CN103166141B - 一种城市220kV全户内变电站的接地网 - Google Patents

Abstract

一种城市220kV全户内变电站的接地网，该接地网位于变电站中每个配电楼的下方，包括位于-0.8m的水平地网Ⅰ，它还包括位于-3m～-5m的水平地网Ⅱ，所述的水平地网Ⅰ和水平地网Ⅱ并联连接，由此构成双层水平接地网。采用上述技术方案的本发明，能够有效减小接地网的电阻率。

Description

一种城市220kV全户内变电站的接地网

技术领域

本发明涉及一种接地网的设计方案，具体地说是涉及一种城市220kV全户内变电站的接地网。

背景技术

随着城市的发展，城市电网建设步伐加快，越来越多的城市中心220kV变电站正在规划和建设。城市中心变电站的建设必须适应城市的周围，如对周围不能构成噪声和电磁污染。另外减少变电站的占地也是城市变电站的主要目标。为此城市中心220kV变电站一般采用全户内布置方式，即建设一栋或两栋楼配电楼；220kV、110kV配电装置采用GIS，10kV或35kV采用开关柜；主变压器、GIS、开关柜和其他所有的电气设备全部布置在配电楼内。城市全户内220kV变电站围墙内占地面积大大小于普通郊区220kV变电站，一般在5~6亩以下。变电站占地面积的减小大大增加了接地网设计的难度。

根据《交流电气装置的接地》DL/T621-1997的规定，有效接地和低电阻接地系统中发电厂、变电所电气装置保护接地的接地电阻宜符合下列要求：

1）一般情况下，接地装置的接地电阻应符合下式要求：

R≤2000/I

式中：R——考虑到季节变化的最大接地电阻，Ω；

I——计算用的流经接地装置的入地短路电流，A。

2）当接地装置的接地电阻不符合上述要求时，可通过技术经济比较增大接地电阻，但不得大于5Ω，且应符合如下要求：为防止转移电位引起的危害，对可能将接地网的高电位引向变电站外或将低电位引向变电站内的设施，应采取隔离措施；考虑短路电流非周期分量的影响，当接地网电位升高时，发电厂、变电所内的3～10kV阀式避雷器不应动作或动作后应承受被赋与的能量；设计接地网时，应验算接触电位差和跨步电位差。

2.根据《电力设备预防性试验规程》DL/T596—2005的规定，有效接地系统的电力设备的接地电阻要求为：

R≤2000/I　或R≤0.5Ω（当I>4000A）

该规程另外说明，在高土壤电阻率地区，接地电阻如按规定值要求，在技术经济上极不合理时，允许有较大的数值。但必须采取措施以保证发生接地短路时，在该接地网上：接触电压和跨步电压均不超过允许的数值；不发生高电位引外和低电位引内；3～10kV阀式避雷器不动作。

显然，上面两个规程对于接地电阻的规定，《电力设备预防性试验规程》更为严格；因此，在设计接地网时，接地电阻的大小一般应遵循R≤2000/I或R≤0.5Ω（当I>4000A），如不能满足则应进行技术经济比较，并按规程要求采取相应的措施。

由于户内站占地面积较小，当变电站站址范围内土壤电阻率较大时，采用常规方法设计的接地网接地电阻通常是不能满足要求的，必须采取措施降低接地电阻。《交流电气装置的接地》对此给出了几条建议：1）当在发电厂、变电站2000m以内有较低电阻率的土壤时，可敷设引外接地极；2）当地下较深处的土壤电阻率较低时，可采用井式或深钻式接地极；3）填充电阻率较低的物质或降阻剂；4）敷设水下接地网。对于城市变电站，由于周围环境的限制，做引外接地极和敷设水下地网均不大可能。填充电阻率较低的物质或降阻剂工程量大，费用较高，且降阻剂容易产生污染，如果地下水源较浅，也不宜采用。

发明内容

本发明的目的是提供一种在减小变电站占地面积的情况下，减小接地网电阻的城市220kV全户内变电站的接地网。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

该接地网位于变电站中每个配电楼的下方，包括位于-0.8m的水平地网Ⅰ，它还包括位于-3m～-5m的水平地网Ⅱ，所述的水平地网Ⅰ和水平地网Ⅱ并联连接，由此构成双层水平接地网。

变电站相邻配电楼下方的水平地网Ⅱ相互连接。

在所述的水平地网Ⅱ上打至少两种垂直接地极，垂直接地极包括10m垂直接地极和2.5m垂直接地极两种。

所述的双层水平接地网通过导体连接配电楼桩基内的钢筋。

所述的水平地网Ⅰ和水平地网Ⅱ连接变电站电缆隧道底部的接地体。

采用上述技术方案的本发明，能够有效减小接地网的电阻率。下面以我院设计的兴华220kV变电站为例来说明采取以上措施降低户内站接地电阻取的的效果。兴华变按-0.8m和-4.4m双层地网设计，并在-4.4m层地网处另外增加了12根10m长的垂直接地极。-0.8m和-4.4m层土壤电阻率分别为308Ω·m和124.6Ω·m，大于-10m处土壤电阻率为36.1Ω·m（以上均已考虑季节系数）。经计算-0.8m水平地网接地电阻为2.36Ω，-4.4m水平地网接地电阻为1.05Ω，12根10m长垂直接地体接地电阻为0.49Ω，并且将配电楼桩基内的钢筋及电缆隧道的地网与变电站地网连接，使得全站水平及垂直接地极复合接地电阻为0.366Ω，满足规范要求。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

本发明中，城市220kV全户内变电站的接地网位于变电站中每个配电楼的下方，一般来说包括位于-0.8m的水平地网Ⅰ1，而-0.8m层土壤电阻率一般较高，达到数百Ω·m，因此该层地网接地电阻较大。本发明中，在配电楼条基上方，高度约-3m~-5m另外做一层水平地网Ⅱ2并与-0.8m的水平地网Ⅰ1并联连接。为节省工程量，地网的外延可基本等同于条基的外延；如变电站有2栋配电楼，须将两栋楼条基上方的水平地网Ⅱ2相连。采用这种做法，如果地下较深处土壤电阻率较小，则深层地网的接地电阻会远小于-0.8m层地网，而两者有并联的关系，因此总的接地电阻会大大降低。

除此之外，还可以在水平地网Ⅱ2上打至少两根深钻式垂直接地极3，垂直接地极3的数量可根据实际需求而定，可为两根、三根、五根、八根、十根、十二根、二十根或甚至更多，一般来说，该垂直接地极3可包括10m垂直接地极和2.5m垂直接地极两种，这样有助于减小地网的接地电阻和增加短路电流的泄流能力。

另外，为更好地减小电阻率，本发明还可以充分利用自然接地体。当配电楼的基础需要打桩，由于桩底会深入到地下较深处，可能会触及地下水源，此时将水平地网Ⅰ1和水平地网Ⅱ2通过导体4连接配电楼的桩基内的钢筋，起到降阻的作用。

同时，由于室内站的出线通常为电缆，并在电缆隧道中引出，因此将水平地网Ⅰ1和水平地网Ⅱ2连接变电站电缆隧道底部的接地体5。由于隧道较长，也可以起到降阻的作用。但是在利用从站内引向站外的金属管道（如排水管）时应注意校验接触电压，如不满足要求则不应与接地网相连，并应采取隔离措施。

Claims (1)

1.一种城市220kV全户内变电站的接地网，该接地网位于变电站中每个配电楼的下方，包括位于-0.8m的水平地网I(1)，其特征在于：它还包括位于-3m～-5m的水平地网II(2)，所述的水平地网1(1)和水平地网II(2)并联连接，由此构成双层水平接地网；变电站相邻配电楼下方的水平地网II(2)相互连接；

在所述的水平地网II(2)上打至少两种垂直接地极(3)；

所述的垂直接地极(3)包括10m垂直接地极和2.5m垂直接地极两种；

所述的双层水平接地网通过导体(4)连接配电楼桩基内的钢筋；

所述的水平地网1(1)和水平地网II(2)连接变电站电缆隧道底部的接地体(5)。