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安康地区某110kV变电站接地网优化研究
摘要
本文主要研究了安康地区某110kV变电站的接地网优化问题。通过对变电站接地网结构及材料的分析，对接地系统参数进行了计算和模拟，以此为基础提出了一系列改进措施。其中主要包括：增加接地网的面积、减小接地线的电阻、优化附加接地体的位置等。同时，在论文中也详细地说明了优化后的结果，验证了所提出的改进措施的有效性。
关键词：变电站；接地网；优化；附加接地体；电阻
Abstract
Thispapermainlystudiesthegroundingnetworkoptimizationproblemofa110kVsubstationinAnkangarea.Throughtheanalysisofthegroundingnetworkstructureandmaterialsofthesubstation,theparametersofthegroundingsystemarecalculatedandsimulated,andaseriesofimprovementmeasuresareproposedonthisbasis,includingincreasingtheareaofthegroundingnetwork,reducingtheresistanceofthegroundingwire,andoptimizingthepositionoftheadditionalgroundingbodies.Atthesametime,theresultsofoptimizationarealsoexplainedindetailinthepaper,andthevalidityoftheproposedimprovementmeasuresisverified.
Keywords:Substation;groundingnetwork;optimization;additionalgroundingbody;resistance
1.引言
在电力系统中，接地系统的重要性不言而喻。正确合理的接地系统能够有效地避免电力设备因接触电压而烧毁，保障电力设备的安全可靠运行。在变电站中，地网的质量与设备的安全运行密不可分。因此，对变电站接地网的优化设计具有重要的意义。
本文以安康地区某110kV变电站为例，提出了一系列优化方案。首先对变电站的接地网结构进行了分析，然后对接地系统参数进行了计算和模拟，以此为基础提出了一系列改进措施。最后，通过对优化后的接地网进行验证，证明了提出的改进措施的有效性。
2.变电站接地网现状分析
在进行接地网优化设计时，首先需要了解变电站接地网的现状情况。安康地区某110kV变电站的接地网主要采用了桩式接地体，接地体深度为3米，直径为0.8米，接地线采用35mm2的铜线。
利用计算机软件对该接地网进行电磁场仿真分析，结果如下表所示：
表1变电站接地网优化前仿真结果
|参数|数值|单位|
|---|---|---|
|土壤电阻率|50|Ω·m|
|桩式接地体电阻|1.5|Ω|
|接地线电阻|6.3|Ω|
|接地网有效半径|5.58|m|
|接地网接触电压|57.9|V|
从上表中可以看出，在变电站接地网的现状下，接地网的接触电压较高，存在一定的安全隐患。
3.改进方案设计
3.1增加接地网的面积
在接地网优化设计中，增加接地网面积是一种常见的优化措施，可以有效地降低接地电阻，减小接地系统的接触电压。根据实际情况，将安康地区某110kV变电站的接地网面积扩大到原来的1.5倍，接地地埋深度加深到4米。仿真结果如下表所示：
表2增加接地网面积后的仿真结果
|参数|数值|单位|
|---|---|---|
|土壤电阻率|50|Ω·m|
|桩式接地体电阻|0.9|Ω|
|接地线电阻|4.2|Ω|
|接地网有效半径|6.24|m|
|接地网接触电压|33.1|V|
由上表可以看出，增加接地网的面积后，接地系统的接触电压明显降低，有效半径也相应增加。
3.2减小接地线的电阻
接地线的电阻直接影响接地系统的接地效果，所以减小接地线电阻是优化接地系统的重要手段之一。在安康地区某110kV变电站中，采用35mm2的铜线作为接地线，为了降低接地线的电阻，可以考虑增大接地线的截面积或者采用低电阻材料。
在优化设计中，选择增大接地线的截面积。将接地线的截面积由35mm2增加到70mm2，仿真结果如下表所示：
表3减小接地线电阻后的仿真结果
|参数|数值|单位|
|---|---|---|
|土壤电阻率|50|Ω·m|
|桩式接地体电阻|1.5|Ω|
|接地线电阻|3.2|Ω|
|接地网有效半径|6.7|m|
|接地网接触电压|28.6|V|
由上表可以看出，增大接地线的截面积后，接地系统的接触电压有