离子接地极的接地电阻计算方法.doc

离子接地极的接地电阻计算方法..doc变电站接地设计-离子接地极的计算
一、概述:
接地的目的是保证人员安全和设备的安全以及设备的正常运行。根据康定变电站站址地勘报告,地质条件较为恶劣,(土壤电阻率报告推荐值),可供敷设的地网面积约为23500m2,要求按照土壤电阻率计算,在站内能达到的最安全的接地电阻值。
二、参照标准:
GB50169-2006 《接地装置施工验收规范》中国国家标准
DL/T621-1997 《交流电气装置的接地》中国电力行业标准
DL/T5161、6-2002 《接地装置施工质量检验》中国电力行业标准
ANSI/IEEE Std 《交流变电站安全导则》美国国家标准
BS7430-1991 《接地装置设计规范》英国国家标准

三、技术要求:
根据DL/T 621规范规定,通常情况下,有效接地和低电阻接地系统中发电厂、变电所电气装置保护接地的接地电阻宜符合以下要求:
R≤2000/I
R-考虑到季节变化的最大接地电阻,Ω;
I-计算用的流经接地装置的入地短路电流,A。
在该变电站中,入地短路电流I=。
因此可计算出接地电阻为R≤2000/I=2000/13400=。
由于该站接地条件恶劣,接地电阻很难满足R=。一般情况下,,但是该变电站站址土壤电阻率很高,。
根据设计规范:当接地装置的接地电阻不符合式要求时,可通过技术经济比较增大接地电阻,但不得大于5Ω,同时跨步电势、接触电势都应满足相关规定。
1、全站接地电阻按接触电势和跨步电势要求反推接地电阻:
已知量:表面土壤电阻率ρ=;t=
接触电势不得大于:
跨步电势不得大于:
根据接触电势反推接地电阻:
已知量:地网所用材料量L=5450m;地网周长LO=780;地网面积S=23500 m2;
接地线等效直径d=;
可得出:
根据接触电势反推接地电阻:
已知量:接地网埋深h=;跨步距离T=;n=16
可得出:
2、在设备支架周围以设备支架为中心,敷设2m×2m的碎石加沥青,敷设的厚度大于20cm。
根据接触电势反推接地电阻:
取p=6000 ; t=
根据跨步电势反推接地电阻:
根据计算,;,采取提高表面接触电阻率的方式,场地地面设备支架和构架上有接地线引下处2米见方铺设厚20cm的碎石加沥青,在水泥地面外的其余场地敷设碎石。经校核,采取上述措施后,。
接地体截面选择:
根据热稳定条件,未考虑腐蚀时,接地线的最小截面应符合下式要求

式中:Sg——接地线的最小截面,mm2;
Ig——流过接地线的短路电流稳定值,A(根据系统5~10年发展规划,按系统最大运行方式确定);
te——短路的等效持续时间,s;
c——接地线材料的热稳定系数,根据材料的种类、性能及最高允许温度和短路前接地线的初始温度确定。
紫铜绞线的热稳定系数为210,此变电站的短路电流稳定值为27KA,,代入上面公式得出
因此选用120mm2 截面紫铜绞线符合要求!
四、设计参数
根据岩土勘察报告,。
可使用地网面积23500(m)2
℃,全年无结冰期;,年平均相对湿度79%,其中,降雨量主要集中在4~9月,12~2月各月的降雨量<50mm;相对湿度2~8月为80%~82%,其它月份为74%~79%,可见降雨量和湿度的季节变化基本一致,因此可以推断该变电站土壤电阻率基本稳定,一年之中无大变化。
五、方案设计:
在对变电站接地网的设计中,增大变电站接地网面积会导致投资过大,在有限的区域使用增设长的垂直接地体,并开机钻孔添加降阻剂是一个好的方法。而在此类垂直接地体中,电解离子接地系统是一个好的的选择。
综合考虑变电站接地网的使用年限、地网材料、接地电阻、地质情况、湿度温度等自然因素的影响,采取铺设水平网,地网四周安装13组离子接地极,每组离子接地极都配合降阻剂使用的方法来设计本接地方案。
在变电站围墙内敷设水平接地网,接地网的外缘应闭合。水平地网材料采用120mm2紫铜绞线,平均间隔宽度约为9米左右。
在水平网四周安装20组离子接地极,每组离子接地极均由两根离子接地棒通过连接导体组成(安装方法详见接地平面图)。离