某110kV变电站工程接地电阻值计算实例论文_刘晓玲1,王超2,刘步宇3

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摘要:某110kV变电站工程施工单位对该站实际接地电阻值进行了现场实测,实测值为0.43Ω,现就接地电阻、跨步电压及接触电势进行验算。

关键词:接地电阻;跨步电压;接触电势;允许值;计算值

一、接地电阻值计算及校验

1、最大接地电流计算

1、1设备参数

(1)系统参数:该变电站电源侧110kV母线最大运行方式下(2030年)短路阻抗:Xs1*=0.028。

(2)电源侧110kV母线至该变电站15.8km架空线路阻抗和0.6km电缆阻抗和为:X L1*=0.0487。

(3)主变压器:该变电站1#、2#主变压器型号为SSZ11-50000/110,U k1-2=10.5% ,U k1-3=17.5% ,U k2-3=6.5%

1#、2#主变压器的阻抗标幺值计算如下所示:

大方式下正序、负序网络等效阻抗图如图1所示,零序网络等效阻抗图如图2所示:

图1:正序、负序网络等效阻抗图 图2:零序网络等效阻抗图

图3:正序、负序网络等效阻抗图(化简) 图4:零序网络等效阻抗图(化简)

根据图1、2计算出:

两相入地短路时入地短路电流值I两相=Ib(向量)+Ic(向量)=3I0=3×3=9kA

1、4最大接地电流选择

综上,当110kV母线上发生单相接地故障时流过的短路电流最大。所以最大接地电流Imax= I单相=9.3kA

2、入地短路电流计算

该站最大接地电流Imax=9.3kA,按三台主变并列运行条件下,计算返回变压器中性点的短路电流In,根据图4计算出:

则In=kImax=15.8%×9.3=1.47kA。

《交流电气装置的接地设计规范》GB/T50065-2011中附录B《经发电厂和变电站接地网的入地故障电流及地电位升高的计算》

入地短路故障电流的计算公式为:

Ig=(Imax-In)Sf1 (1)

Ig=InSf2 (2)

式中:Imax——发电厂和变电站内发生接地故障时的最大接地故障对称电流有效值(A)

Im——发电厂和变电站内发生接地故障时流经其设备中性点的电流(A)

Sf1、Sf2——厂站内、外发生接地故障时的分流系数。

厂站内发生接地故障时的分流系数计算如下:

式中:Zm——单位长度的相线与地线之间的互阻抗(Ω/km)

Zs——单位长度的地线阻抗(Ω/km)

厂站外发生接地故障时的分流系数计算如下:

根据以上公式计算得出:

取其中较大值为入地短路电流值,即I=3.915kA。

2、接地电阻值计算及校验

根据规范计算该站接地网的工频接地电阻值要求值为:R≤2000/I=2000/3915=0.51Ω。

该站实测接地电阻值为0.43Ω,满足规范要求。

二、接触电势及跨步电压计算及校验

1、接触电势计算及校验

1.1、接地网最大接触电势计算

根据《交流电气装置的接地设计规范》GB/T50065-2011中最大接触电势的计算公式为:

1.2、接触电势允许值计算

注:站区整体采用硬化处理,人脚站立处的土壤电阻率不小于500Ω.m,计算接触电势允许值时,地面电阻率取500Ω.m。

1.3、接触电势校验

综上,接地网最大接触电势计算值小于接触电势允许值,故本站接触电势满足规范要求。

2、跨步电压计算及校验

2.1、接地网最大跨步电势计算

根据电力行业标准《交流电气装置的接地设计规范》GB/T50065-2011中最大跨步电势的计算公式为:

Usmax=Ksmax Ug 其中Ksmax= = =0.07(其中h表示水平接地极的埋深,本工程h为0.8m;T

表示跨步距离,一般为0.8m)

经计算:Ksmax=0.07,则Usmax=Ksmax Ug=0.07×3.915×0.43×1000=117.8V

2.2、跨步电压允许值计算

注:站区整体采用硬化处理,人脚站立处的土壤电阻率不小于500Ω.m,计算跨步电压允许值时,地面电阻率取500Ω.m。

2.3、跨步电压校验

综上,接地网最大跨步电势计算值小于跨步电压允许值,故本站跨步电压满足规范要求。

参考文献:

[1]《电力工程电气设计手册(电气一次部分)》中国电力出版社,2011.01,P905

[2]《交流电气装置的接地设计规范》GB/T50065-2011,2011.12.05,P51~54

论文作者:刘晓玲1,王超2,刘步宇3

论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期

论文发表时间:2019/7/16

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