|
|||||||||
 |
|
||||||||
|
|
||||||||||||||
| | 网站首页 | 文章中心 | 下载中心 | 图片中心 | 雁过留声 | 动易商城 | 关于我们 | | ||
 |
||
|
||
|
|||||
| 地网改造中的参数校验和施工质量控制 | |||||
作者：--- 文章来源：cnbew 点击数： 更新时间：2007-06-29  |
|||||
|
地网改造中的参数校验和施工质量控制 内容提要：文章通过一个变电站改造的实例，说明地网改造中应对地网的各个参数进行全面校验，包括接地电阻、跨步电位差、接触电位差和计及腐蚀后的热稳定校验，同时应严格控制施工质量。 关键词：变电站；接地网；接地装置；腐蚀；跨步电位差；接触电位差 1、网改造的必要性 早期竣工的变电站地网，由于规程要求、施工等腐蚀原因，存在着很多影响正常运行的问题。 经调查，目前河北省变电站地网大致存在如下问题： a. 接地网材料选择比较保守，系统短路容量增加后，截面积不能满足热稳定要求。 b. 地网钢材腐蚀严重，截面积减小较多，不再满足热稳定要求。 c. 重要设备及中性点未按双接地考虑。 d. 原地网施工要求与现在不同，存在大量的串联接地现象。 e. 水平接地带埋深不够，不能避开冬季冻土层，造成冬季地网接地电阻急剧增大。 f. 原电缆沟内水平扁钢作为一条均压带使用，很多设备通过它接地，而水平扁钢由于处在异常潮湿的环境中，在整个地网中腐蚀最严重。一旦它断开，就会导致许多设备失地运行。当变电站接地网因设计、施工、腐蚀等原因不能满足运行要求时，就会引发严重的设备事故。统计表明，变电设备事故扩大的大部分原因和接地装置有关。 因此，国家电力公司《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中规定：根据地区短路容量的变化，应校验接地装置(包括设备接地引下线)的热稳定容量，并根据短路容量的变化及接地装置的腐蚀程度对其进行改造。 2、地网参数校验 为了使改造后的接地网能够满足安全运行要求，改造方案中应对地网的各个参数进行全面校验，包括接地电阻、跨步电位差、接触电位差和热稳定校验［１］［２］。 下面结合某110 kV变电站的改造，着重介绍校验中需注意的一些问题。 2.1系统要求的接地电阻计算 在计算系统要求的接地电阻时，应对变电站各个电压等级要求的接地电阻均进行计算，然后取最小值，且系统的短路电流值应尽量用远期规划值。计算用入地短路电流确定时，应考虑中性点正常接地方式及避雷线的影响。 例如：经查，某变电站2015年远期规划110 kV侧单相接地短路电流为5.77 kA，35 kV侧异地两相接地短路电流为5.25 kA，10 kV侧异地两相接地短路电流为12.64 kA。 由于近年来电力系统短路容量越来越大，新修订的标准DL/T 621-1997《交流电气装置的接地》(以下简称规程)取消了原来I>4 kA时R≤0.5 Ω的限值，规定变电站有效 接地系统接地装置的接地电阻应符合下式要求。 式中，I为计算用的流经接地装置的入地短路电流，A。 根据规程规定，当变电站内发生接地短路时，计算用的入地短路电流为： 当变电站外发生接地短路时，计算用的入地短路电流为： I2=Iz（1-Ke2） (3) 式中Imax——最大入地短路电流，A； Iz——发生接地短路时流经变电站接地中性点的最大接地短路电流，A； Ke1、Ke2——变电站内、外发生接地短路时，避雷线路的工频分流系数。一般粗算可取Ke1=0.5，Ke2=0.1。 计算用的入地短路电流I=max（I1，I2）。 又根据规程规定，非有效接地系统变电站接地装置的接地电阻应符合下式要求： 式中，I为计算用的接地故障电流，A。对于非有效系统，它等于该系统零序电容电流，此处可取30 A，则35 kV和10 kV部分要求的接地电阻R≤因此，变电站地网的接地电阻值R=min（0.7，8.3）=0.7 Ω。 2.2跨步电位差、接触电位差的校验 跨步电位差、接触电位差的要求和校验方法可参照文献［1］、文献［2］。但应注意，对35 kV及以下非有效接地系统计算接地装置电位时，代入公式的I应为单相接地电流，即系统零序电容电流。若跨步电位差、接触电位差不能满足要求，应考虑增设均压带。 2.2.1接地装置电位 如前述变电站发生接地故障时，接地装置的电位为： Ug=IR (5) 式中I——计算用入地短路电流，A； R——接地装置的接地电阻，Ω；按该变电站地网图纸，接地电阻计算值为0.16 Ω。 110 kV设备区：I为110 kV系统单相接地电流，为2 885 A，代入公式Ug=IR=2885×0.16=461.6V。 35 kV设备区：I为35 kV系统单相接地电流，此电流为系统对地零序电容电流，该站应不超过30 A，按30 A计算，代入公式 Ug=IR=30×0.16=4.8V 10 kV设备区：I为10 kV系统单相接地电流，此电流为系统对地零序电容电流，该站应不超过30 A，按30 A计算，代入公式Ug=IR=30×0.16=4.8V。 2.2.2接触电位差 根据规程，接地网地表面的最大接触电位差要求为：110 kV设备区 式中ρf——人脚站立处地表面的土壤电阻率，该值尽量采用实测值［3］，该变电站实测为18.84 Ω·m； t ——接地短路故障电流的持续时间，s，是后备保护动作时间及断路器开断时间的和，经查，该站为1.5 s。 经计算，Ut=144.7 V。 35 kV及10 kV设备区：Ut≤50 0.05ρf即Ut≤51 V。 根据规程附录，实际接地网地表面的最大接触电位差，即网孔中心对接地网接地极的最大电位差为： 式中，Kd、KL、Kn、Ks分别是接地体直径、长度、根数、面积的影响系数，经计算，分别为1.18、0.8、0.187、0.958，由此，Ktmax=1.18×0.8×0.187×0.958=0.169，因此，最大接触电位差： 110 kV设备区：Utmax=0.169×461.6=78 V＜144.7 V，符合要求。 35 kV及10 kV设备区：Utmax=0.169×4.8=0.8 V＜51 V，符合要求。 2.2.3跨步电位差 根据规程，接地网地表面的最大跨步电位差要求为： 110 kV设备区 35 kV及10 kV设备区：Ut≤50 0.2ρf即≤54V 根据规程附录，实际接地网的最大跨步电位差为： 式中，Ksmax是受接地体直径、长度、根数、面积的影响系数，经计算为0.078 6，因此，最大跨步电位差： 110 kV设备区：Usmax=0.078 6×461.6=36.28V＜152.8V，符合要求。 35 kV及10 kV设备区：Usmax=0.078 6×8=0.63V＜54V，符合要求。 2.3热稳定校验 进行热稳定校验时，一定要考虑腐蚀的因素，即计及腐蚀后的导体截面积应该在预计寿命期内满足热稳定要求；同时要对各个电压等级分别按流过接地体的最大短路电流计算，即中性点有效接地系统按照单（两）相对地短路电流，中性点非有效接地系统按异地两相接地短路电流计算。接地线截面积要满足其最大值要求，否则应该采用各个电压等级接地线截面积不同的方案。 如前述变电站，根据热稳定条件，未考虑腐蚀时，接地线的截面应符合下式要求，并对各电压等级分别按流过接地体的最大短路电流进行验算： 式中Ig——流过接地线的短路电流稳定值，A； t——短路的持续时间，s，中性点有效接地系统为后备保护动作时间及断路器开断时间的和，该站为1.5 s，中性点非有效接地系统按2 s计算； c——接地线的热稳定系数，根据材料而定，钢为70。 110 kV部分：Ig=5 770 A，t=1.5 s，由此，Sg≥100.9 mm2。 35 kV部分：Ig=5 250 A，t=2 s，由此，Sg≥106 mm2。 10 kV部分：Ig=12640A，t=2s，由此，Sg≥255.4 mm2。 如果使用扁钢为60×6=360 mm2，考虑到腐蚀，按照年腐蚀率0.1 mm/a，预期寿命为20 a，20 a后，截面为56×2=112 mm2（腐蚀发生在钢材两侧），对110 kV及35 kV部分仍然能够满足要求，但是对10 kV部分则不能够满足要求。如使用扁钢为80×8=640 mm2，按照年腐蚀率0.1 mm/a，20 a后，截面为76×4=304 mm2，可以满足10 kV部分要求。因此，该站110 kV及35 kV部分可采用(60×6) mm2扁钢，10 kV部分则应采用（80×8） mm2扁钢。 3、施工方案与施工质量控制 3.1应改造部位 a. 垂直地极和水平接地网按要求重新装设。 b. 在电缆沟旁重新敷设一条均压带，电缆沟重新安装接地扁钢，但不得再作为均压带使用。这是由于电缆沟内非常潮湿，其内的接地扁钢腐蚀速度远大于地网主体，会造成经此处接地的设备失地。 c. 主控室、通讯机房和高压配电室地网重新敷设，并与主地网通过多点可靠连接。 d. 站内设备接地引下线重新敷设。 3.2质量控制措施［1，2，4，5］ a. 严格按图纸施工。 b. 地网材料可选用热镀锌钢材或渗锌钢材。若当地土壤腐蚀确实严重，经技术经济比较后，接地网应考虑采用铜网，但设备接地引下线的地上部分是暴露在空气中的，腐蚀较轻，为节约成本可仍然用钢材。它与地下部分及主地网的连接要在高出地面约0.3 m的地方，并用氩弧焊焊接。若此焊口在地下，则会形成原电池，引起电化学反应，加速钢材的腐蚀。 c. 垂直接地极按图纸埋设，但最小间隔不得小于6 m；要经棒箍与接地线进行搭接焊。 d. 接地扁钢连接处应采用搭接焊，其搭接长度不得小于2倍钢材宽度；接地线与设备连接也采用搭接焊，焊接处刷银粉。所有焊接部位至少应有3个棱边要焊接。 e. 接地体引出线的地面以下部分及接地装置的焊接处都要用沥青防腐，在做防腐之前，表面必须除锈并去除焊接处残留的焊药。经调查，地下的焊接部位若不进行特别防腐处理，其腐蚀速度远大于其它部分；接地体引出线的地面以下部分，尤其是0.3 m左右深度处，由于含氧量大，其腐蚀速度也高于水平部分。 f. 重要电气设备如主变及其中性点、断路器、互感器、避雷器以及架构、护网都必须有接地，接地方式均应采用双引线接地，每条引线都要符合热稳定要求。双接地须焊在设备两侧或对角，2条引线必须与不同的2条地网主线连接，以防地网主线断开时设备失地。 g. 每条接地引线都必须单独与接地母线连接，不得在接地分支中串接。 h. 避雷器应用最短的接地线与主接地网连接。 i. 不得用水泥架构内钢筋作为架构的接地引线，这是由于架构内钢筋流过大电流后会造成架构崩裂损坏。 j. 站内爬梯必须可靠接地，但不得将其作为架构的接地引线。
k. 架构上的避雷针应在附近增设集中接地装置，并与主地网连接，连接点至变压器接地点 沿接地极的长度不应小于15 m；独立避雷针的集中接地装置与主地网距离不得小于3 m。 l. 接地网外缘应闭合，外缘各角应做成圆弧形，圆弧半径不应小于均压带间距的一半。接地网边缘经常有人出入的走道处要设置帽檐式均压带，埋设方法见文献［2］。 m. 在地网回填土之前，必须经过有关部门验收合格，并经接地电阻初步测试后方可填土。 4、结束语 接地网在电网运行中有着举足轻重的地位，为充分发挥其作用，必须及时对不符合要求的地网进行改造。在制定地网改造方案的过程中，一定要从多方面考虑，满足有关规程规定的要求；在施工中要严格控制施工质量。只有这样，才能避免留下事故隐患或造成事故。 |
|||||
| 文章录入：zsg 责任编辑：zsg | |||||
| 【发表评论】【加入收藏】【告诉好友】【打印此文】【关闭窗口】 | |||||
| 最新热点 | 最新推荐 | 相关文章 | ||
| 没有相关文章 |
| 网友评论：（只显示最新10条。评论内容只代表网友观点，与本站立场无关！） |
| | 设为首页 | 加入收藏 | 联系站长 | 友情链接 | 版权申明 | 网站公告 | 管理登录 | | |||
|
