摘要：随着我国经济的飞速发展，社会中的各行各业都对电力系统的依赖越来越大，没有了电力，很多企业工厂都无法正常运行。随着电力系统的持续发展，现如今，电力系统的安全性和稳定性更能得到大家的关注。然而变电站作为电力系统的枢纽，起着至关重要的作用，变电站接地网的设计和运行对于整个电力系统的作用极其关键。
关键词：110kV；变电站；接地网；优化设计方案
前言
变电站接地网设计需要满足不同安全规范的要求，建立一个具有低阻抗对地通道的接地系统，良好的接地网是整个变电站中防雷接地、保护接地和工作接地三者的统一。优化变电站的接地网，使其不仅能满足防雷、保护及工作的要求，而且满足一、二次系统电磁兼容的要求，有效提高变电站弱电设备的抗干扰能力，具有重要的意义。本文结合阜阳滑集110kV变电站接地网设计，在接地系统现状分析的基础上，通过优化接地网设计来提高110kV变电站的地网技术水平，以保证变电站内的一次设备、二次设备和微机自控装置的安全稳定运行。
1 变电站接地网设计原则
由于变电站各级电压母线接地故障电流越来越大，在接地设计中要满足R≤2000/I是非常困难的。现行标准与原接地规程有一个很明显的区别是对接地电阻值不再规定要达到0.5Ω，而是允许放宽到5Ω，但这不是说一般情况下，接地电阻都可以采用5Ω，接地电阻放宽是有附加条件的，即：防止转移电位引起的危害，应采取各种隔离措施；考虑短路电流非周期分量的影响，当接地网电位升高时，3～10kV避雷器不应动作或动作后不应损坏，应采取均压措施，并验算接触电位差和跨步电位差是否满足要求，施工后还应进行测量和绘制电位分布曲线。变电站接地网设计时应遵循以下原则：①尽量采用建筑物地基的钢筋和自然金属接地物统一连接地作为接地网。②尽量以自然接地物为基础，辅以人工接地体补充，外形尽可能采用闭合环形。③应采用统一接地网，用一点接地的方式接地。
2 110kV变电站接地网中存在的问题分析
2.1 变电站接地电线的问题
一是接地引下线与水平地线截面配合不是很当，如接地引下线截面22mm圆钢时，其接地引下线与地网干线相连的地线截面却往往是12mm圆钢的现象。二是接地引下线热容量往往不够，主要是接地引下线太小的原因，一般都是采用φ12mm圆钢，甚至部分设备采用φ8mm圆钢，而且还表现出规格不齐，多焊接现象。三是接地网（线）腐蚀情况，土壤中的接地引下线比水平敷设的主接地网干线腐蚀厉害，其表现是电缆沟中接地扁钢比土壤中的腐蚀更厉害。
2.2 措施分析
2.2.1 110kV变电站接地网的施工工艺
110kV变电站接地网中施工的工艺也是非常重要的。如接地干线挖沟尺寸要求：深1米宽≥0.4米，那么其设备支架、架构等等处的接地引下线焊接段和扁铜交叉点焊接段宽≥0.5米。亦如关于接地极为3.0米长的铜包钢棒，其接地极为波兰进口的伽尔玛产品，在打入要求棒顶低于地面1m时（如果当接地级离道路较近时，棒顶低于地面1.2米），目的是便于与水平接地网连接，形成各接地级之间的距离一般不小于6米。等等这些要求，只有在施工中必须要严格按照施工工艺进行，才能把110kV变电站接地网搞好[1]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.2 2 110kV变电站接地网的防腐蚀措施
腐蚀过重，就会导致电泄露，严重影响人的生命安全，所以防腐蚀是110kV变电站接地网中最重要的一方面，因此在防腐蚀措施中表现：一是地质条件的考虑，当土壤腐蚀性严重时，对于接地网多考虑采用铜网，或者是采用钢材。并且在主地网的连接点，应该是高出地面约0.3米的地方采用氩弧焊焊接方式，从而避免腐蚀。二是材料抗腐蚀处理。一般在其表层作防腐处理工作，采取的办法是在焊接处应去掉焊渣后，涂厚度2毫米左右的沥青。假设电缆沟相对湿度较大，有腐蚀性，采取的办法是在电缆沟内的扁铁除采用镀锌防腐。各种腐蚀不一样，采取的防腐措施也各有不同。
3 110kV变电站接地网的优化设计方案
3.1 二次系统接地的优化设计
变电站接地系统的优化主要有两个方面，一次系统接地优化设计和二次系统的接地优化设计。在变电站中，一次系统接地是以防雷、保护为目的的，但它对二次回路的电磁兼容有重要影响，如果接地合适，可以减少所内的高频瞬变电压幅值，特别是减少电网中各点的瞬变电位差，以降低电网中的瞬变电位升高[2]。同时，二次系统的接地也起着极其重要的作用，正确的二次系统接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备本身对外界的干扰；而错误的接地，如接地点选取不当或接地方式选取和设计欠佳时，接地回路中就可能有干扰电流流过而使地电位发生变化，接地系统各接地点之间就会因相对电位差的形成而在二次回路中产生共模干扰，使二次电子设备无法正常工作，甚至引发事故。因此，在110kV变电站地网设计中，除了优化一次系统的接地外，还采用了合理的方式敷设二次电缆及选择正确的走向等措施以避免或减少周围电磁场对二次电缆的干扰。这些措施包括：将低电频的信号电缆与高电频电缆分开；二次电缆在变电站内的走向呈辐射状。
3.2 接地网的均压优化设计
由于地网内电流密度分布不同，土壤电阻率不均匀等原因，使地网内存在着局部电位差，特别是像本工程所存在的高土壤电阻率，降低接地电阻比较困难，如再因地网布局不合理而产生较大电位差时，可能直接对二次回路形成威胁，因此尽量使地表电位分布均匀就显得相当重要。接地网的均压优化设计就是一种使地表电位分布均匀的技术，是提高二次回路抗干扰性能和地网安全性的重要措施[3]。
这种地网均压线与主网连接薄弱，均压线距离较长，发生接地故障时，易造成二次控制电缆和设备损坏。当某一条均压线断开时，均压带的分流作用明显降低。本工程所采用的方孔地网均压带纵横交错，当某条均压线断开时，对地网的分流效果影响不大，可以更好地保障接地网的安全性。
不等间距布置普通接地网一般是采用等间距布置，即接地导体之间的间距基本相等。而有关运行经验表明，采用不等间距接地网，或者在故障电流集中的变压器中性点、避雷器的接地点等处采用加强的集中接地装置，可以增加短路电流通道，抑制电网产生较大电位差，值得我们在设计中加以推广。不等间距布置接地网的原理是考虑到接地网对中间部分导体的屏蔽性，接地导体的布置应该是中间稀，四周布置比中间部分密，使所有接地导体得到充分利用。在进行变电站的地网设计时，采用了中间稀、四周密的不等间距方孔均压网设计，水平接地导体间距在为4～6米之间，且在故障电流集中的变压器中性点、避雷器的接地点等处采用2米长、1米深的加强集中接地装置。
4 总结
变电站接地网是一项系统工程，随着电力系统的飞速发展，系统容量不断增大，变电站接地网面积逐渐减少，变电站接地网的设计变得越来越困难。只有对变电站各方面综合考虑，选择合适的降阻方案才能有效解决问题，以达到效果明显且节约投资的目的，设计一个“资源节约型、环境友好型”的安全接地网，保证变电站设备及接地装置长期、可靠、稳定运行。
参考文献
[1]倪华.有关电力系统接地网设计问题探讨[J]. 建材与装饰（下旬刊）.2008（06）
[2]马少仕.浅析110kV变电站设计方案优化[J]. 科技与创新,2014,(20):49-50.
[3]黄涛,杜宇.国网110kV变电站—B2典型设计的优化与运用[J].天津电力技术,2011,(04):10-12+9.
论文作者:陈颖,陈欣,吴雨青,毕怀敏,白潇潇
论文发表刊物:《电力设备》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/1
标签：变电站论文; 电位差论文; 系统论文; 间距论文; 电位论文; 地网论文; 措施论文; 《电力设备》2017年第11期论文;