變電站接地系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法及其應(yīng)用研究

李麗華

【摘要】隨著社會(huì)科技不斷發(fā)展，社會(huì)生活、生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)電力需求越來越大。這也就意味著電力系統(tǒng)的容量需要隨著與日俱增的電力需求而不斷增大，那么在電力運(yùn)輸過程中，電流不可避免的流入地下，并且隨著電力需求增加，系統(tǒng)電流量也不斷增加，這就對(duì)電力系統(tǒng)的安全性提出了更高的要求，必須保證電力系統(tǒng)在輸配電過程中絕對(duì)的安全性，確保社會(huì)財(cái)產(chǎn)及群眾人身安全。變電站接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性能夠很大程度上保障安全作業(yè)以及生產(chǎn)生活。因此，本文就變電站接地系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法及其應(yīng)用談?wù)劀\層看法以便更好的學(xué)習(xí)實(shí)踐。

【關(guān)鍵詞】變電站；接地系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；應(yīng)用

電力系統(tǒng)是社會(huì)生產(chǎn)生活中必不可少的基本保障，對(duì)于整個(gè)社會(huì)的發(fā)展有著不可取代的重要作用。而變電站中的接地系統(tǒng)又對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)有著至關(guān)重要的作用。眾所周知，電流接地能夠很大程度上保障系統(tǒng)以及輸配電過程中的安全，然而由于地面物質(zhì)材料構(gòu)造復(fù)雜，并且電力系統(tǒng)又有著其特殊的不安全性以及不穩(wěn)定性，這就使得接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案成了一個(gè)重中難點(diǎn)。但又因?yàn)槠潆y度以及重要性，就使得設(shè)計(jì)出接地系統(tǒng)的優(yōu)化方案更顯得至關(guān)重要。

變電站接地系統(tǒng)現(xiàn)狀及問題分析

近年來，隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)的不斷增加，需要不斷加大輸配電力度用以滿足相應(yīng)當(dāng)下對(duì)電力系統(tǒng)的更高要求。然而，近年來，我國(guó)發(fā)生的多起由于接地系統(tǒng)引起的電力安全事故引起社會(huì)關(guān)注，此類電力系統(tǒng)安全事故的發(fā)生不僅造成設(shè)備的毀壞從而引起了電力系統(tǒng)無法安全運(yùn)行，更嚴(yán)重的是，此類事故的發(fā)展通常會(huì)造成嚴(yán)重的人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。經(jīng)相關(guān)部門以及專家研究，此類接地系統(tǒng)引起的事故最大的原因之一就是在進(jìn)行接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中對(duì)于接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)考慮不夠完善以及設(shè)計(jì)過程中對(duì)于可能出現(xiàn)的問題及相關(guān)對(duì)策的考慮不足。另外，城市電網(wǎng)設(shè)計(jì)運(yùn)行過程中，由于城市用電需求較大然而城市用地又較為緊張，這就使得城市變電站在建設(shè)接地系統(tǒng)時(shí)常常需要不斷縮小接地網(wǎng)的鋪設(shè)面積，這就使得接地短路電流進(jìn)一步加大，對(duì)電力系統(tǒng)造成了更大的損害。另一方面，農(nóng)村變電站接地系統(tǒng)雖然有著較為寬闊的接地面積，然而由于農(nóng)村土地多為實(shí)用耕地以及相關(guān)技術(shù)條件的限制，這就造成，當(dāng)下農(nóng)村電網(wǎng)接地網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展也并不完善。歸結(jié)上述幾個(gè)方面，我國(guó)變電站接地系統(tǒng)現(xiàn)狀不容樂觀，主要存在以下一些問題：

首先，對(duì)于接地系統(tǒng)的載體，接地線的選擇使用過程沒有做到符合實(shí)際情況。接地線由于大量接地短路電路通過，必然會(huì)產(chǎn)生巨大的熱效應(yīng)，而當(dāng)下大多數(shù)接地系統(tǒng)接地線的熱容量都不夠，也難以做到良好的散熱，及其容易造成接地線焚燒造成安全事故。

其次，接地不夠到位，主要體現(xiàn)在當(dāng)下許多接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工過程中，許多主要以及重要設(shè)備即零件由于技術(shù)水平、工藝水平等各種原因難以做到良好的接地，造成接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)不科學(xué)。

最后，由于地下水以及其他地下情況的影響，對(duì)接地設(shè)備造成了巨大的影響，尤其是地下水以及地下排污管道對(duì)接地設(shè)備的腐蝕也是當(dāng)下接地系統(tǒng)中存在的嚴(yán)重問題。

變電站接地系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法措施

面對(duì)當(dāng)下不容樂觀的變電站接地系統(tǒng)的現(xiàn)狀，采取必要技術(shù)手段、措施對(duì)接地系統(tǒng)進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠保障新情況下滿足新要求，對(duì)保證社會(huì)生產(chǎn)以及促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步有著不可言喻的重要作用。對(duì)于變電站的接地系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)提出以下幾個(gè)方面加以促進(jìn)。

2.1選取最佳接地體

對(duì)于接地系統(tǒng)中的重中之重，接地體的恰當(dāng)選擇至關(guān)重要。在變電站接地系統(tǒng)的建設(shè)過程中，在電力接地系統(tǒng)周圍不可避免的存在諸多排水管道以及其他極其容易造成接地線腐蝕的因素，因此，對(duì)于變電站接地系統(tǒng)的接地體的選擇，除了要保證其充足的熱容量以便更好的散熱避免安全事故以外，還要注意接地體必須具有良好的抗腐蝕能力并且還要確保其價(jià)格在可接受范圍內(nèi)。種種條件限制下，金屬銅成為變電站接地體的最佳選擇。由于其化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定，使得其難以與一般物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)而造成腐蝕，因此，金屬銅具有良好的抗腐蝕能力，另外，金屬銅的價(jià)格比起普通鐵、鋁等金屬雖然較為高一些，但銅的使用壽命高并且比起更穩(wěn)定的銀、金等金屬價(jià)格已經(jīng)相對(duì)低廉，這就使其成為最佳接地體。

2.2改進(jìn)接地技術(shù)

改進(jìn)接地技術(shù)作為接地系統(tǒng)最主要的工作之一，其重要性不言而喻，而在進(jìn)行接地技術(shù)的改進(jìn)工作中，主要包括以下幾個(gè)方面：

首先，在選取了合適的接地體之后，下一步需要進(jìn)行選擇的工作就是進(jìn)行接地極截面的選擇。對(duì)于接地極的篩選，主要要求接地極與土壤接觸截面更小，能夠受到腐蝕的面積更小，因此，應(yīng)當(dāng)選取截面積更小的圓鋼作為接地極。

其次，做好設(shè)備接地引下線截面與主網(wǎng)干線截面的配合工作。大量數(shù)據(jù)表明，我國(guó)眾多接地系統(tǒng)故障事故出現(xiàn)主要原因之一就是巨大的接地短路電流使接地下引線產(chǎn)生巨大的熱量造成起火從而引起事故。這就表明，接地下引線的截面積不能過多的小于主網(wǎng)干線截面積才能夠保證接地短路電流從主網(wǎng)干線順利通過下引線，減少電路中巨大的瞬時(shí)電流造成的巨大熱效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)造成損害。另外，接地下引線與主網(wǎng)干線相連接時(shí)，必須保證連接線數(shù)量大于等于兩條，才能夠減少接地下引線電位升高過快、不均衡，并且，當(dāng)其中一條下引線發(fā)生故障時(shí)，多余的連接線還能夠備用效果，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

最后，雖然我國(guó)對(duì)于群眾日常生活用電電壓規(guī)定為220kV，但是隨著社會(huì)發(fā)展，電路系統(tǒng)需要不斷擴(kuò)大輸送容量，并且在輸送過程中造成的電力損失也不可避免，輸送220kV的日常使用電壓通常需要有50KV的損失電壓，也就造成實(shí)際運(yùn)輸電壓要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于使用電壓，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。這就要求設(shè)計(jì)者在進(jìn)行接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須減少電阻以減少接地系統(tǒng)短路容量。為達(dá)到此目的，可以將接地體進(jìn)一步深埋進(jìn)入地下層，或是選取低電阻材質(zhì)等方式以降低系統(tǒng)短路部分。

設(shè)計(jì)施工注意事項(xiàng)

（1）滿足各種條件的情況下盡可能擴(kuò)大接地面積，保證接地短路電流快速的疏散，保障安全。

（2）做好設(shè)計(jì)施工前的實(shí)地考察工作，確保所選場(chǎng)地能夠切實(shí)進(jìn)行施工，充分考慮當(dāng)?shù)厍闆r，因地制宜，對(duì)于施工中可能出現(xiàn)的所有問題，必須做好相應(yīng)的預(yù)防以及解決措施安排，另外，保證安全距離也是需要注意的重要內(nèi)容。

（3）做好施工過程中監(jiān)督管理工作，對(duì)于施工過程中出現(xiàn)的任何問題，都必須事無巨細(xì)認(rèn)真解決，避免完工投入使用后造成嚴(yán)重的安全事故。

4、總結(jié)

總之，電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工對(duì)于整個(gè)社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步都有著無可取代的重要地位，而變電站的接地系統(tǒng)又在整個(gè)電力系統(tǒng)中占據(jù)重要地位，能夠保障電力系統(tǒng)日常工作以及輸配電工作的正常運(yùn)行并且保障相關(guān)工作人員以及社會(huì)群眾的生產(chǎn)生活的安全。另一方面，變電站接地系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠進(jìn)一步提高輸配電效率，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，進(jìn)一步促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，從而促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步。

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