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水力发电厂接地网设计


浅谈水力发电厂接地网设计 【摘 要】文章结合水力发电厂接地设计的重要性及设计原则, 论述了接地网设计的要点、接地电阻的构成、水力发电厂降阻措施 等,并结合工程实践,阐述了水力发电厂接地的设计。 【关键词】水力发电厂;接地电网设计;接地电阻;一点接地 水力发电厂接地系统的合理与否直接关系到人身和设备安全。在 我国, 随着电力系统规模的不断扩大, 水力发电厂的地质情况复杂, 接地系统

的设计越来越复杂。水力发电厂接地包含工作接地、保护 接地、雷电保护接地。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 些都对水力发电厂接地设计提出了较高的要求。因此,水力发电厂 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。 1.水力发电厂接地设计的必要性及原则 1.1 接地设计的必要性 水力发电厂的接地网上连接着全站的高低压电气设备的接地线、 低压用电系统接地、电缆屏蔽接地、通信、计算机监控系统设备接 地,以及水力发电厂维护检修时的一些临时接地。如果接地电阻较 大,在发生电力系统接地故障或其他大电流入地时,可能造成地电 位异常升高。如果接地网的网格设计不合理,则可能造成接地系统 电位分布不均,局部电位超过规定的安全值,这会给出运行人员的 安全带来威胁,还可能因反击对低压或二次设备以及电缆绝缘造成 损坏,使高压窜入控制保护系统、水力发电厂监控和保护设备会发 生误动、拒动,酿成事故,甚至是扩大事故,由此带来巨大的经济 损失和社会影响。 1.2 接地设计的原则 随着电力系统规模的不断扩大,水力发电厂各级电压母线接地故 障电流越来越大,在接地设计中要满足 r≤2000/i 是非常困难的。 现行标准与原接地规程有一个很明显的区别是对接地电阻值不再 规定要达到 0.5ω ,而是允许放宽到 5ω ,但这不是说一般情况下, 接地电阻都可以采用 5ω ,接地电阻放宽是有附加条件的,即:防 止转移电位引起的危害,应采取各种隔离措施;考虑短路电流非周 期分量的影响,当接地网电位升高时,3~10kv 避雷器不应动作或 动作后不应损坏,应采取均压措施,并验算接触电位差和跨步电位 差是否满足要求, 施工后还应进行测量和绘制电位分布曲线。 因此, 人们普遍认为,110kv 及以上变电所中,接地电阻值小于 0.5ω 的 合格,大于 0.5ω 就是不合格,不管短路电流有多大都不必采取措 施,这是不合理的。水力发电厂接地网设计时应遵循以下原则: (1)尽量采用建筑物地基的钢筋和自然金属接地物统一连接地来 作为接地网。 (2)尽量以自然接地物为基础,辅以人工接地体补充,外形尽可 能采用闭合环形。 (3)应采用统一接地网,用一点接地的方式接地。 2.接地网设计的要点 (1)接地网的接地电阻主要与接地网的面积有关。加在地网上的 2~3m 的垂直接地极,对减小接地电阻的作用不大,一般仅在避雷 器、避雷针(线)等处作加强集中接地散泄雷电流用或为稳定地网 在中间或外缘增设几个。 (2)接地网孔大于 16 个(均压要求除外) ,接地电阻减小很慢, 对大型接地网,网孔个数也不宜大于 32 个。过分增加均压带根数 并不能无限制的减小最大接触系数,实验研

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