高土壤电阻率地区变电站降低接地电阻措施的探讨_陈丽萍
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变电站接地阻抗降阻措施评估方法摘要:电力系统运行过程中,接地系统是维护变电站安全可靠运行、保障运行人员和电气设备安全的根本保证和重要措施.调查表明,我国曾发生多起由于接地系统接地阻抗未达到要求所导致的事故或事故的扩大。
同时根据电网故障分类统计表明,在我国跳闸率比较高的地区,由雷击引起的次数约占40%~70%,尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地区,雷击引起的事故率更高。
特别是电力系统操作以及雷电等通过各种途径在发变电站产生的暂态干扰会通过各种耦合方式在二次系统内产生相应的干扰电压,如不采取过电压防护措施,在暂态干扰下会影响二次设备的稳定与安全,进而影响电力系统的安全可靠运行。
关键词:变电站;接地阻;抗降阻措施;引言随着社会的发展,电力系统的紧张程度和能力都在增加,变电站越来越小,特别是在城市化程度较高的地区。
法规规范计算公式表明,接地网强度随接地网面积的增大而增大,接地网强度随接地网面积的增大而减小。
因此可以看出,在接地网某些表面下土壤电阻率较高的地区,相应接地网的电阻率一般较高。
为了确保这些地区的土地使用网络符合最适当的标准、方法或减轻负荷措施。
1现有接地网降阻措施及降阻效果在施工过程中采取了许多减少阻力的措施,例如局部改变土地、使用阻滞剂、利用地下水减少阻力、外部接地、扩大接地网的面积、安装双层网络、离子接地本项目分析比较了这些减轻负担措施的使用条件、影响和遇到的问题。
本文件将介绍适用于内蒙古中部和西部地区的减轻负担措施。
(1)土地局部变化。
对于低强度地区的接地装置,如果减少电阻的其他方法很困难,低强度土壤或低强度材料可由接地装置周围的高强度土壤取代,以便还可以在土壤周围使用抑制剂和膨润土,以提高土壤高强度地区的颗粒土壤和土壤的导电性,并降低接触强度。
(2)在外面接地。
变电站附近土壤电阻率低时,可将辅助接地网连接到内部主接地网。
必须注意室外接地:距离不要太远,接收体要埋得很深,要采取安全措施,避免因人畜步进电位器不同而引起的电气事故,要确保接地安全(3)拓宽接地网面。
±800kV穗东换流站地网采用打斜深井安装电解地极降阻技术的应用摘要:在输变电工程中,遇到高土壤电阻率的变电站站区,采用在站内地网边沿打斜井的方法安装电解地极,根据地网的外围土壤电阻率安装相应的电解地极,用以改善原地网外围的土壤导电性能,从而改变地网所处的土壤地质环境,达到降低地网接地电阻的目的。
以广州±8000kv穗东换流站接地网降阻为例,原地网接地电阻1.065ω,土壤电阻率大于1000ω.m。
在地网外围打10口斜井,总长度1500 米左右,安装电解地极54套,使变电站地网的接地电阻降至0.29ω,降低了73%。
其运用为解决变电站因土壤电阻率较高,外扩地网征地困难,而要降低变电站接地电阻提供了一条有效的解决方案。
关键词:土壤电阻率接地电阻电解地极一、工程及地质概况±800kv穗东换流站位于增城市朱村镇,地质、地球物理概况,属山间冲积盆地、丘陵推平、依山而建,站前地势开阔,多为耕地和水塘,场地地表为回填土和原生土。
广东省电力设计院对已经平整的场地进行土壤电阻率测试时,原始地貌已经不存在,在回填区下15~16m深度已经铺设地网,挖方区揭露的地层为强风化花岗岩,填方区为素填土由粉质粘土或砾质粘性土组成,并经过强夯,地表较密实。
各地层的电阻率差异明显,满足电法工作前提,并经测试得出以下技术资料:两次进场进行土壤电阻率测量均遇到阴雨天气,但由于厂区已经整平,地下水位较低,从测试数据来看,雨水对测试结果影响不大。
本次土壤电阻率测量发现,测区东南角挖方区土壤电阻率较高,达到4200 (未下雨之前测量得到);西南角挖方区土壤电阻率也较高,在3000 左右(下雨后阴天测量得到);强夯区地表的土壤电阻率也较高,在2000 左右;地表以下5~15m之间,土壤电阻率降低,在350 ~700 之间,为粉质粘土的土壤电阻率;在15~22m左右,由于受地网和原始地貌的鱼塘影响,土壤电阻率大大降低,仅70~150 左右;22m以下,土壤电阻率会随着岩性的改变逐渐加大,在800~2100 之间。
输电线路接地电阻问题和降阻措施浅析架空输电线路杆塔接地对电力系统的安全稳定运行至关重要,降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平,减少线路雷击跳闸率的主要措施。
由于杆塔接地电阻高而产生的雷击闪络事故相当多。
由于在大部分位于高原山区,工程地质条件复杂,多数杆塔的接地电阻过高,且锈蚀严重,造成线路耐雷水平低,经常发生雷电绕击、反击,使线路跳闸,进而影响电网的安全稳定运行。
本文结合某高原山区220kV输电线路工程杆塔接地施工为例,论述了工程施工过程中接地电阻偏高的影响因素,经采用多种降阻方法,使之达到合格范围,对防止雷击跳闸、保证电网安全意义重大,以期为类似工程提供参考。
标签:电力系统;输电线路;接地电阻;影响因素;降阻方法1前言随着我国超高压、特高压电网的快速发展,输电线路防雷接地的重要性日益突出,但是高土壤电阻率地区的接地问题多年来一直没有彻底解决。
一方面,随着电力系统的发展,由雷击输电线路引起的事故时有发生,尤其在雷电活动频繁、土壤电阻率高和地形复杂的高原山区,雷击输电线路而引起的事故率更高。
另一方面,随着电力系统容量的迅速增加,输电线路发生单相接地故障时的短路电流也越来越大,从而流经地线的短路电流也越来越大,为了满足地线热稳定的需要,就要采用单位长度电阻较小的地线,从而导致地线的截面过大。
特别是随着OPGW复合光缆在电力系统中的广泛使用,这一问题越来越突出。
特别是在我国西北地区,气候干燥,降水稀少,输电线路路径又大多选择在高寒山区,工程区出露基岩类型较多,而位于山区的送电线路,由于土壤电阻率高、地形、地势复杂,交通不便施工难度大,杆塔接地电阻普遍偏高。
因此,如何有效地解决高原山区接地电阻超标的问题,降低高海拔山区复杂地形条件下输电线路接地电阻接地电阻是电网工程设计、施工、运行、验收共同面临的问题,降低杆塔接地装置的接地电阻具有非常重要的现实意义。
2 影响接地电阻的主要因素2.1 地质条件因素输电线路所处的地质条件对接地电阻影响较大,通过对不同地质条件下输电线路接地电阻大小的研究,主要表现在一下三个结论:①土壤电阻率和输电线路的杆塔接地电阻是正比例关系,所以土壤电阻率偏高是导致杆塔接地电阻超标的一个主要原因。
高电阻率地区大型水电站接地系统降阻技术应用摘要:大型水电站选址一般都在山高峡谷之间与大江大河之上,可利用来铺设接地网的位置通常都很小,土壤电阻率普遍较高,投产前接地电阻测试达不到设计值,影响电站继电保护、自动控制、监控、通信等系统安全稳定运行。
以工程实践为例,通过应用综合降阻技术措施,将接地电阻降低至0.35Ω以内,希望对同类工程接地系统的设计与实施有一定参考意义。
关键词:高电阻率、接地系统、降阻措施、大型水电站1.引言接地系统是接地网、设备以及相应设施组成,在电站中至关重要,它能够有效地保护电气设备免受雷击和地电流等损害。
在水电工程实际中,经常采用充分利用自然接地体、外引接地、深井式接地、斜井式接地、降阻剂、电解地极、接地模块、置换土改良等组合降阻方法,综合应用来解决高电阻地区的接地电阻、接触电位差和跨步电位差不达标问题[1]。
在高土壤电阻率地区,可采用以下措施降低接地电阻:在接地网附近有较低电阻率的土壤时,可敷设引外接地网或向外延伸接地极或敷设水下接地网;填充电阻率较低的物质;当地下较深处的土壤电阻率较低,或地下水较为丰富时,可采用深、斜井接地极[2]。
2.接地系统现状调查2.1电站地形及地质条件[3]电站所在区域主要由玄武岩地层组成,覆盖层较厚。
现场电阻率测试情况,坝区江水电阻率测值为273~299Ω·m,所有测点基岩电阻率的平均值约为2000Ω·m,电站所在区域为高阻率地区。
土壤电阻率可分成上下两层,上层厚度0~30.0m,平均土壤电阻率为820Ω·m;下层厚度30.0~80.0m,平均土壤电阻率420Ω·m。
2.2原设计接地网和测试情况电站所有工作接地、保护接地、防雷接地均接于一个总的接地网。
接地系统设计考虑充分利用坝前水库及尾水渠水下接地网,并利用金属结构门槽、土建钢筋、压力钢管、尾水管及蜗壳等自然接地体,设置坝前水库水下接地网、坝体接地网、厂房接地网、导流明渠接地网及尾水渠接地网等人工接地系统。
运用接地斜井降低土壤电阻率在变电站工程中的应用摘要:本文针对110kV机场变电站站址所处高土壤电阻率地区为实际案例,分析研究接地斜井如何降低土壤电阻率,并通过技术对比采取最优的降阻措施,确保该站接地电网满足安全运行要求。
关键词:高土壤电阻率;接地斜井;变电站工程引言接地网是维护变电站运行可靠安全,保障人员和设备安全的重要措施,而土壤电阻率高会导致接地电阻变大,变电站建设面积有限,进而使得不能通过扩大面积的方式来减低土壤电阻率,本工程采取了站内设置接地网和降阻剂的措施,达到降低土壤电阻率。
1.工程案例综合情况概述110kV机场变电站站址场地位于玉林红层丘陵盆地,西连六万大山,北接大容山,南流江由北向南贯穿盆地中部。
通过接地装置电阻的计算结果,了解到单独采用布置接地网不满足运行要求,需做进一步降阻处理。
2.工程案例中土壤电阻的多层变化状况2.1站址区地层结构与岩性2.1.1第四系坡残积土(Qsl+el)a)粉质黏土① 层:呈黄褐色~褐红色,含5%~25%的粉砂岩颗粒,硬塑状,其中地表约有0.1m~0.5m厚的耕植土,该层在场地内均有分布,层厚一般为1.0m~3.1m。
b)黏土质砂②层:灰褐色~褐黄色,稍密状,土质呈稍湿状,手搓砂感明显,黏粒含量一般25%~45%。
2.1.2白垩系下统上组(Kb1)a)泥岩③层:紫红色~棕红色,泥质结构,薄层状,敲击声哑,手掰易断,强风化状,岩芯呈碎块状,取芯较低。
b)泥质粉砂岩④层:褐红色,中厚层状,强风化状,敲击声哑,岩芯呈碎块状~短柱状。
c)泥质粉砂岩⑤层:褐红色,中厚层状,中等风化,敲击声脆,岩芯呈短柱状~长柱状,取芯率70%~90%。
d)砂岩⑥层:褐红色,厚层状,强风化状,岩芯呈碎块状~短柱状。
e)砂岩⑦层:灰褐色中等风化状,岩芯呈短柱状~长柱状,取芯率70%~95%,依据工程经验,砂岩的饱和单轴抗压强度约20Mpa~40Mpa,按岩石坚硬程度分类属较软岩~较硬岩,按岩体完整程度分类属较破碎~较完整岩体,岩石基本质量等级为Ⅲ~Ⅳ级。
谈变电站岩石地质接地电阻降阻摘要: 本文详细分析了影响接地电阻的几个关键性因素,介绍了减阻剂的机理和施工方法,并详细讨论了QS变电站岩石地质接地电阻的减阻方案。
希望给其他工作人员有所参考。
关键词:牵引变电所;岩石地质;降阻方案1 前言接地是为了使电气设备的未充电金属部分与地面间建立良好的连接。
这是保证电气系统正常运行,电气设备安全运行和人身安全的重要措施。
2 变电站岩石地质接地电阻降阻方案由于诸如专用变电站线路的出口,供电臂的长度以及工人生活区的位置,特别是在山区,变电站的位置通常会遇到岩石地质问题。
根据接地电阻的要求,岩石地质的土壤电阻率相当大,一般在1000Ω·m以上:当I <4000A时,R≤2000/ I (Ω);当I≥4000A时,R≤0.5(Ω)。
变电站事故短路电流可达数千安培,所以变电站接地电阻值一般要求R≤0.5(Ω)。
对于岩石地质变电站,土壤电阻率高,地电阻率要求很小,传统的设计和施工不能满足要求。
这个矛盾如何能够经济合理地解决,首先定性分析与接地电阻有关的因素。
2.1 增大散流面积变电站场所的大小受到供电方式的限制。
因此,为了增加散射区域的尺寸,只应增加接地体的数量和接地体的尺寸。
但考虑到接地体之间的相互屏蔽作用,垂直接地电极之间的距离要求不小于接地体长度的2倍;水平接地体间距不小于5m。
在现场网络的某个区域的情况下,接地体的数量将受到限制,因此流动面积的增加将主要取决于增加接地体的尺寸。
目前,变电站一般采用Φ22热镀锌圆钢作为水平接地体,50×50×5角钢作为垂直接地电极。
如果通过增加钢材的尺寸来增加接地体的尺寸,从技术和经济的观点来看是行不通的,因此出现了减阻剂。
以下是对降阻剂的机理的描述:(1)降阻剂本身的电阻非常低,一般小于5Ω·m,甚至小于1Ω·m。
(2)降低接地电阻。
(3)渗透作用。
铺设减阻剂后,糊状减阻剂会有一定的渗入周围土壤的范围,在地下形成根状浸润区,使周围土壤的电阻率大大降低从而降低了接地电阻。
高土壤电阻率地区变电站接地网长效降阻的实现麦杰恒(广东省广电集团有限公司广州番禺供电分公司,广东广州511400)摘要:广州番禺110 kV祈福变电站所处地域的土壤电阻率较高,地网电阻值高达1.3Ω。
为使地网电阻达到国家标准,首次在国内采用了世界先进的接地系统辅助设计工具——CDEG S软件包对祈福变电站接地系统进行了可行性设计论证,并予以实施。
最终使地网电阻降到了0.2 Ω以下,确保了设备的安全运行。
在此基础上,更纵深考虑了如何使在高土壤电阻率地区的变电站设计和改造工作更加科学合理,为今后在探讨相关工作时提供一套较完整的可行性系统解决方案。
广州番禺110 kV祈福变电站于2000年建成运行,位于高土壤电阻率的丘陵地区,是典型的郊区户外敞开式变电站,地网电阻值高达1.3 Ω,严重威胁着设备安全运行。
因此,必须进行工程改造。
如何采取有效措施,使高土壤电阻率地区地网的接地电阻符合国家标准的规定,是摆在我们面前的重要课题。
我们在参照以往工程设计、研究成果和经验的基础上,深入了解了当今世界接地系统设计的最新进展,综合考虑了现场的地理环境特点,采用当今世界上最先进的辅助设计工具进行了工程分析设计及对方案的充分论证,提供一套较完整的系统解决方案,付诸工程实践,达到了降低地网接地电阻的目的。
1接地系统辅助设计软件包的简介我们与国内某著名大学电机系合作,首次在国内采用了世界先进的接地系统辅助设计工具——CDEGS,对测量数据进行处理,对各种方案进行校核。
CDEGS是加拿大SES公司(Safe Engineering Services & Technologies Ltd)推出的集成工程软件包。
C DEGS(current distribution,electromagnetic interference,groun ding and soil structure analysis)是精确接地系统设计分析、电磁干扰分析、交流信号干扰抑制研究等一系列功能模块的集合。
降低110kV输电线路杆塔接地电阻的方法探讨摘要:通常来讲,在电力系统的维护方面,输电线路杆塔接地是非常关键的措施.当对塔顶以及避雷线进行雷击时,雷电流会经过杆塔接地装置流入到大地中,在有着比较高的杆塔接地电阻时,会出现相对比较高的反击电压,导致电压方面的事故.在线路故障中,杆塔接地的不良所导致的事故有着非常大的比例.降低杆塔接地的电阻能够有效提升线路的实际耐雷水平.文章分析了降低杆塔接地电阻的相关措施,同时也为其它高土壤电阻率地区杆塔接地装置的设计和改提供了参考关键词:100KV;输电线路;杆塔;接地电阻一、现场探测架空线路杆塔的相关接地装置状况1.1 杆塔接地装置存在的问题第一,杆塔接地电阻出现超标现象。
在接地装置中,接地电阻超标是存在最为普遍的一个问题,经过一定的调查发现,经常发生电阻超标的地段一般都是雷电活动相对比较频繁的山区。
因为山区有着相对比较复杂的地势,大部分都是岩石,有着相对比较高的土壤电阻率,因此会导致接地电阻超标的现象。
第二,因为山区地势复杂,有着难度比较高的接地装置的施工,在实际施工的过程中,根本就不能根据设计图纸来进行施工,同时又严重缺少监督,这就导致接地装置会在一定程度上留下隐患,例如经过一定的检查,杆塔接地装置往往未按照图纸来对接地体进行适当的敷设。
第三,接地体的地埋深浅,未运用黏土进行回填,接地体和其周围的土壤有着相对比较大的接触电阻,尤其是岩石地带,有着30厘米以下的接地体埋深,大部分运用的都是碎石回填,还有的接地体裸露在地面上,与大地没有充分接触,还会出现非常严重的腐蚀,导致接地电阻的增大。
1.2 杆塔接地引下线以及接地极腐蚀严重通常来讲,在接地装置中,接地引下线与接地体的腐蚀是非常普遍的问题。
以下是出现腐蚀现象的四个部位:第一,接地体与引下线水平以及垂直的连接处,因为有着不同的腐蚀电位,会非常容易发生电化学方面的腐蚀,还有些形成了开路的状态。
第二,杆塔与接地线的螺丝连接处。
浅谈220千伏变电站降低接地电阻研究浅谈220千伏变电站降低接地电阻研究摘要:本文分析了接地电阻降低对220千伏变电站的重要性,并提出相关降阻策略。
关键词:变电站;接地电阻;降阻策略一、接地电阻构成接地极和接地线电阻。
接地极与接地线电阻都属于接地电阻上最关键的构成部分,因为其是金属导体,其相应部分电阻一般只仅仅占据整体接地电阻很小部分,大约为1%至2%之间,这部分相关阻值会直接受到对应几何尺寸与材质影响。
土壤接地和接地体表面电阻。
土壤接触与接地体表面相关的电阻,对应阻值是与土壤颗粒的大小以及性质、含水量是息息相关的,并且其还和相关地面接触面积有很大的关系。
这部分阻值在总体接地电阻中占据的比例很大,大约为20%至60%之间。
散流电阻。
所谓散流电阻就是因接地体缓缓向外界不断延伸到大约20米圆周范畴之内,并在扩散电流经过相关土壤所存在的电阻,对应阻值与土壤之中的电阻率和接地极几何大小以及形状有着很密切的关联。
接地电阻虽然是这三部分所组成,不过其第一部分占据的比重较小,其最关键并起着决定性因素的是对应接触电阻及散流电阻。
所以,将接地电阻合理降低务必要在这两个方面着手,在接地体相关材料选择上,接地网组成通常与特别环境之下降低接地电阻方式等这几个方面,科学合理的降低接触电阻及散流电阻策略。
二、变电站接地电阻降低方式及策略选材上降低接地电阻。
一般接地体金属材料包含了不锈钢、铜包钢、扁钢以及镀锌圆钢与纯铜刚这几个类型。
现如今,镀锌圆钢是国内各大变电站应用较为广泛并非常经济的接地体材料。
其配有较高强度的特种钢所制的驱动头以及钻头,在施工时能够轻松的把对应的棒子打进地下,其深度大约在30米之上,这样来获得恒定低电阻。
除过相关金属接地体材料之外,其他适宜于变电站接地的对应接地产品可为电解离子接地极。
电解离子接地体系,其接地体系相关运作原理是因为大气所产生的压力改变与自然空气之间的流动,这样可以很好的促使相关空气流进IEA的最顶端通气孔,以便促使其和接地极内部的相关金属盐化合,并且经由一定的吸湿处理则呈现为电解液。