变电站电气一次主接地网的设计思路

发表时间：2020-04-29T02:13:24.559Z 来源：《福光技术》2020年1期 作者： 裴小利

[导读] 电力系统还应还应满足分期建设的需求，保证系统具有良好 的扩展性以便于后期变电站的扩建。国网临汾供电公司 山西临汾 041000

摘要：对主接地网的设计进行讨论具有非常重要的意义。作为新时期一个设计人员，设计人员们应该仔细分析主要地网设计的可行性、并且与变电站项目的需求进行紧密的联系。在分析相关基本数据的基础上，把握设计的内容，谨慎地确定施工的设计方案，并采取有效的策略来减 少土壤电阻率，运用科学的方法施工，以确定对项目的质量有所保证。 关键词：变电站；电气；一次主接地网；设计思路

一、电气一次主接地网设计原则 1.1 可靠性

电能是人们生产、生活中运用的主要能源，变电站的供电稳定性对于人们的生产、生活具有极为重要的影响，因此变电站一次主接地网设计基本要求是必须保证变电站电气一次主接地网的可靠性。要求设计方案具有较高灵活性以便于从日常检修、事故发生时得以尽快退出设备以切除故障，从而尽可能减小影响范围、缩短停电时间，同时 保证检修人员的人身安全；要求考虑到所有设备均停机的概率以避免全停对人们造成的影响；对系统侧的要求是应满足 N-1 的原则，即系统元件中任一独立元件由于故障而被切除后不会导致其余线路超载跳闸而导致停电，不出现电压崩溃以及系统不稳现象。 2.1 灵活性

电气一次主接地网设计时，一项重要的要求是应保证灵活性，灵活性则包括调度、检修、事故处理以及扩建。调度方面的灵活性要求是指保证变压器、无功补偿装置等得以灵活、迅速地切除、更换或投 入到系统中以保障系统得以稳定且持续运行，从而提升电力系统的经济型、可靠性以及安全性；检修的灵活性是指要求接线简单以免由于 接线过于复杂而导致操作难度大而导致事故的发生，同时也有利于发生事故时维修人员得以迅速处理；扩建的灵活性则是指出于后期扩建的目的，电力系统还应还应满足分期建设的需求，保证系统具有良好的扩展性以便于后期变电站的扩建。 3.1 经济性

保障了技术上的要求外，还应保证经济的合理性以尽量减少变电站设计的投资与使用成本。变电站电气一次主接地网设计应遵循经济性的原则以减少建造、运行过程中的投资，从而提高经济效益。在保 障系统运行质量前提下，选取高效益设备以减少设备的使用数量、以小截面电缆代替大截面电缆、限制短路电流等方式节约成本。 二、变电站电气一次主接地网设计的措施 2.1电气主接线设计

电气主接线设计是变电站电气部分的主体，它决定着变电站在电力系统中的地位及设备制造的水平。并且对拟定电气设备的选择、继电保护、配电设备的布置、自动设备和控制方式也有着十分重要的影响。 电气主接线设计应在确保变电站使用占地面积小，低能耗损少的前提下进行设计。 2.2现场勘测

现场勘测是接地技术网敷设的前提，它主要包括 : 地质勘察、现场占地测量、土壤电阻率测量。其中土壤电阻率是接地网如何设计的关键步骤，它直接影响到接地电阻能否满足要求、接地系统的成本和 接地系统的寿命。因土壤电阻率主要受四大因素影响：(1) 土壤类型。

(2) 土壤的疏密度。(3) 土壤的温度。(4) 土壤水分含量。因此测量结果要考虑到土壤温度及水分对接地网设计的影响，尤其是水分的影响， 应据地质详细分析，择好的依据而定。若电阻率过高不便施工布设， 应减小土壤电阻率。减小土壤电阻率的方法有 :(1) 更换土壤。如:砂质粘土、黑土电阻率较低，可做首选使用。(2) 增加下埋的深度。此做法可有效避免因土壤结冰及干旱问题使土壤电阻率升高。(3) 做化学处理。如 : 锅炉渣与土壤混合可大幅度降低土壤的电阻率。(4) 外因接地处理

法。如: 在金属引线的帮助下将接地体埋入电阻率较低的土壤里 )。

2.3接地技术

接地的设计对保证电气设备的正常工作及防止人身触电起到关键性的作用。接地的目的有以下几个 :(1) 防止电气设备的机械性损坏。(2) 防止人身触电。(3) 防止火灾及爆炸。(4) 控制地网额定电位的具体数值。所以接地技术是接地网设计中不可或缺的环节。接地体的接地装置是由 接地线和接地体两部分组成。接地线通常才用扁钢或者圆钢，接地体通 常采用角钢来铺设。一个好的接地装置，接地体是至关重要的，接地体可分为自然接地体与人工接地体两类 :(1) 自然接地体即利用与地有可靠性连接的各种金属结构、管道和设备作为接地体，在变电所周围进行敷 设。如果自然接地体的电阻能满足要求并不对自然接地体产生安全隐患， 在没有强制规范时就可以用来做接地体。(2) 人工接地体即人为埋入地下作为接地装置导体的接地体。一般将符合接地要求截面的金属物体埋入 适合深度的地下，电阻符合规定要求，则做为接地体。 2.4合理选择电气设备

合理选择电气设备需遵守 :(1) 短路条件下时，电气设备的动、热额定值。(2) 根据工作环境、安装地点来选择适合的电气设备 ( 如 : 水分交的的土壤应选用质地厚的设备，并涂上防潮油 )。(3) 正常工作时电气设备的额定数值。这是选择电气设备的基础条件，根据一般工作下的额定值可以大体确定主变压器的台数及内、外引下的敷设数目。 而后在根据城区的供电条件、负荷性质及城区经济和电力技术做详细选择。

2.5防雷设计

雷电对于接地网存在较高的危害性，做好防雷设计是保护接地网 安全的重要手段。(1) 自然情况下直击雷是最为常见的，这就需要变电站的配电装置采用全户内布置，采用屋顶避雷带防止雷击。如在屋顶 避雷带采用扁钢与接地网接地网进行连接并热镀锌进行隔离。(2) 雷电压过大会造成接地网的整体崩塌，所以防止线路侵入的雷电波过电压 是防雷设计的关键。如将进线分为十段，再每段上安装避雷器，主变压器侧引出先利用母线避雷器来保护过电压，为了进一步安全隔离还 应在主变压器中性点上装置一台避雷器。 结束语

电气一次主接地网的设计与变电站得以稳定运行关系密切，因此 设计过程中，设计人员需严格遵守设计要求与设计原则，结合现场实际选取恰当的电气设备以及接线方式，确保便电闸的电气一次主接地 网的运行效率、安全性以及稳定性得到保证。本文简单介绍变电站一次主接地网的设计思路，具有一定借鉴价值。 参考文献

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