变电站电气一次主接地网的设计田桂荣

变电站电气一次主接地网的设计田桂荣

田桂荣1杨钢2

（乌海海金电力勘测设计有限责任公司内蒙古乌海市0160001

内蒙古电力（集团）有限责任公司乌海电业局内蒙古乌海市0160002）

摘要：在电力企业企业逐渐发展的过程中，变电站的建设数量也在逐渐的增多，而变电站数量的增多，使得人们对变电站的运行安全性更加的关注。而接地网对变电站的运行安全有着重要的保障作用，对其进行合理的设计，可以使得变电站能够更加安全的运行，从而实现电力行业的可持续发展。

关键词：变电站；电气施工；一次主接地网；设计策略;

随着我国国民经济发展的不断加快，人们对电力的需求和服务质量要求也在不断的上升。因而在变电站建设过程中，就必须做好各项设计工作，才能从根本上确保变电站施工质量，进而为整个电网的安全运行奠定坚实的基础。

一、实地勘测

变电站运行的安全主要是通过接地网来进行保障，由于其在变电站运行中所具有的重要作用，使得相关的设计人员都比较重视对接地网的设计，希望能够通过接地网来更好的保障变电站的安全运行。在变电站中，接地网的作用主要就是为电气设备提供安全的参考阵地，在电力系统出现运行上的问题的时候，可以有效的运用直流电将故障电流迅速的传送到地面，以此来保障接地网的稳定性和电力系统的正常运行，同时还能够保障检修人员的人身安全，使得电气设备可以正常的运行。

1.确定土壤电阻率的必要性。土壤电阻率直接决定着接地电阻的大小。土壤电阻率的数值对接地网的接地电阻有决定性作用，同时还应满足接地电阻尽量小，所以也就需要土壤的电阻率保持在比较低的数值。科学分析土壤以及确定土壤的电阻率是整个接地网设计中的核心环节。

2.土壤电阻率的影响因子。土壤所含导电离子浓度及含水量直接影响着土壤电阻率ρ的数值范围，土壤里含有的导电离子浓度与土壤的导电性能正相关，土壤的含水量同样也与土壤的导电性能正相关。外界温度同样对土壤的电阻率也有着很大的影响，通常情况下，土壤的电阻率与外界温度变化方向相反，也就是温度上升时电阻率下降，温度降低时电阻率升高。土壤是否致密同样也影响着土壤的电阻率。

3.实地测量数据。通过实地的测量，施工现场的土壤电阻率是1100Ω•m，属于较高的水平。综合分析深层土壤的实际情况与外界温度、湿度以及季节的综合影响，我们将土壤电阻率1100Ω•m暂时确定为后续运算的基础。实际测量到地下15m处的电阻率是125.6Ω•m，地下35m处的土壤电阻率是100Ω•m。按照上述实地测量的数据进行推算，可采取土壤电阻率100Ω•m来做后续运算的依据。

二、关于如何做好变电站电气一次主接地网设计的几点论述

通过分析，我们对加强变电站电气一次主接地网设计的基本工作有了一定的认识，那么我们在做好可行性设计研究和基础资料查询与掌握的基础上，还应如何开展设计工作以确保设计的科学有效性呢？我结合自身工作实践，就此展开以下几点探究性的论述。

1.变电站电气一次主接地网设计的内容。一是电气主接线方面的设计。在变电站电气设计中，电气主接线的设计尤为重要，其设计质量的高低得以整个电力系统能否安全高效的运行有着直接的影响，并对变电站电气设备、配电装置、自动装置的选择和布置以及继电保护和控制方式的确定等均有着十分强烈的影响。因而作为设计人员，在电气主接线设计过程中，必须确保设计的科学性，以此确保电气主接线的可靠性，因此做好电气主接线方面的设计是整个设计的主要内容。二是电气设备的设计。在设计工作中，电气设备的选择十分重要，因而在设计过程中，必须确保其选择的合理性，通常情况下，应尽可能地加强短路电力和电力负荷的计算，并在设计过程中，应结合变电站运行的需要针对性地确定其额定值，结合短路条件确定其热稳定值并校验，再认真检查其具备的三相短接条件，以及其开关是否具有良好断流能力，最后结合其安装的位置及工作环境，合理选择其安装的形式，从根本上确保电气设备选择的合理性。三是接地设计。在整个设计中，接地设计同样重要，其设计的好坏直接影响着整个电气设备能否正常高效地运行，最大化的避免安全事故的发生，例如人身触电伤亡以及电气设备出现机械性故障、爆炸、火灾等事故。因此，通常情况下，在电气设备接地过程中应，其接地应包含接地体和接地线，且接地体包含了人工与自然两种接地体，但在工程实践中以后者为主，在敷设接地体时，通常应围绕变电站的周边进行，但在接电线敷设之前，首先必须选用接电线，即选用扁形钢、圆形钢等作为接地线，而接地体通常选用角钢，在敷设时主要是将其底部削尖后再进行深埋。以此确保接地的可靠性。

2.变电站电气一次主接地网设计的策略。（1）作为设计人员，应进入施工现场对整个工程进行科学的勘测，勘测过程中，应对工程所在地的地质条件环境气候以及占地面积和土壤的电阻率等进行勘测。在整个勘测过程中，土壤的电阻率测量又是重中之重，这是由于其对节点电阻有着直接的影响，且对其影响的因素较多，例如土壤的类型、土壤中水的含量、土壤的温度和密度等。因此做好土壤电阻率十分重要。鉴于土壤电阻率的影响较大，因而必须在做好勘测的基础上，提供相关的技术处理方案。目前，最为常用的办法有如下几种，一是更换电阻率低的土壤，例如砂质粘土、黑土等电阻率均较低，在更换过程中，应更换的土壤的范围是接地体周围50里面内的土壤以及接地体上部三分之一的土地；二是提高埋入的深度，当勘测后发现土壤的电阻率较低时，除了采取换土的方法的同时还可以采取深埋的措施，从而预防其由于结冰或干旱导致电阻率上升。此为两种最为常用的处理电阻率高的措施，此外，还可以在实际中采用化学处理、保土以及处理冻土等措施达到降低电阻率的目的。（2）精心确定设计方案。设计方案是整个工程施工的重要依据。因而在整个设计中做好施工方案的设计尤为重要。第一，在设计方案之前，必须紧密结合工程的特点和接地体的布置情况和土壤的电阻率等针对性的确定设计方案；第二，结合变电站接地需要，精心确定接地网的组数，并在变电站和接地网四周对接地网进行垂直接地埋设，并对所埋设的角钢进行镀锌处理，在各组接地网中，应选用一条长度为2.5米和规格为小于50×50×5mm的镀锌角钢进行组建，每一组接地极与接地极之间的距离为6米，以此将电流排出，达到降低接地电阻的目的，从而避免由于接触电压和跨步电压而出现安全事故；第三，应在变电站的四周打深井，一般深度应在30米左右，且不得低于6个，再在深井中分别插入镀锌钢管，并将降阻剂铺设在深井之中，同样达到降低接地电阻的效果，但是需要注意的是，若选用水平接地网作为变电站的接地网，那么选用的钢管应为镀锌圆钢，且圆钢的半径为9毫米，间距为八米。此外，接地系统的设计，应将其与变电站的主设备实行多点连接，且将其与自然接地极进行连接，以最大化的确保接地系统设计的安全性和可靠性。（3）精心确定施工工艺流程。在做好施工方案设计的同时，还应确定施工流程，为工程施工提供规范的指导。具体的流程如下：选用合理的挖沟工具开挖沟深→采用适宜的工具把垂直接地极埋入地中→水平接地极理直后紧贴沟槽底部埋放水平接地极→牢固连接水平接地极与垂直接地极→埋放好接地极后应在变电站内与主要设备进行多点连接→在深井内铺设降阻剂→将开挖出的土回填并夯实。

一次主接地网施工过程要以降低工程量、节省资金投入、保证设计与施工安全为原则。本变电站至今所有设备运行良好，各技术指标也符合相关规范及设计的要求，证明设计是成功的，可以保证变电站运行安全、稳定以及经济效益。

参考文献：

[1]郝晓健,李宁,吴劲松,王杰.变电站接地网设计及有关问题探讨.广东水利水电,2013.

[2]张予春.35kV变电站电气一次部分设计技术分析.科学之友,2014.

[3]郝松.变电站电气一次设备安装施工及质量控制初探.科技信息,2013.