毛庄110KV变电站接地方案

ARC接地材料设计文案内部使用苏州立瓷电子技术有限公司~1~毛庄110KV变电站接地方案------新型接地ARC铝铜稀土合金材料应用一、电站概况毛庄110Kv变电站，地处淮北北部的萧县，靠近徐州。变电站的接地网已敷设近20多年，接地网腐蚀严重，现场测试接地电阻已达到18Ω，远高于规范的要求，需重新进行地网改造。二、接地要求毛庄110Kv变电站的接地网电阻要求，按规范其接地电阻应不大于1Ω。三、设计标准DL/475-92《接地装置工频特性参数的测量导则》DL/T617-1997《电业安全工作规程》DL/T620《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T621《交流电气装置的接地》JG/J16-2008《民用建筑电气设计规范》SDJ63-82《电力建设安全工作规程》GB50057-94《建筑物防雷设计规范》GB50065-2011《交流电气装置的接地设计规范》GB50169-2006《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》《防止电力生产重大事故的二十五项安全要求》国电2000-9-28四、设计方案1、设计思路毛庄110Kv变电站所处地区土壤电阻率较大，而且接地网面积较小，经初略估算，如仅采用水平接地极难以达到规范的要求，所以需做成水平加垂直的复合型地网，通过水平接地极和垂直接地极的综合降阻功效，以达到降阻目的。为了保证接地网长期稳定的工作，水平接地极采用防腐效果好的ARC铝铜稀土合金新型接地材料，垂直接地极采用抗腐能力好的铜棒，并且垂直接地极敷设于站内重要设备周围，实现短路电流就近接地，并在水平接地极外缘成等距分布，间距不小于垂直接地极长度的2倍。2、已知条件1)该变电站原有接地网的接地电阻18Ω，远超出所要求的接地电阻不大于1Ω的要求，因原接地网腐蚀严重，只能重新敷设新的接地网;2)水平接地极采用60×6的新型接地材料ARC铝铜稀土合金，ARC铝铜稀土合金的密度为2.8g/cm3，远小于常用的镀锌钢及铜；电阻率为2.83×10-8Ω·m，远小于镀锌钢9.7×10-8Ω·m，接近于铜的1.75×10-8Ω·m；热稳定系数为120，介于钢的60与铜的210之间，而耐腐蚀性远大于镀锌钢，接近于铜；3)垂直接地极采用直径为￠38长3米的铜棒；ARC接地材料设计文案内部使用苏州立瓷电子技术有限公司~2~4)毛庄110Kv及主变区域可用于建地网的面积为1600m2；5)毛庄110Kv变电站所在的土壤电阻率为100Ω•m。3、接地电阻理论计算1)闭合地网接地电阻按DL/T621《交流电气装置接地》的要求，采用截面为60x6的ARC铝铜稀土合金新接地材料做为水平接地体，按毛庄110Kv变电站现有设备进行布置，其水平接地网采用两路引线到主变压器的设备周边布置两个闭合地网，再将这两个地网连接起来，组合成长30m，宽26m的闭合网，两侧的避雷接地也采用闭合网连接在一起，其总接地网面积为850m2，则边缘闭合的水平接地网接地电阻为：其已知各参数及闭网的接地电阻计算结果如下所示：参数数值备注L0137接地网外边缘总长度S850接地网总面积a10.945314h0.8接地扁铝埋深B0.887924p100当地土壤电阻率L310接地网总长度d0.03接地等效直径pi3.14159Re1.576336Rn1.49013接地网电阻由上计算结果可知，采用水平闭合接地网的接地电阻为1.49欧，没有达到标准要求的不大于1.0欧有要求，所以还需要再增加垂直接地极进行降阻。2)垂直接地极接地电阻按DL/T621《交流电气装置接地》的要求，采用￠38长为3米的铜棒做为垂直接地体，其垂直接地体的接地电阻值为：其已知各参数及垂直接地体的接地电阻计算结果如下所示：参数数值备注p100当地土壤电阻率d0.038垂直接地体等效直径L3垂直接地体长度pi3.14159Re28.90374垂直接地体接地电阻ARC接地材料设计文案内部使用苏州立瓷电子技术有限公司~3~由上计算结果看出，单根垂直接地体的接地电阻为28.9欧，整个接地网中采用15根这样的垂直接地体，则其总的垂直接地体接地电阻为：Rv总=Rv/(n*η)=28.9/(15*0.95)=2.02Ω3)组合接地网总接地电阻采用以上闭合水平接地网及垂直接地体组合而成的接地网总接地电阻为：R=1/(1/Rn+1/Rv总)=1/(1/1.49+1/2.02)=0.85Ω1.0Ω所以，采用以上组合接地网的方式可以达到标准的要求。4)改造接地网布置方案对于毛庄110Kv变电站的接地网改造工程，可按其原来的设备布置图进行如下接地网改造。ARC接地材料设计文案内部使用苏州立瓷电子技术有限公司~4~5)接触电压及跨步电压核算对于毛庄110Kv变电站的接地网改造工程，其理论计算后还需进行接触电压及跨步电压核算，以确保工作人员的安全。接触电压及跨步电压可按下式进行计算：上式中，Ut------接触电位差Us------跨步电位差ρf------人员所站的地表面土壤电阻率t------接地短路电流的持续时间（略）6)热稳定性核算对于接地网，还需要按下式进行热稳定性核算：上式中，Sg------接地线的电小截面积Ig------流过接地线的稳定短路电流te------短路的等效持续时间c------接地材料的热稳定系数，钢70、铝120、铜210（略）五、ARC新型接地材料应用特点1、耐腐性2、导电性3、热稳定性4、性价比高