变电站电气一次主接地网的设计与分析高宏波

变电站电气一次主接地网的设计与分析高宏波

高宏波

（内蒙古电力（集团）有限责任公司锡林郭勒电业局乌拉盖供电分局内蒙古锡林郭勒026321）

摘要：现阶段，随着电力能源影响范围的不断扩大，我国电力事业发展迅速，电气工程随之快速发展，进而对电气接地技术提出了更高的要求。电气接地是一项具有综合性、复杂性的实践工作，在施工过程中需要专业性的技术作为基础，如果在实施过程中出现问题，容易产生影响较大的电气安全事故，所以在实践电气工程建设的过程中，应该将确保电气安全作为根本目标，利用专业化的技术进行电气接地，确保电气接地保质保量的完成，进而避免安全事故的发生，最终推动电力事业的稳定发展。基于此，本文将主要探讨电气一次主接地网的设计，以供参考。

关键词：变电站；电气一次；主接地网；设计

引言

变电站建设电气一次主接地网工程应该尽量减少施工工程量、节约投入资金量、降低施工的安全风险，确保工程能顺利开展、安全有效的投入运行。因此下文主要以变电站电气施工设计中的一次主接地网的设计进行研究分析。

1概述

变电站电气一次设备接地系统的设计环节，在工程运行过程中，接地系统设计的质量好坏很大程度上影响到电气设备运行的整体性、安全性和高效性，良好的接地设计可以最大程度上降低如电气设备出现机械性故障、爆炸、火灾、人身触电伤亡等安全事故发生的可能性。因此，一般状况下，在电气设备接地过程中接地线包含接地体和接地线，而接地体有人工接地体和自然接地体两种接地体，在具体工程中主要以自然接地体为主，在进行接地体的敷设时，通常要围绕变电站的周边进行施工，在敷设接电线之前，要先对接电线进行选择，可以选择圆形钢、变星钢等作为接地线，选用角钢作为接地体，在敷设时要注意将其底部削尖后再进行深埋，以确保接地的可靠性和安全性。

2变电站电气一次主接地网在设计中存在的问题

主接地网在设计主要存在的问题有：土壤电阻率的测量是进行工程接地设计的第一手资料，因为受测量设备、方法等的限制，土壤电阻率的测量通常缺乏准确性。现在的实测，只取2～3个测点，对接地网设计数据的准确性产生直接影响。除此之外，变电站内一次线对二次线的影响问题随着系统容量的增大及系统短路水平的提高，变电站内一次线对二次线的影响问题越来越突出。系统发生接地短路时，强大的人地电流经地网向地中流散，在接地网上将产生强大的电位升，使接地网上的二次设备和二次电缆呈现很高的电位，很可能造成二次电缆或二次绝缘的击穿或烧毁，这就是反击事故。接地网中采用铜材与钢材混合的接地网，若铜材与钢材同时处于土壤中并连接时，则会形成原电池效应，加速土壤中钢材的腐蚀，极大影响接地效果。基于生疏问题，不难发现供电企业应该加强对主接地网设计的重视，因此，下文将对变电站电气一次主接地网设计进行分析。

3如何做好变电站电气一次主接地网设计

3.1严格遵守变电站电气一次设备接地原则

在强化电气设备接地保护时，要规划出相关的原则，通过原则，约束电气设备接地保护的行为。分析接地保护的原则，如：（1）接地保护时，所有的行为，都要符合国家的标准，接地线的功能明确，不能用于其他的设计方面；（2）电气设备之间，可以设计总的接地体，保障接地保护的同步性，实现规范的电位联接，特殊要求下，可以单独设计接地体，如计算机通讯系统、弱电系统等，按照专项的规定实行接地保护；（3）接地体尽量不要选择电气设备所在的建筑内，接地电阻，要满足最小电阻的需求，保障接地保护的规范性，优化电气设备的运行过程。

3.2合理选择主要电气设备

选择根据设备安装地点的环境条件及短路电流计算结果，结合电站地形狭窄的具体情况，本着技术先进、经济合理、运行可靠、维护方便和留有裕度的原则，合理进行电气设备的选择。110kV配电设备选择敞开式开关电器，6kV配电设备选择固定式高压成套开关设备；400V配电设备选择抽屉式低压成套开关设备。发电机6.3kV侧电压、0.4kV低压配电系统：根据电站所处环境的气候条件，成套电气设备均选用防护等级较高的封闭型结构，发电机电压配电装置选用XGN2-10型固定式高压开关柜；控制保护屏选用PK-10型微机监控保护屏，厂用低压配电屏选用GCS型抽屉柜，直流电源选用成套密封免维护铅酸蓄电池直流电源柜。微机保护屏、直流屏和低压配电屏都是双面开门维修，柜体上下两端有不同数量的通风散热槽孔，运行维护方便。

3.3合理进行接地

第一，安全接地。为了保证接地线路不受到外在因素的破坏，一般情况下需要对接地线路外面的金属外壳进行有效保护，与此同时需要在其中配备一定的屏蔽线路，防止电磁感应现象的出现，进而影响电气线路的正常运行。第二，防雷接地。电气设备系统在运行过程中易受到雷电损害，所以在接地过程中应该按照规定、根据需要安装避雷装置，由此在雷雨情况下，一旦由于雷电产生比较强大的电流时，电流可以自行流向避雷装置中，经由避雷装置流向大地，最终避免雷击对电气设备以及相关工作人员的损坏。第三，工作接地。通过前文分析可知工作接地的主要目的在于维护电气设备的稳定运行，在操作中要将设备中性点与大地进行可靠的对接，从而保证仪表的规范运行，最终保证控制过程的精准程度。第四，屏蔽接地。在电气设备的运行过程中往往产生电磁，操作人员长时间的在电磁周围工作，身体会受到一定程度的损害，所以应该有效的降低电气设备的电磁效应，这就需要实施屏蔽接地，而屏蔽接地的工作原理在于通过对屏蔽接地设施的安装，可以将电气设备运行过程中产生的电磁导入大地，进而可以避免工作人员的身体健康免受电磁的侵害。

3.4合理选择主接地网材料

若接地材料选用镀锌钢，经计算主接地网截面不得小于231mm2。接地网按全寿命周期40年考虑，每年腐蚀率按0.1mm考虑，选用-80mm×10mm镀锌钢为主接地网材料，S=（80－0.1×40）×（10－0.1×40）=456mm2>231mm2，满足要求。若接地材料选用铜，经计算主接地网截面不得小于77mm2。接地网按全寿命周期40年考虑，每年腐蚀率按8×10-3mm考虑，选用-50mm×2mm铜为主接地网材料，S=（50－8×10-3×40）×（2－8×10-3×40）=83.46mm2>77mm2，满足要求（根据《交流电气装置的接地设计规范》GB50065—2011中4.3.4要求铜接地材料地下部分尺寸最小-50mm×2mm）。若接地材料选用铜覆钢，经计算主接地网截面不得小于96.83mm2。接地网按全寿命周期40年考虑，每年腐蚀率按8×10-3mm考虑，选用-48mm×4mm铜覆钢为主接地网材料，S=（48－8×10-3×40）×（4－8×10-3×40）=175.46mm2>96.83mm2，满足要求（根据《交流电气装置的接地设计规范》GB50065—2011中4.3.4要求铜覆钢接地材料地下部分尺寸最小-48mm×4mm）。

结束语

众所周知，电气接地是电气工程中的重要环节，其是一项综合性、复杂性的系统工作。主要是指在电气设备安装作业中，利用一定的导体将电气设备、电气设备里面的中性点、外壳与接地装置进行有效的连接，本质上是电气连接方式的一种。本文就变电站电气一次设备的主接地网设计进行研究分析，以供参考。

参考文献：

[1]肖艳.建筑物及输电线路工程防雷接地的要点简析[J].电气工程应用，2016，03（01）：14~20.