220kv变电站接地网改造论文

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1、220kV变电站接地网改造摘要：对于一个变电站接地网的设计与改造，为了使接地电阻尽可能小，一般取最大接地面积，但当变电站接地网面积很大，接地网不再是等电位的。等间距的变电站接地网的地表电位梯度很大、散流不均匀，为达到国家标准，常常会牺牲较高的成本，因此研究变电站不等电位模型接地网布置具有重要工程意义。本文针对220kV变电站采用了等间距和不等间距布置2种方法分别计算，利用MATLAB语言编写对等间距和不等间距布置求最优成本方案的程序，求得将成本降低到最低的最优设计参数，同时考虑了参数的设计具有一定的可行性。最后，将2组最优方案数据进行对比，得出结论，画出相应的施

2、工图和电位图，更直观地说明不等间距的优越性。关键字：接地网等间距不等间距1.问题重述某220kV变电站最大边长分别为240m、180m，主地网为一类似240×180m的矩形结构。现场实际测得地网数据如下：土壤电阻率ρ为75Ω·m；220kV侧最大入地短路电流22.3kA；110kV最大入地短路电流10.5kA；请为该变电站设计所需的地网，并绘出相应的施工图和电位比较图。2.设计步骤[1]：①调查土壤特性；短路故障发生在站内当短路故障发生于站内时，由于“避雷线－杆塔”接地系统的分流作用，入地故障电流i的计算公式为：故障点的全部故障电流，A；is－电网系统提供的短路

3、电流，A；in－发电厂、变电站提供的短路电流，A；iB1、2…n－通过避雷线分走的电流，A；i－经站内地网流散的入地故障电流，A；Ke1－短路故障发生在站内时的分流系数；短路故障发生在站外当短路故障发生于站外时，由于“避雷线－杆塔”接地系统的分流作用，入地故障电流i的计算公式为：式中：imax－故障点的全部故障电流，A；is－电网系统提供的短路电流，A；in－发电厂、变电站提高的短路电流，A；iB1、2…n－通过避雷线分走的电流，A；i－经站内地网回流的入地故障电流，A；Ke2－短路故障发生在站外时的分流系数；1、导体材料选择比较热稳定性、土壤中的平均腐蚀速度、

4、导电性以及经济成本。2、导体截面积的选择根据热稳定性的要求，我们可以列出方程中：I－入地故障电流有效值，A；R－导体电阻，Ω；t－入地故障电流持续时间，s；G－导体质量，g；C－导体比热容，w·s/g·℃；Θ1－土壤环境温度，℃；Θ2－导体最大允许温度，℃；由于电流大，导体温升快，所以导体电阻R和比热容c都是随温度变化的函数，即：地网导体一般为均匀导体，其质量可根据导体的密度和体积计算，即：式中：ρ0－0℃时导体的电阻率，Ω·mc0－0℃时导体的比热容，w·s/g·℃L－导体的长度，mm；S－导体的截面积，mm2；α－导体的温度系数；β－导体的比热容系数；γ－导

5、体密度，g/mm3；②入地故障电流计算；③地网导体材料及截面大小的选择；④地网布置方式的选择；⑤接地参数的计算。3.接地网改造应达到的标准和参数已知：土壤电阻率ρ=75Ω·m，面积A=240×180m，入地短路电流I=22.3kA，长L1=240m、宽L2=180m3.1土壤特性3.1.1土壤电阻率根据已知条件，得到土壤电阻率为ρ=75Ω·m3.1.2土壤腐蚀率根据表1，得到土壤电阻率、土壤腐蚀度、土壤腐蚀率的关系。但实际工程中，土壤电阻率与土壤腐蚀率之间的这种分类关系不明显，故不妨考虑土壤腐蚀性为中等，取r=0.15mm/a。3.2持续短路时间据文献[2]，发

6、电厂、变电所的继电保护装置配置有2套速动主保护、近接地后备保护、断路器失灵保护和自动重合闸时，te可按式（1）取值te≥tm+tf+to（1）式中：tm——主保护动作时间，s；tf——断路器失灵保护动作时间，s；to——断路器开断时间s。根据实际通常情况下，tm取0.1s，tf取0.3s，to取0.2s，te≥0.6，取最小值为te=0.6s。3.3入地电流根据已知条件，得到入地故障电流为I=22300A。3.4地网导体材料3.4.1材料方面，全面技术经济比较比较如下：1.热稳定性：铜的短时最高允许温度为300℃，熔点1083℃；钢的短时最高允许温度为400℃，

7、熔点为1550℃，故钢的耐热性好，能通过更高的短路电流。2.导电性：局部电位差可高达地网电位升高的10%左右（ρFe=1.7×10-7W·m、ρCu=1.67×10-8W·m）。3.腐蚀性：未镀锌钢在土壤中腐蚀速度约为铜的4～5倍，而镀锌钢在土壤中的腐蚀速度仅为铜的1～2倍，故镀锌钢的耐腐蚀性更好。4经济性：铜的价格约为钢的几倍到十几倍，钢更为经济。5污染：铜会产生化学反应生成铜绿Cu（OH）2，对环境不利。综合以上几方面，材料选用镀锌钢。3.4.2材料截面积形状截面积形状无外乎为圆形和矩形，但同样的已知条件下，满足同样的标准条件下，通过本文作者的程序验证下得出

8、所需的成本、根数确实相差