摘要：近年来，220kV变电站接地设计问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了变电站接地网设计以及传统的接地方式。在探讨设计方案主要步骤的基础上，结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就变电站接地设计问题展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：220kV；变电站；接地；设计
1前言
作为220kV变电站建设中的一项重要环节，其接地设计的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对220kV变电站接地设计问题的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化220kV变电站建设工作的最终整体效果。
2概述
随着城市电力传输媒介的电网正在快速扩张，电力系统也在不断的完善。110-220kV高压配电网是我国电网的重要组成部分，变电站是目前电网系统中非常重要的供电节点，在电网中也在大量投入运行。电力系统的电压转换和分配工作都是借助变电站实现的，变电站是连接各个电网的枢纽，把不同级别的电网有机地联系在一起，对电能进行有计划、有步骤、有目的的控制和分流，它的安全性和稳定性直接影响到了整个电网系统的安全。接地网设计是变电站设计中最重要的环节，不管是直击雷，感应雷或者是其他形式的雷电以及短路电流，都将通过接地网引入大地。因此，只有做好变电站接地设计，才能更好的维护电力系统的稳定运行。
3变电站接地网设计
良好的变电站接地系统是保证电力系统安全可靠运行、确保运行人员和电气设备安全的重要组成部分。在实际的工程设计中，既要考虑接地装置布置的合理、有效性，又要从控制工程造价角度出发，考虑工程的经济性。
4传统的接地方式
4.1扁钢地网
扁钢接地网可以划分为两类，即方孔地网与不等间距地网。在设计方孔网格尺寸时，通常都是根据以往的设计经验来确定，也就使得接地网设计方案十分粗糙。接地网周围的导体散流量同中心导体部位高2倍左右，因而周围电场强度也要高于中心部位，电场分布差异较大。从另一方面来说，此类接地网耗费的钢材较多，从投资成本角度来说耗资太高。此外扁钢地网接地方式通常适用于220kV以下的变电站，当接地故障电流不高，接地地网的面积有限的情况下，这些缺点就不明显了。对于电压超过550kV的变电站而言，扁钢地网接地不适宜采取该接地方式。不等间距接地网在其水平接地体设置时采取不等间距的设计方式，接地网中部接地体面积较大，周围面积较小。不等间距地网显著的降低了由于电势梯度过高引起的危险，改善了接地网络接地设置能够保护变电站工作人员的安全。
4.2在接地极周围添加降阻剂
通过在接地极周围添加降阻剂的方法能够起到扩大接地电极面积，降低接地电阻的作用。降阻为一种导电性能突出的化学物质。利用降阻剂减低了同地网周围土壤的电阻率，从而实现了降低接地电阻的目标。在我国220kV变电站设计中，降阻剂的使用十分广泛，其设计和施工工艺较为成熟，其降阻的效果也十分突出，因此很适合在国内推广应用。
4.3深井接地
遇到地下深层土壤中电阻率很低时，就可以运用深井接地。深井接地方式占地面积不大、不容易受外界环境的影响，接地施工可以完全在220kV变电站内完成，不会对周围环境造成影响，改变周围的地形地貌，故而在变电站接地设计中也经常采用。但是此接地方式仅仅适合深层土壤电阻率不高或者地下水丰富的变电站地区才能取得良好的降阻效果。深井接地极数量在一定程度上也受限于场地的大小，在深层土壤中电阻率很高的情况下往往使用效果不佳。
5设计方案主要步骤
5.1土壤电阻率测定
土壤电阻率为变电站接地网设计中的重要参数，决定了接地网接地电阻与接地网土壤表面点位分布参数。并且接地网特性与土壤成分以及其物理状态均有着密切联系，需要在准备阶段利用专业仪器进行测量。
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5.2入地故障电流确定
入地故障电流也是影响接地网设计效果的重要因素之一，设计时需要将此参数控制在相关标准要求内。所谓的入地故障电流，即在发生接地故障后，流入到地网内的电流，在故障电流流散后会导致变电站系统出现电位升、跨步电势、接触电势、局部电位差等故障，另外还会影响后续对接地线、均压导体截面等因素的确定，为保证接地网设计合理性，需要结合实际情况准确确定入地故障电流大小。
5.3接地极确定
主要分析接地极材质与截面，常见接地极材料有钢、铜以及镀锌钢三种，在实际设计过程中需要以满足变电站正常运行为依据，具有稳定持久的接地电阻，在流过接地故障与泄露时不会出现异常情况。另外，接地极类型包括人工接地极与自然接地极两种，尽量选择用自然接地极，但是严禁将可燃易爆金属管道等作为接地极。
5.4接地极连接方式确定
常见接地极连接方式有压接线夹连接法、铜银焊连接法、放热焊接连接法以及螺栓连接法，不同连接方式所适应的情况不，在设计与施工时需要从实际情况出发进行分析。其中，铜银焊连接法只应用于物体表面之间焊接，物体内部并未熔合；压接线夹连接法与螺栓连接法是应用最为广泛的连接方式，但是处理效果不如放热焊接连接法。
5.5接地网布置方式确定
接地网布置包括变电站接地区域与设备，一般情况下接地装置可以采用水平接地极为主，垂直接地极为辅的方式，将外缘闭合后，内部敷设若干均压导体形成复合接地网。其中，水平接地网网格可以选择用等间距或者不等间距方式设置，而垂直接地网在布置时要求与水平接地网四周相连接。
6变电站接地设计
6.1接地网间距的设置
接地网间距通常的距离为5m、7m或者10m的等间距设计方式，由于受到端部效应和临近效应的影响，中心处的电流的泄露量相对较多，因此中心部位的电势也会比边网孔的电势更高，如果地网的面积逐渐增大，那么电势的差值也会随之变大，如果接地网间距没有等间距设计，那么中部导体泄露的电流密度分布增大，中部导体的利用率也会提升。
6.2地网中垂直接地极布置
由于会受到水平接地极的屏蔽影响，地网接地中的垂直接地不会对其电阻产生较大的影响，但是部分设备的散流效果会在垂直接地的设计下逐渐加强，因此增设垂直接地极可以应用到变压器中性点、消弧线圈中性点、避雷器和构架避雷针的接地中，与此同时在地网的周围一圈增设垂直接地极，可以改善散流效果，减小接地电阻。
6.3接地极的热稳定性校验
在进行对接地极热稳定性校验时一般采用短路电流的稳定值来操作，在主干线路中短路电流会直接向左右两侧分流，主干线在采购时应尽量减少考虑金属规格的，主要是因为主干线非常容易遭到腐蚀。
6.4接地引下线设计
在接地引下线的设计过程中对变压器的中性点和和中和各个干线和之地网之间的相互连接，设计时一定要保证其符合热稳定校核的要求。在变电站中比较重要的设备均需要使用2根接地引下线，但是其接线点不能和主接地网相同。
7结束语
综上所述，加强对220kV变电站接地设计问题的研究分析，对于其良好设计效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的220kV变电站接地设计过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献：
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[3] 白晓燕.数字化变电站的二次设计[J].企业科技与发展.2016（09）：88-89.
论文作者:张目型
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/7
标签：变电站论文; 电流论文; 方式论文; 电势论文; 间距论文; 地网论文; 电阻论文; 《电力设备》2017年第22期论文;