摘要：在变电站中，接地网的优化设计工作是非常重要的一项工作，因此为了能够全面的将变电站接地网的优化设计水平提高，本文结合实际在阐述变电站接地网结构优化设计要点的同时，对他设计过程中需要掌握的一些思路内容进行了深入的研究，希望研究之后能够给该领域的工作人员提供一些参考。
关键词：变电站；接地网；优化设计
0前言
经济与社会的高速发展之下，人们对于电力能源的需求量在逐步的增大，对于电力系统产生较大的压力，必须要根据实际情况来进行必要的优化配置，特别是当前供电线路的主要组成部分——110kV变电站接地网，从而可以使得供电效率更高，积极的促进我国电力事业的发展和进步。接地网在110kV变电站中有着巨大的作用，同时也是防雷性能的关键部分，可以充分的保证系统运行的安全性，所以电力企业需要充分的重视该结构部分。当前我国的变电站具备非常强的防雷性能，可以充分的保证其安全稳定的运行，并且目前还具有了多系统的电磁兼容性能，并且能够具备较强的系统电磁兼容性、自动化控制性能，由此可见，对于110kV变电站进行借地方的优化设计有着非常重要的作用。因此，本文主要以某地区的110kV变电站接地网工程为案例进行分析，了解系统优化设计方案，从而可以促进我国电力系统的发展和进步。
1.110kV变电站接地网结构优化设计
为了能够更好实现110kV变电站的接地网部分的优化设计，本文以某地区的110kV接地网项目为案例进行分析，其主要应用了地网技术、一次设备、二次设备、自动化与监控系统等，整个变电站的总面积达8121m2，110kV一侧的电流最高可以达到8918kA，平均土壤电阻率ρ=400Ω•m。以这些数据为基础，主要是从如下的几个方面来进行接地网结构优化设计：
1.1水平接地网方案
①接地电阻的设定应该充分考虑到电阻允许值R来进行电阻数据的调整，根据系统设计的需要，地电阻R≤1.320Ω、接触电位R≤1.326Ω、跨步电位R≤6.758Ω确保阀型避雷器放电电压为R≤4.419Ω。②根据需要来合理的确定方孔接地网，保证其间距、稠密度符合要求，设置到4480m2的面积上，主要是应用50×5的扁钢作为主要的施工材料。③确保接地网的埋设深度不能小于0.8m，接地体的水平位置间隔距离在5m左右，数量为18根，具体的数据可以通过计算公式来确定，即：
（1）
该部分的接地网电阻值为3.0Ω＞0.5Ω不能达到安全性的需要。
1.2扩大地网后水平接地网方案
本次案例中的110kV变电站中的总面积为124×100=12400（m2），所以为了能够更好的实现110kV变电站接地网系统的优化，就要根据需要来选择合适的水平接地优化设计方案，在扩大接地网之后，合理的进行方孔接地网的布置，根据需要选择使用50×5的扁钢作为主要的组成结构，此时需要21根，通过公式计算：
，
此时的接地电阻有所下降，从而使得系统运行更加的安全和稳定。
经过全面的计算和分析之后，最终确定接地网电阻为1.80Ω＞0.5Ω，不能达到系统运行安全性的需要。
1.3扩大地网后深井接地接地电阻计算
从上述的数据分析可以发现，采用扩大接地网的方式都能够有效的降低110kV变电站接地网电阻，但是与达到要求的＜0.5Ω标准相差较多，所以在实践应用中，还需要通过使用增加设置垂直接地电极的方式来有效的降低电阻。经过全面的分析和了解之后，整个变电站的施工区域中，下部位置上的沙土层土壤电阻相对来说比较低，为ρ=150Ω•m，垂直极地井深度尺寸为L=100m，钢选择使用直径为d=0.05m的钢管材料，分布到施工位置的四角处；同时又因为其埋设深度超过20m，此时可以确定屏蔽系数为0.75，那么接地电阻为就要通过下式进行计算：
Rv=ρ/（2πL）×[ln（8L/d）-1]=150÷（2×3.14×100）×[ln（8×100÷0.05）-1]=0.2389×（9.6803-1）=0.2389×8.6803=2.0737R=（2.0737÷4）÷0.75=0.5184÷0.75=0.6912ΩRL=[0.6912×1.80÷（1.84+1.80）]÷0.75=0.4557Ω＜0.5Ω，说明可以达到系统运行安全性的需要。
经过上述计算数据可以确定施工方案为：主网面积124×100=12400m2，水平接地体总数21根，垂直接地体为4根，埋设深度100m，分别设置到四角上。
2.接地网均压优化设计
2.1方孔均压网设计
传统的变电站设计多数采用长孔地网的方式，此时的压线距离相对来说会比较长，所以整个系统中的主网连接相对来说较为薄弱，只要是出现接地故障的问题，就会造成系统均压的持续增加，直接会造成相应设备的损坏。本文以某地110kV变电站的接地网设计为案例分析，其采用的是方孔地网均带的方式，将其均匀的设计到变电站结构中，并且该结构形式中如果出现某个压线断开也不会给系统运行产生影响，确保了整个电网运行的安全性。
2.2不等间距布置
应用间距不相同的接地网安装方式，能够可以在其出现故障问题之后使得电流集中在变压器中，并且能够实现避雷器与接地装置的稳定连接，变压器的防雷效果、安全性也能够得到提升。这种结构形式的设计原理如下所示：按照屏蔽性的要求，要明确采用合适的导体布置方式，从而可以提升接地导体的利用率。本文的案例中，采用的是该种接地网的布置方式，地网为方孔均压网结构，水平导体距离为4～6m。
3.二次系统接地优化设计
一次性接地与俄日此接地都是整个系统优化设计中的关键组成结构部分，其中一次接地的主要作用就是进行防雷与保护，所以其优化的目的就是提升防雷效果，对于二次回路电磁兼容性产生较大的影响，这是因为一次系统能够有效的改变电压数据，避免电网出现电位差过大的情况存在，此时就要采用二次接地装置来改善系统运行情况，以提升其线路兼容性，使得线路具备较强的抗干扰、防雷性，保证系统可以安全稳定的运行。在实际操作中，主要是通过如下的方式来进行二次系统优化设计：
①应用合理范围来进行二次电缆敷设，保证其走向正确性，防止在使用中出现周围磁场的影响；
②使用低平信号电缆与高电电缆分离，也就是在施工中，需要结合不同的需要来进行低电平与高电平信号的分离，分别设计与施工，并且根据不同情况选择合适的材质；
③确保二次电缆的变电站内呈现出辐射状，保证电缆不能重叠铺设，也不能交叉布置，而是要呈现出分散的形状，防止在线路正常使用中出现摩擦的现象而造成电缆受损，进而导致系统运行的安全性无法保证。
4.110kV变电站接地网安全管理设计
①加强电力生产安全宣传，使得所有施工人员都能够掌握足够的安全基础知识。为了能够保证施工人员可以掌握足够安全技能，需要积极落实各项工作，严格按照要求进行培训教育。
②将安全管理工作落实到位，制定出切实可行的岗位管理制度，此时需要以接地网的安全接地为基础，切实保证设备、人员的安全性，满足实际工作的需要。
5.结语
110kV变电站是我国电力系统中非常重要的组成结构部分，在整个变电站内，接地网系统的质量对于系统运行的安全性存在直接的影响，所以需要提起足够的重视。在实践中，需要不断的进行110kV接地网系统的优化设计，防止出现二次回路干扰的问题存在。在具体设计阶段，需要进行全面的数据计算确定，保证系统运行的数据标准符合要求，选择科学合理的设计方案，使得整个系统具备较强的抗干扰能力，能够充分的保证电力系统运行的安全性与稳定性，保证电力供应正常进行。
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论文作者:姜保光
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/16
标签：变电站论文; 系统论文; 电阻论文; 优化设计论文; 结构论文; 安全性论文; 防雷论文; 《基层建设》2019年第25期论文;