[abstract] the article profile with high resistivity areas stand series compensation grounding method of design choice. The effective deep well blasting perfusion resistance reduction agent grounding measures, received the expected effect, make the grounding resistance measured value is less than 1 Ω meet completion of the specified requirements.
[Keywords] Serial capacitor compensation station;earth connection;resistance;resistance reducing agent
[摘要]上海论文网文章简介具有高土壤电阻率地区串补站接地方式的设计选择。采用行之有效的深井爆破灌注降阻剂接地措施,收到预期的成效,使接地电阻竣工实测值满足小于1Ω的规定要求。
[关键词] 串补站,接地,降阻剂
大房500kV线路串联电容补偿站位于河北省蔚县,站址的土壤电阻率较高,其接地网的接地电阻难于达到标准值的要求。为使串补站接地网满足“安全可靠、经济实用”的原则,确保接地电阻不大于1Ω,采用了深井爆破灌注降阻剂外引接地体方式。深埋地极在串补站围墙外,接地从墙外向东西方各引200m,站内接地网敷设成网格状,实测接地电阻为0.86Ω。
1 站址工程地质状况
第1层:表土,该层厚度0.3~0.8m,为耕土或粉土,电阻率为400Ω•m左右。第2层:卵石层,一般粒径20~80mm,稍密~中密,并充填砂土,该层底板埋深12~21m,电阻率在1 500~1 700Ω•m之间。第3层:岩性不明,埋深20m以下,从电测资料看,该层很不均匀,电阻率变化范围很大。地下水:地下水位埋深约80m。站区主要地层为卵石层,该层厚度约20m,不含地下水,电阻率在1 500~1 700Ω•m之间。
2 系统等值接线及有关参数
2.1 系统等值接线500kV大房1回全长286km,2回全长288km,导线型号为LGJ-300,每相采用4分裂300mm2,间距450mm。大房1回避雷线为LBGJ-120铝包钢线2根,2回避雷线有64.9km的GJ-7铜绞线,其余为LBGJ-120铝包钢线。系统等值接线如图1所示。
2.2 与避雷线连接方式大房1回避雷线有2根,其中1根仅在两侧接地,另1根隔开若干距离在杆塔上接地,2根避雷线 均换位架设。大房2回线,离大同侧约105km一段避雷线不换位,分成若干耐张段。每个耐张段仅在其边缘一侧杆塔上,2根避雷线相连后经杆塔接地。其余避雷线换位,在房山侧杆塔上接地。串联电容补偿装置从大房1回N158和2回N055终端塔的两侧分别引入,串补站接地网与1回N158耐张塔的2根避雷线相连,与2回N055耐张塔的2根避雷线相连。
2.3 单相短路电流有效值远景年,串联电容补偿装置旁路时,在其安装处的稳态系统单相和三相短路电流分别为8.7kA和12.6kA。对应的大同与房山500kV母线的单相和三相短路电流均为50kA。
2.4 串补站主接线串补站电气主接线如图2所示。为防止站外绕击雷侵入在站内产生危险的过电压,危及设备安全运行,在每组装置的两侧入口处均安装线路型避雷器。
3 接地目的
接地的主要目的是:(1)降低对人身电击(即接触电势和跨步电势)危害;(2)对电子设备(包括计算机、控制系统等信息系统)的反击和干扰;(3)提供足够承载接地故障电流能力;(4)提供接地故障电流低阻抗返回通路,以保证过流保护系统可靠动作的需要。
4 接地电阻值的确定
4.1 接地电阻值的确定依据接地电阻值必须满足《交流电气装置的接地》(DL/T621—1997)、《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规定》(DL/T5136—2001)等标准的有关规定。本站控制方式为无人值班,有人值守,所有设备均可远方控制。接地电阻值的确定应考虑对计算机、控制系统等信息系统的反击和干扰,避免引起控制系统误动。
4.2 接地电阻值的确定《交流电气装置的接地》标准规定,一般接地装置的接地电阻:R≤2 000I。当接地装置的接地电阻不能满足地电位低于2 000V时,可通过技术经济比较增大接地电阻,但不得大于5Ω,并应满足跨步电势、接触电势的要求。根据大房串补站系统资料:单相短路电流8.7kA,短路电流持续时间0.3s,分流系数取0.7,如果按照IR≤2 000V,则接地电阻为0.32Ω。这将使接地设计和施工复杂化,投资大大增加。因此,在保证安全接地的基础上,适当调整接地电阻,在验算跨步电势、接触电势以及采取相应安全措施后接地电阻按不大于1Ω考虑。
4.3 大房串补站接地计算当接地电阻定为1Ω的情况下,为使串补站接地设计满足“安全可靠、经济实用、符合国情”的电力建设方针要求,与中国电力科学院合作,对串补站在站内、站外发生接地故障,接地网中的入地电流及其电位升高进行了计算。计算考虑了大房线的导线和避雷线的材料、规格及在杆塔上的位置和避雷线的换位、接地点的配置等因素。计算表明:
4.3.1 站内短路故障时,入地电流及避雷线分流:(1)当接地电阻定为1Ω时,2回线短路,入地电流为3.89kA;1回线短路,入地电流为2.43kA。(2)当接地电阻定为1Ω时,大房线2回线在站内电容器房山侧短路时,向房山侧经避雷线分流的电流为3.01kA,约为入地电流的77%;向大同侧经避雷线分流较小,因紧邻大同侧的耐张段,避雷线未接地,无故障线路的避雷线分流不大。
4.3.2 站外短路故障时,入地电流及避雷线分流。站外短路时,串补站地网入地电流比站内故障时小得多,故障位置愈远离串补站,入地电流愈小。
4.3.3 突发接地故障时,串补站地网入地电流与地电位升高。当接地电阻定为1Ω时,地电位升高4.92kV,入地电流4.92kA(峰值),比故障稳定后的入地电流峰值高13%。
4.3.4 当接地电阻不大于1Ω时,不会对10kV避雷器有不良影响,不会对通信设备有影响。
5 大房串补站接地设计方案
接地电阻的大小除和大地的结构、土壤的电阻率有关外,还和接地体的几何尺寸和形状有关,在雷电流流过时还和流经接地体的冲击电流的幅值和波形有关。根据串补站占地面积:81m×233.5m,接地电阻超过5Ω。在高土壤电阻率地区,为了达到接地目的,目前行之有效的措施有:(1)适当增加接地网面积,扩大散流,在均匀土壤电阻率时,接地电阻与接地网面积的平方根成反比。但此方法只能因地而宜,就本站来说,地网面积为18 913.5m2,若接地电阻按1Ω,则地网面积需扩大约30倍。(2)接地系统向纵深发展,形成立体地网,此方法在高土壤电阻率地区降阻效果不明显。(3)填充电阻率较低的物质或降阻剂,单用此方法造价高并施工复杂。(4)采用爆破接地技术,加压灌注降阻剂。此方法使低电阻率材料紧包接地体并向四周扩散,从而将电流引入较深地层,等效改善土壤特性,降低接地电阻。土壤的电阻率沿纵向和横向分布是不均匀,不同深度土壤的电阻率是不同的。一般接近地面的是不稳定的,随季节变化而变化,土壤越深越稳定。特别是高土壤电阻率地区,采用深井接地与主地网并联方法可有效降低接地电阻。根据本工程特点,建议采用深井爆破灌注降阻剂同时外引水平接地体方式。站内接地设计:将串补站内的主接地网敷设成网格状,网孔间距约为10m×10m,垂直接地极约20m1个,主接地网的水平接地体采用50mm×5mm的热镀锌扁钢,垂直接地极采用长为3m直径50mm的热镀锌钢管。为解决接触电势问题,在可能触及的设备支架和机构周围用碎石作绝缘地面,以确保人身安全。站外接地设计:采用深埋地极(14个80m深)并敷设外引接地方式,深埋地极是在串补站围墙外,向东西方各引200m。#p#分页标题#e#
6 结论
串补站接地电阻定为不大于1Ω,满足“安全可靠、经济实用、符合国情”的电力建设方针的要求,在工程验收时,实测接地电阻为0.86Ω。投产后,在大房2回线串补装置的A相、串补电容器组的房山侧作人工单相接地试验。根据接地试验数据,串补站接地电阻为0.86Ω,与验收实测值相符。跨步电势、接触电势均低于可危及安全值的设计要求。
