涉武500kv变电站工程接地方案研究

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1、涉武500kV变电站工程接地方案研宄（河北省电力勘测设计研究院）摘要：良好的接地系统是保证变电站安全运行的必要条件，接地系统设计一贯受到设计和生产运行部门的高度重视。超高压变电站电压等级高、容量大、接地短路电流水平较高，为保证变电站安全、可靠运行，对接地系统的设计提出较高的要求。关键词：接地系统；变电站；短路电流水平o引言执行GB/T50065-2011《交流电气装置的接地设计规范》，己有的500kV工程研究成果，运用CDEGS软件进行建模仿真验证。确定确定土壤分层模型；确定变电站接地电阻及故障电流分流系数；计算接触电势及跨步电压最

2、大允许值;确定变电站接地网的材质与截面；提出变电站接地网的布置方案；分析木站接地系统安全性能，提出处理措施。1土壤模型建立涉武500kV变电站拟选站址位于武安市丙部的马村，马村站址距武安市约30km。拟选马村站址附近有G309国道通过，交通便利。工程所在区域位于太行山前低山丘陵区，站址区地貌类型为山前坡地（坡洪积群），拟选站址区地势较开阔，相对平坍，站址附近发育多级黄土陡坎及冲沟，拟选站址区上覆地层以第四系冲洪积成因的黄土状粉土、黄土状粉质黏土、粉土混碎石为主。根据钻探结果，涉武500kV输变电工程拟选站址区上覆地层以第四系冲洪积成

3、因的黄土状粉土、黄土状粉质黏土、粉土混碎石为主，下伏基岩为强〜中等风化石灰岩。根据附近工程资料，按埋藏条件将20m深度范围内地层自上而下分述如下：黄土状粉土：褐黄色，稍密，稍湿，土质不均匀，见钙纹，见姜石，粒径多在2.0cm以下，最大约5.0cm,具大孔隙，无光泽，局部含黏性土团块，摇震反应中等，韧性差，干强度低。层厚约3.0〜5.0m。黄土状粉质黏土：黄褐色〜红褐色，可塑，土质不均，具大孔隙，见姜石，粒径小于3.0cm,摇震反应中等，干强度及韧性中等。层厚约7.0〜10.5m。粉土混碎石：褐黄色，稍湿〜湿，中密，土质不均匀，碎石含

4、量及分布变化较大，局地以碎石为主，母岩成分以砂岩及石灰岩为主，磨圆度较好，干强度低，韧性差，摇振反疲中等，无光泽。层厚0.0〜3.0m。石灰岩：强风化状态，灰〜灰白色，中厚层〜厚层状，致密块状构造，节理、裂隙发育，按岩石坚硬程度分类为软岩,按岩体基本质量等级分类为V类。层厚约2.0〜6.0m。石灰岩：中等风化状态，灰〜灰白色，中厚层〜厚层状，致密块状构造，节理、裂隙较发育，按岩石坚硬程度分类为较软岩，按岩体基本质量等级分类为IV类。层厚约5.0〜10.0m。根据站址勘测专题，站址土壤分层结构如表2-2。利用CDEGS软件对测量结果的

5、平均值进行建模分析，图1-1为依据土壤拟合模型计算结果与测量结果的对比曲线，计算结果最大误差为7.972%,拟合结果效果较好，土壤分层模型合理。调研冻土层的厚度是正确设计变电站接地系统的基础，对于确保变电站的安全可靠运行起着重要的作用。因此，在设计时必须分析冰冻高阻层引起的接地电阻、接触电势和跨步电压的增加是否导致地网安全性能的下降。经调研，本站站址的冻土层厚度为0.80mo2本站入地故障电流、分流系数及故障延吋的确定2.1分流系数利用CDEGS软件分析变电站在故障吋架空地线的分流系数，计算吋需要各级线路杆塔档距的档距、塔形、杆塔的

6、接地电阻、以及线路的地线型号。因己有变电站接地网和杆塔接地电阻的确切值无法弄清楚，本站按照常规工程中的计算结果，分流系数取50%。入地故障电流取30kA。2.2故障延时时间根据现有规程规定，当变电站的继电保护装置宥两套速动主保护、近接地后备保护、断路器失灵保护和自动重合闸吋，切除故障电流的吋间t可按下式取值：（2-1）考虑500kV变电站安装2套主保护，切除故障电流的吋间t按3-2式计算。主保护动作吋间约为20ms,断路器失灵保护动作吋间约为0.3s,断路器开断吋间0前暂按50ms,因此，切除故障电流的时间t约为0.37s,本专题中

7、按0.4s进行计算。3本站接触电势、跨步电压、地电位升的安全允许值3.1接触电势、跨步电压安全允许值根据“GB/T50065-2011,交流电气装置的接地设计规范”规程：此吋接触电位差和跨步电位差允许值的计算公式：接触电位差：为提高接触电位差和跨步电位差的阈值，可在地表铺设沥清、沙砾等一类物质，以增加表层土壤电阻率。取表层电阻率3000欧姆米时，本站接地装置的接触电位差和跨步电位差不应超过下列数值：3.2允许地电位升与二次设备安全的关系根据现有规程规范，变电站接地网在发生接地故障后地电位升高超过2000V时接地网及有关电气装置应符合

8、以下要求：1）低压接地系统采用保护等电位联结系统；2）采用铜带（绞线）与二次电缆屏蔽层并联敷设。铜带（绞线｝至少应在两端就近与接地网连接（当接地网为钢材时，尚应注意铜、钢连接的腐蚀问题），铜带（绞线）较长吋，应多点与接地网连接。二次电