变电站电气一次主接地网的设计思路

王翠菊 赵阳

摘要：在电力市场不断改革和发展的过程中，相应的变电所设计及运行水平也得到了显著提高。现代社会中，一次主接地网的设计是变电站运行稳定性的重要保证，在用电负荷日益增多的现代社会，电气一次主接地网的设计至关重要，必须结合当前的科学技术，做好统筹规划，才能使变电站运行更加持久稳定。但从目前的设计状况来看，电气一次主接地网的设计仍有不足之处，

关键词：变电站;设计思路;电气一次主接地网

变电所建设作为整个电力系统的重要组成的一部分，直接地也关系到整个电力系统的稳定安全运行，在各个电力行业的快速发展中，电力已逐渐成为各个电力行业经济发展的主要动力依靠，因此保证变电站的稳定安全运行至关重要。电力变电站一次主动连接地网的总体设计方案是保证电力变电站稳定安全运行的一个重要控制因素，这样不仅可以大大提高电站运行的社会经济效益，还同时可以大大减少电力故障可能发生的概率。但目前我国电气一次主接地网设计中仍存在一些不尽如人意的地方，特别是设计不合理造成了变电站一次主接地网的设计思路有很大的现实意义。

1有关变电站电气的相关内容阐述

变电所一次电气安全正常运行对整个一次电力系统的稳定安全运行起着至关重要的保障作用，其中接地网及其连接安全是其中的关键组成一环，接地网的安全使用与及其连接安全可以為一次电气设备运行提供一定的安全参考，随着当前我国一次电力安全事业的不断健康发展，在我国变电站安全接地网的广泛应用发展过程中，出现了各种各样的安全技术问题，对其技术设计和安全应用还仍然需要不断改进，针对我国变电站一次电气主设备接地网的安全设计与实际电气运行过程有很大的矛盾，需要不断研究探索新的安全接地网设计方法，保证我国变电站一次电气设备接地网的有效健康发展。

2电气一次主接地网设计的总体思路分析

在电气一次主接地网的设计工作开始前，应先理清设计思路，充分落实基础工作，从而使后续的施工工作与维护工作更加顺畅。第一，从工程设计的实际情况出发，结合电气一次主接地网的特点和设计所需的资料，确定电气一次主接地网的设计参数。第二，在设计和应用过程中，不同形式的主接地网实际作用的效果有很大的差别，因此在总体规划的环节中，应结合设计方案的经济性和可行性特点进行综合设计，电气一次主接地网设计不能空中楼阁，必须与实际环境相结合，避免后期施工过程中存在较大的问题。应站在全局的角度，做好各种细节的规划和设计，对于一些关键的技术指标应该进行合理的设计，使电气一次主接地网能够达到我们心目中所期望的效果，从而为后期维护工作提供方便。

3变电站电气一次主接地网设计的基础工作

就一般变电站一次电网主电场接地网的具体设计研究工作而言，可以划分为两个主要方面：①对于有关设计人员在实际进行一次变电站具体设计时，收集一次接地网的相关设计信息资料，并对所设计涉及的研究参数和设计数据模型进行综合分析。在此类的基础上，设计工作人员对以往自己设计的一次变电所电网进行了设计研究，并以所研究获得的设计信息模型为设计依据，进一步研究完善一次接地网的具体设计方案。但是，在实际一次接地网的具体设计研究工作中，需要的设计信息模型数据相对较多，且以往所研究取得的设计研究成果数据还具有一定的技术局限性，设计工作人员因此需要通过各种相关的设计试验对研究数据和设计信息模型进行综合分析，只有准确地充分掌握这些信息，才能有效提高一次接地网具体设计的技术质量;②对于一次接地网的具体设计而言，种类繁多，这就必然需要电网设计工作人员在实际进行电网设计时对电网施工时的区域情况进行仔细考察，选取最准确符合要求的一次接地网设计样式。

4主接地线、勘测、技术设计与防雷设计分析

4.1主接地线设计

对于整个转送变电站接地网的主要输变接地线路及线路总体设计而言，技术难度较大，这一设计关键环节的主要接线线路设计可能会直接严重涉及到各输变电站的安全可靠稳定运行，也很有可能会直接影响整个各主输变网站电力系统的安全稳定可靠正常运行。因此，在具体的主要接线线路设计以及工作进行过程中，设计者必须充分掌握相关的注意事项，切实保证这一环节设计的合理性和科学性，主要内容是：（1）根据主接地线的具体运行状况和变电站的荷载状况，根据目前电力行业的相关技术要求与标准，采用质量合规的主接地线，在实际设计中根据有关参数规范来科学判断主接地线的质量，并按电力行业的有关标准进行正式使用。（2）由于设计主接地线极容易受到各种外部因素的影响，因此设计人员需要提前全面考虑这些因素，根据具体设计过程中的地理和环境因素，保证设计的科学化和人性化，既要保证主接地线的安全有效使用，又要在极大程度上减少故障率，使变电站的设计更加科学、人性化。（3）始终坚持绿色环保的理念，促进变电站一次主接地网的可持续发展，显著提高资源的利用效率。因此，在具体设计中，设计者应科学地安排各个设计环节，不断提高设计效率，在充分考虑占地面积的基础上，合理规划和设计主接地网。对于电气一次主接地网的设计，可以说应从全局出发，充分利用各种不同的设计理念和设计细节，保证变电站具有较优的运行水平，使主接地网具有更优的服务效能。

4.2勘测设计

通常情况下，一些大型电力企业主要工作关注的是勘测工程设计工作过程中可能涉及的地网电阻的功率系数分配大小问题，其主要工作目的也就是通过充分提高接下地网线路电阻对功率的温度稳定性，从而延长电力变电站的设备使用寿命。但是，由于一些接地地网装置安装在地下，其地网电阻的功率将直接受到地下土壤的湿度影响，使勘测设计者及其在进行勘测设计过程中往往不能准确性的测量地网电阻的功率分配大小。为此，电力企业要求相关设计人员必须按照前期变电站移动接地网的总体设计基本原则，减少优质土壤对连接电阻和效率的实际影响，以便于后期变电接地网的具体设计与后期安装。在这种降低连接电阻和效率的设计方法上，主要认为有用于如下的几个主要方面：①不同位置土体土壤结构对连接电阻和效率的实际影响不同。为此，相关设计人员建议可将变电接地网前期安装位置区的优质土壤含沙替换为其中含沙面积量较大的优质砂土，从而大大方便了后期地网设计者的安装工作;②不同土壤含沙深度的不同，对变电地网的连接电阻和效率也可能会随之产生不同的实际影响。为此，设计者此时应在工地施工勘测区域首先选择合适的混凝土层放在深度处并进行产生电阻的概率值的测量，从而为后期凝土接地网的施工设计与维护安装工作提供一定的技术信息分析依据;③对于工地勘测前的设计施工过程，相关施工人员此时可考虑利用有机化学反应原理将位于土壤内部的一些化学元素直接进行有机化学反应，从而有效降低外部土壤的产生电阻的概率;①如果上述三种勘测措施都完全不能有效地达到降低外部土壤产生电阻的概率，则工地施工人员此时可以考虑采用一种外接法，即在外部土壤中直接插入符合规定的各种金属线，从而可以达到有效降低外部土壤产生电阻的概率的主要效果。

4.3技术设计

对于各种电气安全技术相关工程设计而言，其电气技术工程设计的主要技术目标和基本技术要求也就在于完全可以大大提高整个电气变电站正常工作运行的各种用电系统安全性和正常工作时的可靠性，设计者和研究工作人员对充分利用各种电气一次主接地网和二次接地网的良好电气技术工程设计及其效果在于可以大大提高整个电气变电站工作人员对于遇到各种安全突发事件时的安全应急处理反应力和控制能力，从而完全可以大大减少各类机械触电、火灾等各种用电系统安全事故发生的可能性。在电气供电系统建筑物内部、附近的所有各种导电金属物和各种电气元件接地线也都有可能因为需要统一地通过各种专用电气连接元件进行连接（一般采用导电焊接或可靠的各种电气元件导电连接元件进行连接）这种方式进行来连接起来，从而完全可以直接使整个电气供电系统建筑物内部结构成为一个良好的等效式空气电位体。一般来说，电力企业的安全技术流程设计主要可以分为两个基本方面：①采用自然技术设计。在自然技术设计的一方面，就是电力企业组织相关技术人员把使用接地网的不同电力设备连接起来，这样在不同的电力设备之间自然就已经形成了一个比较系统化的网络。与其它电力技术流程设计管理方法应用相比，自然技术设计不仅可以大大提高电力设备正常运行的技术安全性，而且它还可以有效地尽量避免后期或在使用设备过程中损坏接地网造成安全事故的发生可能性;②采用人工技术设计。就人工数据设计而言，它们中存在着大量的人工数据应用信息进行测试，对电技术员来说具有较高的人工专业技能，这在很大一定程度上就是增加了在电接地网中可能出现人工问题的设计可能性。

4.4防雷设计

电气保护性能好，一般使用情况下，电气一次接地网内部具有较强的抗震保护供电作用，可大大降低电气变电站内部遭受自然雷击的危险可能性。因为电气变电所与电气接地网之间的电缆连接以及设备等都具有一定的技术特殊性，因此极易受雷击的影响。对某些大型电力企业来说，他们可能会对其选择方式采用基于传统的整体电压一次防雷保护方法，即在主线接地网的一条进线侧位置上应设置一次避雷保护装置，同时，在进线侧侧位置牵引一条保护母线，从而对一次避雷保护装置本身提供安全保护。即便他们采取了上述保护措施，可有效防止电力变电所长期遭受的各种雷电灾害袭击，但并未真正达到完全性的保护避雷效果。为此，电力企业防雷技术人员在进行设计一次防雷设计时，应对一次防雷保护装置的各个中性点位置进行有效的路线规划，同时在设计施工流程规定的避雷要求内，在最合适的避雷地方内应安装了防避雷器，同时在合适的避雷区域内应设置独立的防避雷针，使其与保护主线和接地网之间可以完全靠母线连接，验算一次防火避雷装置保护主线范围之间是能够覆盖全变电站。從而充分发挥动力电气一次防雷主线和接地网的一次整体电压防雷保护效果，发挥其全部防雷性能上的优势。

4.5主接地网的细节设计

变电所一次主接地网的设计，往往需要有一些创新，即设计者需要结合具体的设计环节和变电所的特点，进行灵活而巧妙的设计，以提高变电所的运行效率。电力一次主接地网的细节设计，主要内容有：1）在设计主接地网时，要有对自然设计思想的创造性运用。根据工程的具体特点，充分掌握各种变电站设备的分布情况，从而明确变电站的运行特性，为后续的细节设计提供更科学合理的依据。（2）注重设计思路的灵活性。例如：对于变电主线和接地网的各种参数数据设计，在通常的数据设计参数方法不能完全满足参数设计中的要求时，可以充分考虑多种参数设计方法思路的有机融合，但仍然必需始终坚持把各种质量稳定合格、性能可靠的分流接地装置尽量设置在接地土壤中，以此方法来有效控制分流大量的接地电流，尽量避免这些过量的接地电流直接冲击各类变电站，确保各类变电设备的安全可靠正常运行。（3）加强应用现代信息技术。就是借助于计算机的强大功能，全面检测主接地线的设计，实时获得各种数据信息，及时确定电气一次主接地网设计是否影响断路器与变压器，以保证设计的有效性。

结束语：

新时代背景下，变电站电气一次主接地网的安全可靠运行直接关系到电网运行的稳定，也影响着人民用电的可靠性。因此，电网建设企业必须高度重视变电站电气一次主接地网的项目设计建造工作，并选择高素质的专业设计人员负责此项工作，设计者要明确变电站具体情况，科学合理地开展接地线设计、主接地网的设计、防雷设计等工作，确保变电站运行的有效性。

参考文献：

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