浅谈变电站电气接地技术
摘要：近几年，我国的电力系统得到了充足的发展，电压等级也不断提高，这也导致国内的变电站运行的可靠性越来越低，对变电站造成了严重的危害，因此，为了保证变电站的安全运行，必须对其进行一定电气接地操作，这样就能有效保证变电站电力系统的安全稳定运行了。
毕业论文网 关键词：变电站；电气接地技术；分析探讨 近年来,随着电力系统的发展,故障时经地网流散的电流越来越大, 故障时地网的电位也随之升高, 由于接地措施的缺陷而造成的事故也屡有发生, 给运行人员和检修人员的安全带来威胁,同时使一次设备的绝缘遭到破坏,进而扩大事故, 给企业带来巨大的经济损失和不良的社会影响。
变电站的接地系统是维护电力系统安全、可靠运行,保障运行人员和电气设备安全的根本保证和重要措施。
工作接地即为电力系统电气装置中, 为运行需要所设的接地;保护接地即为电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等, 由于绝缘损坏有可能带电, 为防止其危及人身和设备的安全而设的接地; 雷电保护接地即为雷电保护装置向大地泄放雷电流而设的接地。
当前,电力系统容量的不断增加,短路电流也不断增大,同时,土地资源的紧张也要求站址面积小型化, 这些都对变电站接地设计提出了较高的要求。
因此,变电站接地网安全除了对接地阻抗有要求外, 还对地网的结构、使用寿命、跨步电位差、接触电位差、转移电位危害等提出了较高的要求。
一、变电站电气接地技术的概述 变电站的电气接地技术主要是为了实现变电站交流设备的接地以及防雷，从而增强变电站的可靠性、安全性，对变电站的安全运行有着重要的意义。
但是由于传统的变电站电气接地只注重接地电阻的测量，而忽视了接地技术的隐性工作，使得很多的变电站电气系统总是存在接地不良的情况，起不到良好的接地效果，增加了变电站的不安全因素，对变电站设备、人员、社会等都造成了不可估量的损失。
基于传统变电站电气接地存在的问题，我国的电力专家对电气接地进行了研究，发现，变电站电气接地的核心内容应该是控制变电站发生接地短路，也就是要提高电气接地的接地电位，只有这样，才能有效减小接地网的短路。
也就是说，为了实现变电站的接地安全，不仅仅是要对接地电阻进行测量，接地电位、接地电压、跨步电压等都是必须考虑的因素，这样才能减少变电站事故的发生。
二、变电站电气接地技术的设计 （一）变电站电气接地技术的设计原则 通过对我国的变电站进行调查，发现，变电站在发生事故时，电流会越来越大，这就导致变电站的接地电阻值发生变化，远远达不到设计要求的接地电阻2000/1的标准，这样增加了变电站的不安全因素。
因此，在对变电站电气接地进行设计时，应该遵循以下几点原则： 1、在同一个变电站中，必须选择相同的电气接地系统，而且电气接地方式一定要统一； 2、在选择变电站电气接地的连接物时，一定要选择地基钢筋或者金属物作为接地物； 3、在尽量选择金属接地物的同时，还应加入人工接地物作补充，使其能够形成一个闭合环路。
（二）变电站电气接地技术的设计要点 1、变电站接地电阻的选择 我国的变电站电气接地规程中明确规定，变电站电气接地的电阻要控制在R2000/1，当接地电阻不符合这个标准值时，设计人员可以增大接地电阻，但是最大不能超过5欧姆。
但是我国当今的土壤很难达到R2000/1的标准，也就是必须通过人工对其进行增大，而在电阻增大的过程中，换流站的接地网电位也会随之增加，最高会增到15.12kv，大大提高了电气接地系统的二次危害因素，因此，变电站的接地电阻选择必须与换流站的接地网电位进行结合考虑，当接地网正常工作时，接地电位是趋向于零的，但是当发生故障时，也就是接地电阻增大时，接地网的接地电位就会增加，这样就会造成电位差，从而引发接地网事故。
通过对接地网电位、接地电阻的综合考虑，发现，当接地网发生故障时，变电站的接地电位升高5kv是可行的，这个时候的换流站的接地电阻应该是小于0.165344的任意值。
2、变电站接地短路电流的选择 以下是计算变电站接地短路电流的公式： I=（Imax—In）（1—Ke1）=（50—15）（1—0.28）≈25.2（KA） （1） I=In（1—Ke2）=15（1—0.18）=12.3（KA） （2） 其中，Imax是为了实现变电站换流站的长期使用，而选择的最大接地短路电流，一般取值为50KA；In是接地网发生短路时，流往变电站主变压器中性点的短路电流，当电压器只有一个中性点时，In=30%Imax=30%×50KA=15KA；Kel是当接地网发生短路时，与变电站接地网相连接的避雷线的分流系数，它是由避雷线的出线回路确定的，这里我们假设避雷线的出线回路是2，则Kel=0.28；Ke2是接地网发生外接地时，避雷线向两侧的分流系数，一般都是取0.18。
把这几个数值带入（1）、（2）式中，就可以得出I=30.2KA，也就是变电站接地短路电流应该选择为30.2KA。
3、变电站接地导体横截面积的选择 变电站接地导体的横截面积是由导体的热稳定性决定的，当接地母线单向发生短路时，通过接地导体的电流就能达到最大值，我国的变电站接地母线的单向短路电流为50KA，计算公式如下所示： 其中，S是接地线的最小截面积；IF是流过短路线中的短路电流稳定值，C是接地材料的稳定系数，tj是短路的等效持续时间。
当流过短路线中的短路电流稳定值为50000A、短路的等效持续时间为0.355s时，就可以算出变电站接地导体的最小横截面积应该为455mm?。
三、变电站电气接地技术的改革措施 1、深水井降阻技术 人类的生活与水息息相关，变电站的建设地方也会选择在有不同水量的地方，而且地下深水中的毛细水、重力水、气态水等都能有效提高地级附近的土壤湿度，降低土壤的电阻率，因此，通过深井来改变接地地极附件的土壤周围的地下水的运动方向，能够有效降低变电站接地网的接地电阻，这就为利用地下水达到降低变电站接地电阻提供了良好的条件。
2、设置水下地网 我国的地形比较多，有些地区的岩石较多，无法设置变电站接地网，而且在无形中增加了接地网的接地电阻，对变电站的安全造成威胁，基于这样的特点，我们可以依据地下水能够降低接地电阻的优势，选取合适的地方进行地下水网的设置，在设置地下水网时，首相应该对水的电阻率进行测量，并依据数据对地下水网的横截面积进行计算，避免由于地下水位的变化对接地电阻值产生影响。
3、换土法 不同的土壤土质具有不同的电阻率，因此，为了降低土壤电阻区的接地电阻，我们还可以选择换土法，可以通过更换土壤或者人工对土壤进行处理两种方式实现。
更换土壤主要是对接地网半米范围内、接地体三分之一范围内的土壤进行更换，例如，对一些电阻率较高的土壤，可以换为黑土、砂质粘土等等，这样就能有效降低土壤的电阻率；当短距离内无法找到合适的土壤时，我们还可以选择对原有土壤进行人工处理，使其的电阻率降低，例如，可以在原有的土壤中增加石渣、食盐、木炭等，也能有效降低土壤的电阻率，而且这种人工处理的方法成本比较低。
总之，经过换土或者人工处理土壤，都能降低土壤的热稳定性，从而达到降低土壤电阻率的效果。
结束语： 总而言之，我国当前的变电站电气接地技术在设计、施工中都还存在一定的问题，电力部门必须对变电站所处的地理位置、地形地貌等进行深入的勘察，并依据实际情况计算接地电阻、短路电流、接地导体横截面积等，从而降低变电站电气接地系统的危险因素，提高变电站的可靠性和安全性。
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