变电站接地网设计的安全性分析

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摘要：这篇电网设计论文发表了变电站接地网设计的安全性分析，变电站接地网是接地系统中的关键，目的在于保持系统的正常运行与电气设备的稳定运作。如何有效地在设计过程中做好安全性分析，并降低接地电阻，这是变电站接地网设计中重要的技术指标。 关键词：电网设

　　这篇电网设计论文发表了变电站接地网设计的安全性分析，变电站接地网是接地系统中的关键，目的在于保持系统的正常运行与电气设备的稳定运作。如何有效地在设计过程中做好安全性分析，并降低接地电阻，这是变电站接地网设计中重要的技术指标。

　　关键词：电网设计论文,安全性分析;变电站接地网设计;应用研究

　　按照功能来说也可以分为工作接地、保护接地、防静电接地等。一个好的接地网设计方案应该具备以上条件，从多个维度来研究如何有效降低变电站的接地电阻，确定合理的接地网设计方案。

　　一、变电站接地网设计中的安全性评估方法

　　接地网设计中的安全性评估主要針对变电站接地网的安全性能进行分析，结合特性参数的结果来进行展开。从技术角度来看，国内在这一方面的研究工作往往只针对接地阻抗值来进行评价，无法精确地对场区的电位分布与接触电压展开综合研究。而现阶段行业领域所采用的计算软件是CDEGS软件可以采用数值分析方法来有效地填补接地网特征参数中测量数据方面的缺陷，也是现场实测无法达到的技术水准。通过CDEGS软件，可以明确相应的技术步骤。

　　(1)利用软件中的RESAP模块来反演得出土壤模型与土壤电阻率;

　　(2)利用软件中的FCDIST模块来分析故障电流系数;

　　(3)计算接地电阻与接触电压安全阈值;

　　(4)导体材料分析、截面分析、接地网安全性分析;

　　(5)接地电阻分析、接触电压与跨步电压分析。

　　通过以上几个步骤的安全性评估，可以在接地网施工结束后通过合理的数据分析结果来最终决定接地网的安全布设方式，从降阻的角度出发，采取最经济有效的模式。

　　二、安全性分析下的接地网降阻研究

　　安全性分析下的接地网降阻方法研究主要取决于两个方面的因素，一是变电站的占地面积，二是区域内的土壤电阻率。在目前的要求下，如果变电站的占地面积与土壤电阻率能够保持相对稳定，也可以说明变电站的接地电阻可以区域稳定。一般情况下主接地网对于变电站接地电阻的降低不会起到非常明显的作用，更多是起到改善电位分布的效果。对于某些土壤电阻率较高的变电站来说，如果要降低接地电阻，则需要在安全分析的基础上使用某些降阻方法确保安全性。

　　(一)增加接地网面积

　　工频接地电阻计算方式如下：

　　从以上公式中可以得知，接地网的接地电阻大小与接地网面积之间有着密切联系，所以可以通过增加接地网面积的方式来解决这一问题[1]。虽然外扩接地网受到自然环境与人为因素的影响程度较大，但如果选择采用双层地网的方式来增加接地面积，可以比土壤电阻率的研究工作更加有效。

　　(二)深井接地

　　深井接地极是短垂直接地极的长度延伸，接地体上端可以与主接线网之间保持稳定的连接。一般情况下深并接地极的影响因素主要体现在接地电阻与土壤情况，即常规深井接地极对于土壤的类型与地下水含量没有明确要求，反而与土壤电阻率与接地极规格之间保持着相应的联系。所以，当上层土壤与下层土壤电阻率差异过大时，该方案的效果会有一定的影响，反之，如果上下土壤电阻率分布较为均匀，其效果会更加显著。

　　(三)斜接地极

　　扩大地网面积在实际的工程应用中会受到某些限制因素的影响，尤其是土地资源的利用情况。深井接地不受自然环境的影响，也可以克服场地面积过小的缺陷。但是由于相互间的屏蔽作用，深井接地极的数量需要进行控制。综合考虑两种方案的优势，斜接地极可以成为一种安全性分析下的降阻措施，不仅可以起到深井接地极的优势作用还能等效地扩大接地网面积，在实际的工程应用过程中，也能比使用等长垂直接地极有更出色的作用。具体来看，接地电阻与跨步电压值可以显著降低，在接地极长度保持一致时，也能根据实际情况调整地面和接地极之间的夹角，在降阻措施上更加灵活[2]。

　　三、工程实例分析

　　某变电站的站址局部低于洪水位，需要填土保持高度，按照土方平衡进行计算，设计标高大约为130m。接地网的整体设计方案以水平接地体-30×4的扁铜为主，主接地网外缘闭合，电气设备外壳底座通过接地与主接地网进行连接，开关室四周布设环形接地网，集中接地装置与主接地网保持相连。建筑物内部选择热镀锌扁钢。从经济性的角度与安全角度来看，在接地网设计中需要进行关键的安全性评估。

　　(一)方案评估

　　由于在站内敷设常规水平的接地网之后，地电位升接地电压与跨步电压都存在着一定的偏差，此时可以将变电站的接地系统在等效模型中进行分析，利用CDEGS软件展开模拟计算，最终选择采取敷设双层水平接地网方案，更好地对地面点位、跨步电压分布情况进行合理计算与规划。在潮湿状态下，可以通过在操作地坪处铺设碎石来控制电阻率，从而提升跨步电压与接触电压的安全阈值。在实际工作当中，还应该配合其它的降阻措施来满足安全性分析的要求。

　　(二)接地极方案分析

　　在站内敷设常规水平的接地网之后，变电站内的接低电压与跨步电压仍然不符合要求，所以可以再将变电站接地系统放入等效模型之中展开分析，并得到接地网阻抗模型，经过模拟计算后可以确定接地极的改进方案[3]。从接地系统的主要模式来看，通过工程概况分析了最大入地短路电流后，结合设计要求进行了接地网安全性评估与故障分流系数分析，配合勘探资料，在实际的工程中视情况选择不同的技术方案，突破现有的接地网结构设计。

　　四、结语

　　按照《交流电气装置的接地设计规范》要求，对接地系统的安全性评价指标提出了相应说明。本文针对变电站接地网的安全性分析应用进行了研究，探讨了不同的接地电阻降低方案，结合工程实例展开了相应的分析。考虑到目前接地网布设时的影响因素，在未来的设计方案中还应该突破现有的接地网结构设计理念，展开后续的深入研究。实际上，传统的变电站接地设计方案已经很难满足快速发展的电力行业生产需求，无论出于安全性还是经济性，都具有显著的现实意义，对于变电站工作与国家行亚发展也具有促进作用。

　　参考文献：

　　[1]宋雅琪，郑巍，张斐斐.安全性分析在变电站接地网设计中的应用[J].时代报告：学术版，2015(8)：240-240.

　　[2]李谦，居一峰，朱正国.城区变电站地线分流特性对接地网设计影响的分析[J].电瓷避雷器，2014(4)：103-110.

　　[3]张瑞强，何为，李羿，等.基于正逆问题分析方法的变电站接地网研究综述(英文)[J].中国电机工程学报，2014，34(21)：3548-3560.

　　推荐阅读：《智能电网》创刊于2013年。以马列主义、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，全面贯彻党的教育方针和“双百方针”，理论联系实际。

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