一、概述
变电站主地网是人员和设备安全的第一道关卡,主地网设计的合理、可靠,直接影响变电站运行的安全可靠;本文从规程要求、土壤电阻率、主接地网布置及电阻计算、安全校验等四个维度对主地网的设计进行细化分析。
本文中部分简称用语为:行标(或者DL),指《交流电气装置的接地》DL/T-;国标(或者GB),指的是《交流电气装置的接地设计规范》GB-;旧版设计手册,指《电力工程设计手册电气一次部分》年版;新版设计手册,指《电力工程设计手册变电站设计》年版。
二、规程要求
2.1、主地网接地电阻要求
从对规程的解读中,可以扩展出变电站场地敷设二次铜排的原因:
综上,变电站主地网电阻主要有以下影响:
2.2、入地短路电流的规定
三、土壤电阻率
3.1、土壤电阻率测量方法
土壤电阻率测量要求:
采购(地质)技术条件书中对测量土壤电阻率的要求案例如下:
1、由于变电站主地网埋设深度为-0.8m左右,并需根据接地电阻测量结果设置深井或斜井等降阻措施,为满足设计需要,土壤电阻率测量报告应能反映表层土壤(设计标高层以下0至-4.0m)及深层土壤的电阻率参数,并准确标明各主要地质分层的土壤电阻率。
2、提供地下水的导电性能,对紫铜、热镀锌钢材等材料的年腐蚀率参数。
3、为全面的了解电阻率在水平方向的分布情况,要在被测试区域内找不同方位点进行测量(新版设计手册,kV变电站2个点;kV、kV变电站3~5个点,kV及以上变电站6~9个点)。
4、测量时应尽量避开地下管道,以免影响测量结果。
5、变电站站址视在土壤电阻率测量应采用四极等距法或称温纳法,最大测量极间距与主接地网对角线长度(取变电站征地红线)相当,得到从较小极间距(0.5m以内)到最大极间距的一组视在电阻率测量数据,通过计算反演得到分层土壤结构。分层应不少于4层,每层土壤结构应包含厚度和电阻率。测量极间距通常可取0.5、1、2、5、10、20、40、75、、、m……系列,大致以50m的间隔直到最大极距。
6、应记录测量当天天气情况,测量宜选择在晴天进行,避免在降雨后进行测量,若因时间及天气情况无法避免时,应在报告予以说明。
7、土壤电阻率报告应分别提供测量值及计入季节系数后的修正值。
3.2、土壤电阻率测量报告的评估
3.3、土壤电阻率评估案例
四、主接地网布置及电阻计算
4.1、主接地网的布置
4.2、主地网电阻计算
工程设计中基本都采用复合式接地网,整体只采用简易公式进行计算,接地斜井(深井)采用垂直主地网电阻公式计算。
4.3、降低地网接地电阻的措施
4.4、主地网接地线的选择
4.5、主地网电阻计算实例
五、安全校验
5.1、允许接触电位差、跨步电位差
5.2、接触电势校验
5.3、跨步电势校验
5.4、电势校验实例
变电站电缆敷设之动力电缆分隔敷设变电站电气设计总论