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變電站接地網(wǎng)優(yōu)化設計
摘 要 接地網(wǎng)等間距布置存在地電位分布不均勻的問題。在建 220 kV 新塘變電站采用了不等間距布置,即從地網(wǎng)邊緣到中心,均壓導體間距按負指數(shù)規(guī)律增加。運用 GPC 接地參數(shù)計算程序?qū)煞N方法進行分析和計算,結(jié)果表明接地網(wǎng)優(yōu)化設計能顯著地改善導體的泄漏電流密度分布,使土壤表面的電位分布均勻,提高安全水平,節(jié)省鋼材和施工費用。
隨著電力系統(tǒng)容量的不斷增加,流經(jīng)地網(wǎng)的入地短路電流也愈來愈大,因此要確保人身和設備的安全,維護系統(tǒng)的可靠運行,不僅要強調(diào)降低接地電阻,還要考慮地網(wǎng)上表面的電位分布。在以往接地設計中,接地網(wǎng)的均壓導體都按 3 m,5 m,7 m,10 m等間距布置,由于端部和鄰近效應,地網(wǎng)的邊角處泄漏電流遠大于中心處,使地電位分布很不均勻,邊角網(wǎng)孔電勢大大高于中心網(wǎng)孔電勢,而且這種差值隨地網(wǎng)面積和網(wǎng)孔數(shù)的增加而加大。本文結(jié)合在建工程 220 kV 新塘變電站的接地網(wǎng)設計,闡釋了接地網(wǎng)不等間距布置的方法及其合理性。
1 接地網(wǎng)優(yōu)化設計的合理性
1.1 改善導體的泄漏電流密度分布
圖1是面積為190 m×170 m的新塘變電站接地網(wǎng),在導體根數(shù)相同的情況下,分別按10 m 等間距布置和平均10 m不等間距布置。沿平行導體①、②、③、④、⑤的泄漏電流密度分布曲線見圖2。從圖中可見,不等間距布置的接地網(wǎng),邊上導體①的泄漏電流密度較等間距布置的接地網(wǎng)平均低15%左右;對于導體②的泄漏電流密度,這兩種布置的接地網(wǎng)幾乎相等(僅相差0.3%);對于中部導體③、④、⑤,不等間距布置的接地網(wǎng)的泄漏電流較等間距布置的接地網(wǎng)分別提高了9%,14%和15%。由此可見,不等間距布置能增大中部導體的泄漏電流密度分布,相應降低了邊緣導體的泄漏電流密度,使得中部導體能得到更充分的利用。
1.2 均勻土壤表面的電位分布
由表1的計算結(jié)果可知,不等間距布置的接地網(wǎng)能較大地改善表面電位分布,其最大與最小網(wǎng)孔電位的相對差值不超過0.7%,使各網(wǎng)孔電位大致相等,而等間距地網(wǎng),其最大與最小網(wǎng)孔電位的相對差值在12.2%以上。同時不等間距地網(wǎng)的最大接觸電勢較等間距地網(wǎng)的最大接觸電勢降低了60.1%,極大地提高了接地網(wǎng)的安全水平。
表1 計算結(jié)果比較
布置最大網(wǎng)孔電位Vmax/kV最小網(wǎng)孔電位Vmin/kV最大接觸電勢Vjmax/kV接地電阻R/Ω δ/%等間距5.7095.081[1] [2] [3]
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