高土壤電阻率地區(qū)接地網(wǎng)降阻方案研究

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1、邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1緒論1.1本課題的提出和意義變電站接地網(wǎng)對(duì)于電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行和變電站工作人員的人身安全起著重要作用，其接地電阻、跨步電壓與接觸電壓是變電站接地系統(tǒng)的重要技術(shù)指標(biāo)，是衡量接地系統(tǒng)的有效性、安全性以及鑒定接地系統(tǒng)是否符合要求的重要參數(shù)。然而，有些變電站由于受地理?xiàng)l件的限制，不得不建在高土壤電阻率地區(qū)，導(dǎo)致這些變電站的接地電阻、跨步電壓與接觸電壓的設(shè)計(jì)計(jì)算值偏高，無法滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的要求。近年來，隨著電力系統(tǒng)短路容量的增加，由于接地不良引起的事故擴(kuò)大問題屢有發(fā)生，因此接地問題越來越受到重視。在設(shè)計(jì)施工過程中如何合理確定接地裝置的設(shè)計(jì)方案，降低接地電阻，這

2、是變電站電氣設(shè)計(jì)施工的重點(diǎn)之一。變電站的接地電阻值是變電站接地系統(tǒng)的重要技術(shù)指標(biāo)，是衡量接地系統(tǒng)的有效性、安全性以及鑒定接地系統(tǒng)是否符合參數(shù)的重要參數(shù)。然而，有些變電站由于受地理?xiàng)l件的限制，不得不建在高電阻率地區(qū)，而且接地網(wǎng)敷設(shè)范圍受到很大限制，導(dǎo)致這些變電站的接地電阻值偏高，無法滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的要求。如何合理、有效、經(jīng)濟(jì)、長久地解決這一問題，保障變電站的安全可靠運(yùn)行，將具有十分重要的理論意義和工程價(jià)值。在國民經(jīng)濟(jì)的各領(lǐng)域中，如電力、鐵路、廠礦、通訊等，各種電氣設(shè)備在運(yùn)行、使用中都必須通過各類接地裝置以獲取良好的接地，特別是電力系統(tǒng)要求就更高。接地網(wǎng)作為變電所交直流設(shè)備接地及

3、防雷保護(hù)接地，對(duì)系統(tǒng)的安全起著重要的作用。發(fā)、變電站的接地系統(tǒng)是維護(hù)電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，保障運(yùn)行人員和電氣設(shè)備安全的根本保證和重要措施。隨著電力系統(tǒng)電壓等級(jí)的升高及容量的增加，接地不良引起的事故擴(kuò)大問題屢有發(fā)生。因此，地網(wǎng)因其在安全中的重要地位、一次性建設(shè)、維護(hù)困難等特點(diǎn)在工程建設(shè)中越來越受到重視。本課題是根據(jù)220kV那橋變電站工程而開展的地網(wǎng)設(shè)計(jì)和研究工作。近年來電力系統(tǒng)得到迅速發(fā)展，對(duì)接地技術(shù)提出了新的要求，表現(xiàn)在以下的幾個(gè)方面：（1）系統(tǒng)的容量急劇增大，入地短路電流大幅度升高。（2）由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，集成式電氣裝置的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，如GIS、箱式變壓器等，使變電

4、站的占地面積越來越小，地網(wǎng)的面積也越來越小。（3）隨著電網(wǎng)的大力發(fā)展，新建的電力設(shè)施一般被迫建在山區(qū)、偏僻郊區(qū)等地質(zhì)狀況復(fù)雜、高土壤電阻率的地區(qū)，而且地網(wǎng)面積也受到很大的限制。38邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）（4）隨著電力系統(tǒng)的自動(dòng)化水平和管理水平的不斷提高，越來越多的計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備進(jìn)入了電力系統(tǒng)，但是，這些弱電設(shè)備的引入，也給系統(tǒng)帶來了許多前所未有的問題。例如，強(qiáng)電設(shè)備對(duì)弱電設(shè)備的干擾，侵入波對(duì)電子設(shè)備的損壞和射頻干擾等。要解決這些問題，對(duì)接地系統(tǒng)提出了更高的要求。為確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高供電可靠性，可靠安全的接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)顯得日益突出。1.2變電站接地技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)

5、狀和趨勢電力系統(tǒng)接地技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行有著重要影響，因此一直得到人們的重視。在變電站建設(shè)中接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)與施工是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，而接地電阻的計(jì)算又是接地網(wǎng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵，誤差小、簡單實(shí)用的接地電阻計(jì)算方法是建設(shè)安全并造價(jià)合理的接地網(wǎng)的前提條件。變電站的接地技術(shù)是隨電力輸配系統(tǒng)的發(fā)展而出現(xiàn)的。由于變電站內(nèi)電氣設(shè)備聚集，電磁環(huán)境復(fù)雜，接地系統(tǒng)需要單獨(dú)設(shè)計(jì)。最初的發(fā)、變電站接地系統(tǒng)采用的是埋設(shè)接地網(wǎng)的技術(shù)，地網(wǎng)接地體一般采用廢銅，但發(fā)現(xiàn)廢銅腐蝕過快，接地網(wǎng)一般幾年后就失去作用。后來歐美國家采用金屬銅作為埋設(shè)的接地體，但是接地引線與地網(wǎng)接地體的連接處腐蝕較快，與采用鋼鐵作為接

6、地體的使用壽命等同，現(xiàn)在世界上統(tǒng)一采用鍍鋅鋼材作為接地體，在鋼材的選用上都留有腐蝕余量。接地體的設(shè)計(jì)也經(jīng)歷了從等間距布置到不等間距，從水平地網(wǎng)到加入垂直極的復(fù)合三維地網(wǎng)的過程。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，輸電線路的電壓等級(jí)越來越高，入地短路電流越來越大，采用自然水平復(fù)合接地網(wǎng)設(shè)計(jì)，接地電阻、跨步電勢、接觸電勢往往達(dá)不到要求，危及操作人員和電氣設(shè)備的安全。為了降低接地電阻，現(xiàn)在在工程設(shè)計(jì)中采取了增大地網(wǎng)面積、增設(shè)接地體、采用降阻劑或局部換土、深孔爆破制裂壓灌、電解離子接地系統(tǒng)、并聯(lián)集中式接地體等許多方法。1.3本設(shè)計(jì)所做的主要工作及各章節(jié)內(nèi)容概要1.3.1根據(jù)變電站接地技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

7、，主要展開如下工作：（1）根據(jù)系統(tǒng)容量和參數(shù)、主變參數(shù)計(jì)算流經(jīng)接地裝置的最大入地短路電流；（2）計(jì)算該變電站接地裝置的接地電阻；（3）計(jì)算故障時(shí)可能產(chǎn)生的最大接觸電壓、最大跨步電壓；（4）天然土壤條件下安全最大接觸電壓、最大跨步電壓；（5）確定變電站的接地裝置的布置方式。1.3.2本設(shè)計(jì)各章節(jié)的主要內(nèi)容38邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）本文圍繞降低接地電阻、接觸電勢和跨步電勢以及入地故障短路電流展開工作。各章節(jié)的主要內(nèi)容：（1）第一章緒論：概述了接地網(wǎng)的重要性，指出應(yīng)準(zhǔn)確計(jì)算接地網(wǎng)的接地電阻，同時(shí)地電位也是衡量接地網(wǎng)的一