变电站接地网参数的计算与分析

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110kV变电站接地网设计分析

、
水平主接地网接地电阻计算
接地电阻可看成是按地网导体的电阻与接地网，对于无阻率较低的土壤，３～ｌ０ｍ左右。由于原土层ｔ壤电阻相存Ｏ５Ｑ・
限远处的无限大电极问大地土壤的电阻的串联。一前者远远率较高，以可以采用斜井来降低接地电阻，样可以避丌深般所这站接地网设计分析ＯＶ１
阮飞
（穴市供电公司，北黄冈４５０）武湖３４０【要ｌ针对１０Ｖ变电站占地小、引接地网困难的特点，合工程实际经验，摘１ｋ外结分析如何确定接地电阻目标值，出降低提
ＶＳ
九
网接地电阻就很难达到设计要求。在高土壤电阻率地区，由于井的方向从地网ｑ心向外辐射。每口井内安放两套离了接地１扩大地网面积需按土壤电阻率的平方增长，降低地网的接地极，别位于井的顶部和底部。这样可以用离予接地极来改善要分电阻，采用传统的扩大接地网面积的办法是不可取的。假设要深层土壤的电阻率，充分发挥斜井的降阻效果。井内采用联结
接地电阻的方法，着重讨论立体接地网的优点，并对接地网设计中常遇到的问题提出建议。
【键词ｌ变电站；地网；关接接地斜井：井式垂直接地极；深接地电阻变电站接地装置是保证人身和设备安、护电力系统可和研判。由于土壤电阻率是不均匀的，别是随着深度变化，维特电靠运行的重要措施。由于１０Ｖ电站占地面越来越小（阻率一般有着较大差别即土壤分层特性。这种差别主要足由于１ｋ变国

35KV电站地网络设计,计算,防雷

R1 =
R1 和 R2 并联
R1 // R2 =
1 R1 R2 1 0.7785 × 2.055 0.5646 = × = = 0.6642Ω η R1 + R2 0.85 0.7785 + 2.055 0.85 1 Rz 0 1 6.16 × = × = 0.6039Ω η n 0.6 17 1 Rz 0 1 6.16 × = × = 0.6844Ω η n 0.6 15
单个接地体的接地电阻
Rz 0 =
ρ 2l 440 2 × 100 ln = ln = 6.166Ω 2πl r 2π × 100 0.03
l/s=100/189=0.529 η=0.66
1 Rz 0 1 6.166 × = × = 0.7785Ω η 12 0.66 12 l 100 = = 0.746 s 134 1 Rz 0 1 6.166 R2 = × = × = 2.055Ω η 4 0.6 5
Rwy =
⎞ ⎞ ρ ⎛ L2 216 ⎛ 880 2 ⎜ ⎟ ⎜ ln + A = ln + 1 ⎟ 2π × 880 ⎜ 0.8 × 0.025 ⎟ ⎟ = 0.7216Ω 2πL ⎜ ⎝ hd ⎠ ⎝ ⎠
五．接触电势根据上述计算，接地网的接地电阻在ΩΩ之间，取 R=0.8Ω。地网的电位升
U g = IR = 18.9 × 0.80 = 15120V
req Ds
= 1 + 2.71
3.066 = 1.0466 178
R4 = η
Rz 0 3.066 = 1.046 × = 0.822 n 4 α= req d
= 2.552 = 0.015179 (198.5 + 137.75) 2

接地电阻的计算

接地电阻的计算一.变电站接地网接地电阻的计算1.水平接地极为主边缘闭合的复合接地网的接地电阻可利用下式计算：R n=α1R eα1=[3ln(L0/√S￣￣）-0.2]√S￣￣/ L0R e=0.213ρ/√S￣￣*（1+B）+ρ/2πL*[ ln(S/9hd)-5B]B=1/(1+4.6h/√S￣￣）----任意形状边缘闭合接地网的接地电阻,Ω;式中: RnR e----等值方形接地网的接地电阻,Ω;S-----接地网的总面积,m2;ρ----土壤电阻率,Ω·m;d-----水平接地极的直径或等效直径,m2;h-----水平接地极的埋设深度,m;L0----接地网的外边缘线总长度, m;L----水平接地极的总长度, m。

由于新建变电站中:ρ=1000～2000Ω·m, S=2943m2, h=0.8m, d=b/2=0.02m, L0=292m, L=1124m 故可计算出: B=0.936R e=0.00760ρ+0.000743ρ=0.008343ρα1=0.90096R n=0.0075167ρ=7.5167～15.0334Ω≤0.5Ω的要求。

不能满足接地电阻Rn2.采用接地沟置换土壤的办法后,土壤的电阻率ρ=100Ω·m,R n=0.75167Ω可见仍不能满足接地电阻R≤0.5Ω的要求。

要使站区电阻不大于0.5Ω,就要求:0.0075167ρ≤0.5Ω,即要求置换的土壤电阻率不大于66.5Ω.m 。

3.现采取将新建变电站的接地网与原站址接地网相连接的办法，来增大接地网的总面积S。

与原站址接地网连接后: S=8478m2, L0=451m, L=1358m可求得: B=0.96157R e=0.00526ρα1=0.932故: R n=0.00490232ρ按置换土壤后,土壤的电阻率ρ=100Ω·m计算: R n=0.490232Ω满足接地电阻Rn≤0.5Ω的要求。

110kV变电站立体接地网设计问题分析

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深井式垂直接地极
深井式垂直接地极是在水平接地网的基础上向
大地纵深寻求扩大接地面积。据文献［分析表明， !］在大地分层情况下，只有穿入第 ’ 层的垂直接地极对接地电阻的影响较大。深井接地极可克服场地窄小的缺点，同时不受气候、季节等条件的影响。根据实际经验，附加于水平接地网的垂直接地体，接地电阻仅能减少 ’+,-(,+"- ，只有当垂直接地体的长度增大到可和均压网的长、宽尺寸相比拟，均压网趋近于半个球时，接地电阻才会有较大的减小，可减小深井接地极的布置要合理，为避免垂直接 )"- 左右。地极相互的屏蔽作用，根据规程要求，垂直接地极的间距不应小于其长度的 ’ 倍，一般将深井接地极布
［ 3 ］ %8 9 :3)$ — $..12 交流电气装置的接地规程［ ;］ ,
（责任编辑
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对变电站接地网电阻计算与降阻措施分析

对变电站接地网电阻计算与降阻措施的分析【摘要】随着电力系统的发展，在变电站建设过程中，由于条件所限，使变电站处于高电阻率的地质区，因此，给变电站接地设计和施工造成了困难。

本文阐述了变电站接地网电阻偏高的原因，结合工程事例，对变电站接地网降阻进行了分析，并提出了相关建议以供参考。

【关键词】变电站；接地网；接地电阻；降阻方法；中图分类号：tm411文献标识码： a 文章编号：引言变电站接地网是变电站电气设备安全运行的根本保证和重要措施，接地网设计与施工必须予以高度重视。

如果变电站接地设计不合理，可能造成接地系统局部电位高，超过安全值规定，给运行人员的安全带来威胁，还可能因反击对低压或二次设备以及电缆绝缘造成损坏，使高压窜入控制保护系统，造成变电站监控和保护设备误动、拒动，从而酿成事故，带来巨大的经济损失和社会影响。

1、分析变电站接地网电阻偏高的原因（1）土壤电阻率偏高。

特别是山区，由于土壤电阻率偏高，对系统接地电阻影响较大；干旱地区、沙石土层等相当干燥，而大地导电基本是靠离子导电，干燥的土壤电阻率偏高。

（2）没有具体勘探测量。

有的在设计接地时，根据地质资料查找设计手册所对应的土壤电阻率。

但是场地不同点土壤电阻率的偏差，同种土壤的电阻率会存在一定的差异，特别是南北方同种土壤之间差别很大，会造成很大的误差。

（3）测量值不可信。

设计人员常采用四极法测量原土层的土壤电阻率。

此方法符合设计规范要求，科学且准确，由于四极法测量属于在场地中抽样测量，在接地网埋设处地质经常出现断层，地电阻率是不均匀的，山坡地形还需要在不同的方位、不同的方向进行测量，找出沿横向、纵向和不同深层的土壤电阻率。

（4）在运行过程中产生变化。

①接地引下线、接地极受外力破坏而损坏；②在接地引下线与接地装置的连接部分，因锈蚀而使电阻变大或形成开路；③由于接地体的腐蚀，使接地体与周围土壤的接触电阻变大，特别是在山区酸性土壤中，接地体的腐蚀速度相当快，会造成一部分接地体脱离接地装置。

110kV变电站地网接地电阻的计算及改善

监测或控制设备发生误动或拒动而扩大事故
的接地系统资料表明
，
”
。
变电站
露
。
国内外近年来有不少由于接地电阻
在马安站旁边的空地上进行了分层电阻率测试的结果为：在为 1 7 6 OQ
．
，
测试
未达到要求或因地网腐蚀和断裂引起接地电阻增大而造成
收稿 F1 期
2008 03
—
本文的研究对象
长度的增加而迅速下降；当长度超过 5 m 时
接地电阻下
：
—
18
维普资讯
交流
降缓慢。因此，采用过长的垂直接地体是不经济的。文献
［］中给出计算接地电阻的参考公式如下。４１）垂直接地极的接地电阻可利用下式计算：Ｒ：１（丌）Ｉ［ｌ（ｔ１ｄ（ｔ１］９２２ｎ４２＋）／４＋）／式中：ｐ — 土壤电阻率，Ｑ・ — ｍ；
石
、
，
变电站多数选址于丘陵
，
、
山地上
。
这些地方因受岩
，
接地电阻值与土壤电阻率成正比
。
，
而大致与接地体的
砂土等因素影响
其土壤固有电阻率很高
。
往往不容
金属管形 ( 或棒形
、
角钢 ) 的接地电阻值随

变电站接地设计

变电站接地设计目的：1.接地电阻计算。

2.接地导体（接地极）截面计算。

3.规范对接地网敷设要求的掌握。

4.PE线截面计算。

5.为后续接地计算软件计算应用储备知识。

前置条件：1.最大接地故障不对称电流值计算。

参考规范：1.GB 50059-2011《35～110kV变电站设计规范》2.DL/T 5218-2012《220kV～750kV变电站设计技术规程》3.GB/T 50064-2014《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》4.GB/T 50065-2011《交流电气装置的接地设计规范》5.GB/T 51096-2015《风力发电场设计规范》6.GB 50797-2012《光伏发电站设计规范》7.DL/T 1364-2014《光伏发电站防雷技术规程》1. 概述电力系统、装置或设备应按规定接地。

接地按功能可分为系统接地、保护接地、雷电保护接地和防静电接地。

发电厂和变电站内，不同用途和不同额定电压的电气装置或设备，除另有规定外应使用一个总的接地网。

接地网的接地电阻应符合其中最小值的要求。

交流电气装置的接地设计，应遵循规定的设计步骤。

设计方案、接地导体（线）和接地极材质的选用等，应因地制宜。

土壤情况比较复杂地区的重要发电厂和变电站的接地网，宜经经济技术比较后确定设计方案。

备注：重要发电厂和变电站指：330kV及以上发电厂和变电站、全户内变电站、220kV枢纽变电站、66kV及以上城市变电站、紧凑型变电站及腐蚀严重地区的110kV发电厂和变电站。

变电站交流电气装置的接地设计，应符合现行国家标准《交流电气装置的接地设计规范》（GB/T 50065-2011）的有关规定；变电站建筑物的接地，应根据负载性质确定，并应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057中有关第二类或第三类防雷建筑物接地的规定。

风力发电场升压站和光伏发电站的升压站接地设计要求，与变电站的接地设计要求基本相同。

2. 接地网设计的要求2.1一般要求（1）设计人员应掌握工程地点的地形地貌、土壤的种类和分层状况，并应实测或搜集站址土壤及江、河、湖泊等的水的电阻率、地质电测部门提供的地层土壤电阻率分布资料和关于土壤腐蚀性能的数据，应充分了解站址处较大范围土壤的不均匀程度。

220kV变电站接地电阻计算及接触电压和跨步电压校验

近年来,伴随着我国经济的快速发展,电网规模不断扩大,电压等级也逐渐升高,电力系统在不断的发展和进步,但电网发生故障时的接地电流也随之增大,接地电压也相应的越来越高,不仅给日常巡检和故障维护人员带来了严重的安全隐患和危险,同时也会破坏电气设备绝缘,导致变电站开关跳闸、机组停机等连锁事故发生,严重威胁人民的生命财产安全。

电气接地系统作为变电站不可缺失的一部分,对保障站内电气设备稳定可1变电站背景及概况1.1变电站规模220k V鱼南变建设规模为:4×240M V A,4回220k V出线+18回110k V 出线,220k V及110k V系统均采用双母线双分段接线方式。

1.2站址位置220k V鱼南变位于鱼山岛石化园区内,变电站位于中央大道与滨海南路交叉处西南角。

220k V鱼南变北侧为2#管廊,便于110k V电缆出线。

1.3土壤电阻率测量根据《浙江石油化工有限公司4000万吨/年炼化一体化项目地块二岩土工程勘察技术报告书》,本次勘察在场地内进行了大地土壤电阻率测试,测试结果如表1所示。

由于本变电站位置处于开方区和填方区之间,根据土壤电阻率测试报告,不同类型的土壤电阻率普遍较低(1.93~6.40Ω·m),但凝灰岩地层电阻率很高,故采用回填素土的方式来降低土壤电阻率,考虑到石块等因素,该地层土壤电阻率按100Ω·m进行计算。

结合整个变电站的位置布局,其大部分区域位于填方区,仅小部分区域位于开方区,且变电站对开方区要求回填素土,同时地下水位较高,地下水含盐碱时土壤电阻率较小,垂直接地极可有效与低电阻土壤接触。

综合上述情况,本项目取220k V变电站区域平均土壤电阻率为50Ω·m。

同时,由于石化区内均设有地下接地线,且面积极大(不小于3k m×3k m),要求220k V变电站和石化区的地下接地网紧密连接(不少于4点),因此本项目石化区地下接地网接地电阻取0.1Ω。

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ＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳｕｂｓｔａｔｉｏｎＧｒｏｕｎｄｉｎｇＧｒｉｄＰａｒａｍｅｔｅｒｓ
ＱｉｎＤａｈａｉＩＤａｉＹｕｓｏｎｇｉＸｕＷｅｎｉＨｕａｎｇＭａｎｙｉ２ＪｉａｎｇＹｕｈａｎｉ
２．ＣｈｅｎｇｄｕＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＣｏｍｐａｎｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００４１）
ＡｂｓｔｒａｃｔＭｅｔｈｏｄｏｆｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｇｒｏｕｎｄｉｎｇｇｒｉｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓｍａｉｎｌｙｉｎｃｌｕｄｅｓｔｗｏｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ：ｅｍｐｉｒｉｃａｌｆｏｒｍｕｌａｓａｎｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄｏｆｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｃａｎｏｎｌｙｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｇｒｏｕｎｄｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｇｒｏｕｎｄｉｎｇｇｒｉｄ，ａｎｄｔｏａｃｃｕｒａｔｅｌｙａｓｓｅｓｓｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｇｒｏｕｎｄｉｎｇｇｒｉｄｏｒｎｏｔ，ｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｇｒｏｕｎｄｉｎｇｇｒｉｄ，ｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｇｒａｄｉｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
度分布、接触电压、跨步电压等也是必不可少的参数。在此，本文根据恒定电流场理论，应用表
面电荷法和边界元法编写的接地网通用计算程序，该程序不仅可以计算出接地网的电阻，还能算出地表电位分布等参数。同时借助数据处理软件绘制得到了电位分布和电位梯度分布的三维表面
研究与开发
电站接地网参数的计算与分析
／Ｌ
变秦瞅
大海戴玉松徐闻源自黄满意２姜聿涵学电气信息学院，成都６１００３９；２．国网成都供电公司，成都６１００４１）
摘要接地网参数计算的方法主要包括两类：经验公式和数值计算。但常规的计算方法只能计算出接地网的工频接地电阻，而要准确的评估接地网的安全与否，接地网的电位分布、电位梯
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ｃｏｎｔａｃｔｖｏｌｔａｇｅ，ｓｔｅｐｖｏｌｔａｇｅ，ｅｔｃ．ｉｓａｌｓｏｅｓｓｅｎｔｉａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｂａｓｅｄｏｎｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔ
图、色阶图、灰度图和等高线图。通过２２０ｋＶ变电站接地网为例，验证了该方法的准确性、可行性，能为变电站接地网的安全性评估提供依据。关键词：接地网；接地电阻；电位分布；梯度分布；接触电压；跨步电压；安全性
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ｂｕｔａｌｓｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｏｔｈｅｒｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅｗｉｔｈｔｈｅｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅｔｏｄｒａｗａｔｈｒｅｅ — ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｕｒｆａｃｅｐｌｏｔｇｏｔｐｏｔｅｎｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｇｒａｄｉｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｈｉｓｔｏｇｒａｍ，ｇｒａｙｓｃａｌｅａｎｄｃｏｎｔｏｕｒｐｌｏｔｓ．Ｂｙ２２０ｋＶｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｇｒｏｕｎｄｉｎｇｇｒｉｄ，ｆｏｒｅｘａｍｐｌｅ，ｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｉｓａｐｐｒｏａｃｈｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｂａｓｉｓｏｒｆｔｈｅｓａｆｅｔｙａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｇｒｏｕｎｄｇｒｉｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｒｏｕｎｄｉｎｇｇｒｉｄ；ｇｒｏｕｎｄｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；ｐｏｔｅｎｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ｇｒａｄｉｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ｃｏｎｔａｃｔｖｏｌｔａｇｅ；ｓｔｅｐｖｏｌｔａｇｅ；ｓａｆｅｔｙ
ｉｅｆｌｄｔｈｅｏｒｙ，ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｕｒｆａｃｅｃｈａｒｇｅｍｅｔｈｏｄａｎｄｂｏｕｎｄａｒｙｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｕｓｅｄｔｏｐｒｅｐａｒｅｔｈｅｇｒｏｕｎｄＮｅｔｃｏｍｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｇｒａｍ，ｗｈｉｃｈｎｏｔｏｎｌｙｃａｎｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｔｈｅｇｒｏｕｎｄｉｎｇｇｒｉｄ
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＸｉｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００３９；