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发电厂、变电所接地设计研究

姜俊峰  
【摘要】:电力系统的接地问题是一个看似简单、而实际上却非常复杂又至关重要的问题,它直接关系到人身和设备的安全。特别是随着电力系统的发展,电网规模不断扩大,接地短路电流越来越大。各种微机监控设备的普遍应用,对接地的要求越来越高。接地装置不仅仅对工频接地电阻,而且对冲击接地电阻、热稳定、设备接触电压、跨步电压、地电位干扰也有一系列的要求。以前由于接地装置的问题而引起的主设备损坏、变电所发电厂停运等事故已发生多起,都给电网的安全稳定运行带来了很大的危害,因而电力系统的接地问题必须受到充分的重视。 电力系统的安全运行有两方面要求,一是要确保人身和设备的安全,二是要维护电力系统的可靠运行,这都与接地装置的设计密切相关。以往的电力规程中,在接触电势、跨步电压满足的前提下,发电厂、变电所的接地电阻小于0.5 Ω即可。而在新的电力规程《交流电气装置的接地》(DL/T621-1997)中,对接地电阻提出了更高的要求;另一方面,随着电力系统规模的不断扩大,短路电流随之增加,也加大了接地设计的难度。在高土壤电阻率区,这一问题更加突出,因此就要采用各种措施降低接地电阻。 目前主要采用的降阻措施有增大接地网的面积、引外接地、增设垂直接地极、换土以及使用化学元素降阻剂等,但每种措施都有一定的适用条件,在实际工程中往往出现这种情况:不考虑电力系统外部环境、地理位置、地质等条件而任意采用降阻措施,这不仅有很大的盲目性,达不到降阻效果,而且会给系统的安全运行带来隐患。 本文简单介绍了常规的接地计算,在第三章重点研究了发电厂、变电所接地装置的一般要求,提出了复合地网的接地电阻计算公式,详细论述了发电厂、变电所地网的设计步骤、要求及接地装置的施工方法。 第四章介绍了几种降阻措施,如外延法,深井式法,扩网及水下地网法,降阻剂法等。针对目前降阻剂市场较为混乱的现状,探讨了加入降阻剂后接 摘要 地电阻的各种计算和降阻剂的用量公式。重点阐述了降阻剂的选择,应注意 降阻剂的降阻特性、腐蚀性和稳定性。最后对降阻剂的施工方法进行了说明。 第五章介绍了发电厂、变电所接地网存在的主要问题,提出了改造步骤 及改造方法。 第六章结合驻马店市电业局两个变电站接地网设计及改造的具体实例, 因地制宜地做出了设计及改造方案,实施后接地电阻、接触电压和跨步电压 均达到要求。希望两实例在解决实际的接地问题时能起到指导和借鉴作用。 目前工程中采用的降阻措施很多,但最忌讳的是不因地制宜而盲目选用, 不仅事倍功半,有时还会起到反作用。本文通过对各种降阻措施的研究、分 析,归纳出各自的降阻特性、适用范围,并澄清了一些较为普遍的错误做法, 在电力系统的实际工程中具有一定的意义。


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