变电站接地网优化设计

　　

　　摘　要　接地网等间距布置存在地电位分布不均匀的问题。在建 220 kV 新塘变电站采用了不等间距布置，即从地网边缘到中心，均压导体间距按负指数规律增加。运用 GPC 接地参数计算程序对两种方法进行分析和计算，结果表明接地网优化设计能显著地改善导体的泄漏电流密度分布，使土壤表面的电位分布均匀，提高安全水平，节省钢材和施工费用。

　　随着电力系统容量的不断增加，流经地网的入地短路电流也愈来愈大，因此要确保人身和设备的安全，维护系统的可靠运行，不仅要强调降低接地电阻，还要考虑地网上表面的电位分布。在以往接地设计中，接地网的均压导体都按 3 m，5 m，7 m，10 m等间距布置，由于端部和邻近效应，地网的边角处泄漏电流远大于中心处，使地电位分布很不均匀，边角网孔电势大大高于中心网孔电势，而且这种差值随地网面积和网孔数的增加而加大。本文结合在建工程 220 kV 新塘变电站的接地网设计，阐释了接地网不等间距布置的方法及其合理性。

1　接地网优化设计的合理性

1.1　改善导体的泄漏电流密度分布

　　图1是面积为190 m×170 m的新塘变电站接地网，在导体根数相同的情况下，分别按10 m 等间距布置和平均10 m不等间距布置。沿平行导体①、②、③、④、⑤的泄漏电流密度分布曲线见图2。从图中可见，不等间距布置的接地网，边上导体①的泄漏电流密度较等间距布置的接地网平均低15%左右；对于导体②的泄漏电流密度，这两种布置的接地网几乎相等(仅相差0.3%)；对于中部导体③、④、⑤，不等间距布置的接地网的泄漏电流较等间距布置的接地网分别提高了9%，14%和15%。由此可见，不等间距布置能增大中部导体的泄漏电流密度分布，相应降低了边缘导体的泄漏电流密度，使得中部导体能得到更充分的利用。

1.2　均匀土壤表面的电位分布

　　由表1的计算结果可知，不等间距布置的接地网能较大地改善表面电位分布，其最大与最小网孔电位的相对差值不超过0.7%，使各网孔电位大致相等，而等间距地网，其最大与最小网孔电位的相对差值在12.2%以上。同时不等间距地网的最大接触电势较等间距地网的最大接触电势降低了60.1%，极大地提高了接地网的安全水平。

表1　计算结果比较

布置最大网孔电位Vmax／kV最小网孔电位Vmin／kV最大接触电势Vjmax／kV接地电阻R／Ω δ／%等间距5.7095.081

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