[发明专利]一种变电站接地网结构的早期确定方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统的变电站设计技术领域，特别是一种变电站接地网结构的早期确定方法。

背景技术

为了工作和安全的需要,将电力系统或建筑物中的电气装置、设施的某些导电部分经接地线与接地极相连接,这就是接地。接地电阻是表征接地装置电气性能的重要技术指标之一,指的是当电流I经接地电极流入大地时电极上的电压U与电流I的比值,它包括接地引线的电阻、接地极本体的电阻、接地极与土壤的接触电阻和电极至无穷远处的土壤电阻。

由于变电站的接地网肩负着泄放故障电流、均衡地面电位和提供稳定参考电位的任务,因此其接地电阻必须满足如下要求,即在泄放故障电流时地面电位的升高不能超过设备运行所允许的限值,同时不能对人身构成电气冲击。因此，在变电站接地网设计过程中，应严格按照相关国家、行业标准要求，对接地电阻、最大接触电压、跨步电压、导体的热稳定等进行计算和校验，合理选择接地体材质和截面。

近年来，伴随着新技术、新工艺的发展，电力设备可靠性不断提高，电气设备主接线形式日趋简单，与此同时，随着智能变电站技术的不断成熟，各种电力设备也向着功能集成化、设备小型化的方向发展。这些技术上的进步为变电站工业化建设模式提供了良好的条件，在变电站建设规模不变的情况下，站区占地面积不断减少。在这种新形势下，变电站接地网设计在满足技术要求的同时，还要不断兼顾经济性的要求，通过技术经济比较，在减少接地网面积、控制接地体造价和降低降阻措施费用三者之间找到平衡点。

变电站工程设计一般分为可行性研究、初步设计、施工图设计和竣工图设计等几个设计阶段，在不同的设计阶段，对于变电站接地网设计有着不同的深度要求。一般的，在工程可研和初步设计阶段，设计人只需要提供变电站土壤电阻率和腐蚀性情况、接地材料选择、接地装置设计技术原则及接触电势和跨步电势计算结果、需要采取的降阻、防腐、隔离措施方案等，而不需要绘制变电站接地保护平面布置图，这就造成了在可研、初设阶段无法准确核算接地网的工程量。但是，在进行估算、概算时，又需要设计人员向技经人员提供接地网工程量清单。面对这一情况，在实际工程设计过程中，设计人员往往根据变电站的建设规模，凭借设计经验并参考已建成投产的工程粗略估计出接地网工程量，这种做法往往带来很大的误差。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种变电站接地网结构的早期确定方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种变电站接地网辅助设计及工程造价分析方法，方法步骤如下：

第一步，获取接地网的总故障电流和分流系数，计算入地短路电流；

第二步，获取变电站站区尺寸，计算站区总面积；

第三步，计算不同材质接地体的最小截面，结合工程常用接地体物料，选择接地体形状、截面；

第四步，计算所选不同材质接地体的接地电阻，并按照规程规范要求进行校验；

第五步，计算站区最大接触电势、跨步电压，并按照规程规范要求进行校验；接地网地表面的最大接触电位差，即网孔中心对接地网地极的最大电位差；

第六步，对满足要求的不同材质接地体进行技术经济比较，确定最优接地网设计方案；

第七步，生成接地网设计计算书、接地网工程量清单以及接地网估算书或概算书。

而且，所述第一步的总故障电流和分流系数，入地短路电流的具体获得方法如下；

⑴利用两公式分别计算入地短路电流：利用获取的接地网的总故障电流和分流系数，计算出变电站经接地装置的入地短路电流，变电站内或变电站外发生接地短路时，流经接地装置的电流按下面两个公式计算：

I=(I_max-I_n)(1-K_e1)      （a）

I=I_n(1-K_e2)            （b）

式中，I——入地短路电流，A;

I_max——接地短路时的最大接地短路电流，A;

I_n——发生最大接地短路电流时，流经变电站接地中性点的最大接地短路电流，A;

K_e1、K_e2——分别为站内、站外短路时，避雷线的工频分流系数，

⑵比较两公式计算出的电流取较大值：计算用入地短路电流，取（a）,（b）两式中较大的I值。

而且，所述第三步的计算不同材质接地体的最小截面的具体方法是：