司大部分變電站設(shè)備采用的接地引下線為 248。12 mm圓鋼，部分設(shè)備甚至用 248。8 mm圓鋼 ,而且個別站同一電壓等級設(shè)備的接地引下線規(guī)格不齊，并有多點焊接。 （ 2） 接地引下線與水平地線截面配合不當(dāng)北郊 220 kV 部分接地引下線截面 248。22 mm 圓鋼，而接地引下線與地網(wǎng)干線相連的地線截面卻為 248。12mm 圓鋼； 10 kV 母線橋接地引下線為 248。10 mm的圓鋼，主網(wǎng)為 404 mm扁鋼。 （ 3） 沒按圖紙施工，接地引下線連接不合理東北郊變電站地網(wǎng)施工圖為對稱布置，是與西北角相對應(yīng)的東北角上一條主干線，開挖檢查卻 找不到。部分設(shè)備接地引下線不是直接引到主網(wǎng)，而是經(jīng)過操作機(jī)構(gòu)再引到主網(wǎng)，或就近與其它設(shè)備接地引下線相連，甚至有部分設(shè)備接地引下線直接引進(jìn)電纜溝內(nèi)扁鐵上。 （ 4） 后期工程的接地引下線沒有與一期工程主地網(wǎng)相連接容城 220 kV 變電站二期工程 1 號變壓器中性點沒有與主地網(wǎng)相接； 1 號變壓器本體與底座基礎(chǔ)相連，但底座基礎(chǔ)沒有與主網(wǎng)相連，該主變長期運(yùn)行在本體及中性點沒有有效接地的情況下，僥幸在運(yùn)行期間沒有發(fā)生接地故障，并及時發(fā)現(xiàn)事故隱患。高店 11 11 119 間隔，南郊 2210 間隔均為新增間隔，刀閘與開關(guān)接地 線相連，成獨立網(wǎng)，沒與主地網(wǎng)連接。 （ 5） 部分接地網(wǎng)（線）腐蝕嚴(yán)重電纜溝接地扁鋼比土壤中的腐蝕嚴(yán)重；土壤中的接地引下線比水平敷設(shè)的主接地網(wǎng)干線腐蝕嚴(yán)重。如水源電纜溝內(nèi)扁鐵多處銹蝕 50%以上，甚至有幾處已經(jīng)銹斷。 （ 6） 重要設(shè)備未能保證多于一點接地。 接地裝置的使用功能，就是實現(xiàn)不同的接地目地和用途。較大型接地網(wǎng)是各種電力設(shè)備的公共接地網(wǎng)，它必需滿足各種綜合使用功能的要求。 從 華電連江風(fēng)電廠 110 kV 升壓變電站 幾年來測試結(jié)果（表 11）分析，接地網(wǎng)接地電阻呈逐年升高趨勢，其特征是： 工程起 始標(biāo)準(zhǔn)低，水平接地埋設(shè) ，部分地段接地線裸露地面 ， 設(shè)備引下線截面較小 ， 地網(wǎng)焊接防腐處理不標(biāo)準(zhǔn) ， 地質(zhì)狀況不良，自然環(huán)境惡劣。 3 表 11 華電連江風(fēng)電廠 110 kV 升壓變電站 接地電阻測試對照表 日期 接地電阻值（歐） 測試變化值 運(yùn)行時間（年） 1998 年 1 月 20xx 年 1 月 增大 5 20xx 年 1 月 增大 5 20xx 年 1 月 增大 7 華電連江風(fēng)電廠 110 kV 升壓變 電站 接地網(wǎng)的不良狀況接地電阻不合格、地網(wǎng)嚴(yán)重銹蝕等，直接影響設(shè)備安全運(yùn)行和系統(tǒng)的安全可靠性。改造目標(biāo)不但要解決地網(wǎng)缺陷問題，還要弄清造成地網(wǎng)不合格的原因，從而制定切實可行的解決方案。 通過對 華電連江風(fēng)電廠 110 kV 升壓變電站 地網(wǎng)不合格狀態(tài)測試分析，得知自然環(huán)境是地網(wǎng)不合格的主要原因：地壤鹽堿含量高；地質(zhì)為沙石結(jié)構(gòu)；土壤電阻率高。 通地開挖檢查，發(fā)現(xiàn)靠近大門側(cè) 80%為沙石結(jié)構(gòu)； 35kV 配電區(qū)域為沙粒結(jié)構(gòu)；變壓器及開關(guān)區(qū)域為土沙結(jié)構(gòu)。當(dāng)然還有其它一些原因，比如，施工時水平地網(wǎng)埋設(shè)較淺，地網(wǎng)連接沒有嚴(yán)格按照規(guī) 程規(guī)定施工等。總之，接地網(wǎng)不合格的主要原因是地質(zhì)條件差。 隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網(wǎng)短路容量越來越大，對接地的要求也越來越高。長 期、可靠、穩(wěn)定的接地系統(tǒng)，是維持設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行、保證設(shè)備和人員安全的根本保障，而選擇品質(zhì)好的接地材料和可靠的連接是保障接地系統(tǒng)長期安全可靠的重要因素。 長期以來，我國選用鍍鋅扁鋼作為接地材料。這是因為解放初期，我國變電站的規(guī)模很小，由于經(jīng)濟(jì)和資源的原因，普遍采用鋼質(zhì)材料作為變電站的接地 (體 )極的材料，這種做法一直沿用到現(xiàn)在。上世紀(jì)八十年代末，全國各地相繼出現(xiàn)了一些在系統(tǒng)發(fā)生 接地故障時，因接地網(wǎng)原因，造成變電站高壓串入控制室，燒毀控制室和保護(hù)盤柜的重大停電事故。根據(jù)國家電網(wǎng)公司統(tǒng)計資料，運(yùn)行 10 年以上的變電所鋼接地網(wǎng)均有不同程度的腐蝕， 20 年以上的更為嚴(yán)重。根據(jù)接地網(wǎng)事故的統(tǒng)計分析，地網(wǎng)腐蝕，接地體在故障時燒斷是引發(fā)接地網(wǎng)事故的重要因素之一。為防止該類事故的發(fā)生，各地除加大接地體及接地引下線的截面外，還制定了相應(yīng)的運(yùn)行維護(hù)措施，如導(dǎo)通檢查和開挖檢查，有關(guān)院校開展了檢測接地體腐蝕程度的分析研究。原國家電力公司 “25 項反措 ”對此給予了高度重視，并制訂了一系列反措，同時也提出：接地裝 置腐蝕比較嚴(yán)重的樞紐變電所宜采用銅質(zhì)材料的接地網(wǎng)。 4 近年來，城市用電水平不斷提高，城區(qū)內(nèi) 110 千伏甚至 220 千伏變電站不斷增多，由于這些站的占地面積普遍較小，而且地面基本無土壤露出，采用鋼接地網(wǎng)的缺陷越來越突出，有關(guān)反措幾乎無法實施，給變電站的安全運(yùn)行帶來了極大隱患。于是選擇合適材料作為變電站的接地體而成為一項新課題。 5 2 接地網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的合理性 關(guān)于接地短路電流的計算及接地要求 關(guān)于接地短路電流的計算 電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DL/T 6211997 中的計算公式為 I = （ Imax In） (1 Kel) 和 I = In(1 Ke2)，取其最大值，式中 I 為接地短路電流，即通過接地網(wǎng)進(jìn)行散流的電流。 Imax 為接地短路時的最大接地短路電流，上述公式僅適用于有效接地系統(tǒng)，該值可向運(yùn)行部門或繼電保護(hù)部門索取，也可自己計算，一般采用單相接地時，最大運(yùn)行方式下的最大短路接地電流。 In 為發(fā)生最大接地短路時，流往變電所主變壓器中性點的短路電流。當(dāng)所內(nèi)主變壓器中性點不接地時， In = 0，此是上述可簡化為 I = Imax（ 1 Kel）；當(dāng)變壓器只有 1 個中性點，發(fā)生所內(nèi)接地時， In =30%Imax，有 2 個中性點時， In 約等于 50% Imax，實際值應(yīng)以繼電保護(hù)部門計算和實測為準(zhǔn)。 Kel 為短路時，與變電所接地網(wǎng)相連的所有避雷線的分流系數(shù)，據(jù)專家分析， Kel應(yīng)由避雷線的出線回路數(shù)確定，出線為 1 路時，取 ， 2 路時取 ， 3 路時取 ，4 路時取 ， 5 路以上時取 ~，且應(yīng)根據(jù)出線所跨走廊的分流效果做出相應(yīng)