试析变电站电气一次主接地网的设计

刘凯

摘 要：我国的电力实业发展的步伐与国民经济发展的步伐保持一致，为了使电力实业提供的服务有更高的质量，电力实业对其内部的各个运行部门都在进行完善，尤其是变电站这个重要的电力服务单位，变电站承担的工作有很多，因此为了保证其合理性，就必须要对初期设计工作认真对待，其中电网设计是变电站设计的重要内容，变电站如果想要保证运行的安全性，就必须要对电网进行合理的设计，而一次主接地网是电网设计的核心内容。本文根据对变电站的了解以及对一次主接地网的具体设计经验，对其具体设计方法进行阐述，希望可以借此提升变电站的电气服务的质量。

关键词：变电站；电气施工；一次主接地网；设计方法；电力事业

中图分类号：TM63 文献标识码：A

变电站在电力系统的整个运行过程中处于不可取代的地位，因此建设变电站的相关工作就非常重要，为了提升电气施工的水平，需要制定合理的变电站设计方案，因为变电站需要进行合理设计的内容比较多，尤其是复杂的电网设计，如今各个变电站的电网已经有了很多全新的变化，电气一次类型的主接地电网已经取代了变电站原本的传统电网，但是很多设计人员对于这种全新的电网的接受度比较低，对于这种接地电网的了解并不深入，因此本文根据建设变电站的经验以及对这种比较特殊的接地电网的了解，对其具体的设计方案以及建设方法进行分析。

1.基本设计情况分析

在对具体的接地电网设计方法进行分析之前，需要相对设计工作面临的情况进行了解，根据电网设计面临的情况来对接地电网设计方案实施优化，做好设计电网前期的准备几方面准备工作：

1.1 提升设计工作的可行性

由于本次变电站建设工作中的设计对象是特殊的接地电网设计，因此需要对接地电电网设计的主要注意事项有所了解，防止出现与接地电网设计相违背的情况，使电网设计出现可行性欠缺的情况，难以落实具体设计行为，为了保证电网设计的可行性，还需要对相关的设计数据进行精准地收集，，是设计流程具有科学的设计依据，并进一步达到标准化的程度，使变电站的质量能够在电网设计的基础上有所提升。

1.2 对原始数据进行了解

在进行一次主接地电网设计之前，除了需要保证设计方案的可行性，还需要对原始设计数据进行调查与集中管理，这些数据一般与变电站的基本情况相关，如地质环境以及变电站附近的客观环境等，除此之外，还需要对出现地震等灾害时，震动的程度有所了解，确保在出现这种意外情况的时候，变电站能够有效地对电网进行保护，同时还需要专门建设相关的数据库，以保证在有查询变电站数据的需要时，能够以最快的速度进行查询，同时要保证变电站建设人员与电网设计人员保持畅通沟通，使两项建设能够在设计方向上保持一致性。

2.具体设计方法分析

在对设计一次接地电网的基本设计情况以及准备工作的内容有所了解之后，就可以对电网的几个设计要点进行分析。

2.1 具体设计内容

这种比较特殊的接地电网的设计内容比较丰富，包括对其接线进行设计，尤其主接线这一部分设计对整个电网的顺利运行存在重要的意义，如果主接线存在问题就会使与主接线相连的各种电器设备出现质量问题，甚至在运行状态时，会出现危险的运行情况，在完成主接线设计之后，还需要将其他的自动装置以及配电装置进行合理设计。

除了对主接线进行设计之外還需要对电气设备进行设计，选择与主接线以及接地电网契合度较高的电气设备，计算电力负荷以及短路情况下的电力情况，提前设计好应对这两方面问题的措施，保证额定值的高度针对性，保证设备即使出现短路的情况，电网运行仍旧不会受到影响，同时还需要将电网的断流能力有效提升，选择最为合理的安装方式。

由于本文设计的电网有接地需要，因此需要保证接地设计的合理性，合理性的第一方面就是保证安全性，防止出现爆炸以及机械性故障灯电网运行事故，接地建设是一项难度较大的电网设计内容，尤其是在对接地体进行敷设的时候，需要对敷设区域有所明确，选择合适的接电线，保证接电线的质量，对不同的接地体进行区分，对自然接地体以及人工接地体进行划分，敷设接地体的时候，需要先将其底部进行处理，处理成尖端之后再开展深埋，保证高度可靠性。

2.2 设计策略

电网设计人员应当对电网建设的地点实施科学勘测，将与电网相关的因素实施有效勘测，包括气候、环境以及土壤情况等，尤其要对附近土壤具有的电阻率进行了解，因为这一因素与节点电阻具有直接关系，同时影响电阻率的因素也比较多，包括土壤富含的水分、基本类型以及温度等。如果电阻率出现异常情况，就需要将土壤进行更换，更换成电阻率相对比较低的土壤，还可以将原有的预埋深度加深，使其深埋的深度更深，防止由于冬季结冰而使电阻率受到温度下降的影响。除了这两种方法，还可以根据电阻率的具体情况来对土壤进行处理以及改进，改进的目的就是将电阻率降到更低。

精心确定设计方案。设计方案是整个工程施工的重要依据。因而在整个设计中做好施工方案的设计尤为重要。第一，在设计方案之前，必须紧密结合工程的特点和接地体的布置情况和土壤的电阻率等针对性的确定设计方案；第二，结合变电站接地需要，精心确定接地网的组数，并在变电站和接地网四周对接地网进行垂直接地埋设，并对所埋设的角钢进行镀锌处理，在各组接地网中，应选用一条长度为2.5m和规格为小于50×50×5mm的镀锌角钢进行组建，每一组接地极与接地极之间的距离为6m，以此将电流排出，达到降低接地电阻的目的，从而避免由于接触电压和跨步电压而出现安全事故；第三，应在变电站的四周打深井，一般深度应在30m左右，且不得低于6个，再在深井中分别插入镀锌钢管，并将降阻剂铺设在深井之中，同样达到降低接地电阻的效果，若选用水平接地网作为变电站的接地网，那么选用的钢管应为镀锌圆钢。

最后，精心确定施工工艺流程。在做好施工方案设计的同时，还应确定施工流程，为工程施工提供规范的指导。具体的流程如下：选用合理的挖沟工具开挖沟深→采用适宜的工具把垂直接地极埋入地中→水平接地极理直后紧贴沟槽底部埋放水平接地极→牢固连接水平接地极与垂直接地极→埋放好接地极后应在变电站内与主要设备进行多点连接→在深井内铺设降阻剂→将开挖出的土回填并夯实。

结语

本文根据对一次接地电网的设计经验，对其基本的设计内容进行了分析，在全新的社会发展阶段，电网需要与变电站的发展需要相互契合，因此电网的设计人员需要对变电站以及电气事业的各种新变化有所了解，将本文提出的各种设计操作的可行度进行提升，同时对当前的电网设计方法进行更新，根据具体的电网设计要求，不断地对电网设计的内容进行改进，将本文中提出接地电网进行优化，将与土壤接触后出现的电阻率降低，根据电网建设的情况对原有的电网设计方案进行更新，将电网的设计流程理清楚，使电网能够更好地支持变电站运行，从而共同推动我国的各个区域的电气事业的发展。

参考文献

[1]刘渝根，余晓东，宋兹楠，等.缩短测量引线测量大型接地网接地电阻的方法[J].重庆大学学报，2009，32（11）：1280-1284.

[2]李泽宏.浅谈变电站电气一次主接地网的设计[J].中国新技术新产品，2013（18）：74-74.

[3]刘磊，刘佰强，姜丹，等.接地网外加电流阴极保护技术研究与应用[J].陕西电力，2014，42（2）：85-87.

[4]张培刚，陈章伟，张国鸣.大型接地网接地电阻测量误差分析和对策[J].浙江电力，2009，28（2）：81-83.

[5]梁春明.变电所铜接地网与钢接地网比较[J].中国水能及电气化，2008（4）：49-51.

[6]付龙海.水平双层土壤对接地网电气特性的影响[J].电气应用， 2008，27（14）：42-44.endprint