關于變電站電氣一次主接地網的設計思路

羅奇

湖南電力工程咨詢有限公司 湖南長沙 410000

變電站的電氣一次主接地網建設很容易受到地理環境的影響，導致變電站的相關設計不能達到設計要求，因此，要結合施工地區的實際情況確定電氣一次主接地網的設計方案，保證電氣一次主接地網的施工質量。

1 變電站電氣一次主接地網設計的基礎工作

對于變電站電氣一次主接地網的設計工作而言，其可以分為以下兩個方面：①相關人員在進行變電站設計時要收集接地網的設計資料，并對其中涉及的參數和數據進行分析。同時，設計人員還要對以前設計的變電站的運行情況進行研究，并將獲取到的信息作為參考來完善接地網的設計方案。然而，在實際接地網設計工作開展時，需要的信息數據較多，且先前變電站的研究數據存在一定的局限性，就需要設計人員采取相關的試驗來對數據和信息進行分析，只有在獲取準確信息數據的基礎上，才能提高接地網設計的質量；②對于接地網的設計而言，其存在的種類繁多，這就需要設計人員在開展設計工作時對施工區域進行考察，選取最符合要求的接地網樣式[1]。

2 變電站電氣一次主接地網在設計中存在的問題

電力工業的快速發展使得一次接地網的安全性能要求變得越來越高。對于規模較大且較為復雜的大型接地網工程設計而言，傳統的經驗公式就會出現以下的缺陷：①相關設計手冊上的經驗沒有對結構不均勻的土壤進行考慮；②施工過程中遇到接地網的不等電位分布，傳統的設計手冊無法給出相關的應對措施；③傳統的設計手冊缺乏不同電流注入點位置對接地網安全性能的影響。

3 主接地線、勘測、技術設計與防雷設計分析

3.1 主接地線設計

對于主接地線設計而言，其是接地網設計方案中重要的一部分。如果設計人員能夠科學合理的設計完善的主接地線方案，那么就能有效提高變電站的運行能力。相關設計人員在進行主接地線設計時，其根本目標是要為變電站內部創造一個良好的運行環境，只有確保變電站內部不受外界因素的干擾，才能提高變電站運行的安全性能[2]。

3.2 勘測設計

一般而言，部分電力企業主要關注勘測設計過程中涉及的電阻率分配問題，其主要是通過提高接地網電阻率的穩定性來延長變電站的使用壽命。然而，由于接電網是安裝在地下的，那么其電阻率就會受到土壤的影響，就會使得設計人員在勘測過程中無法測量出準確的電阻率大小。因此，電力企業相關人員必須按照變電站接地網的設計規則，減小土壤對電阻率的影響程度，這樣才能為后期接地網的設計和安裝提供便利。對于降低電阻率的方法而言，其主要有以下幾個方面：①不同土壤的結構對電阻率的影響是不同的。因此，相關人員可以將接地網安裝區域的土壤用含沙量較大的砂質土壤代替，那么就會給后期設計人員的工作提供一定的便利；②土壤深度的不同也會給接地網的電阻率帶來不同的影響。因此，設計人員要在施工區域選擇適當的土壤深度進行電阻率的勘測，這樣才能為后期的接地網的設計和安裝提供一定的信息依據；③對于勘測設計過程而言，相關人員可以利用化學原理將土壤內部的部分元素進行化學反應，這樣也能降低土壤的電阻率；①如果以上三種措施都無法有效降低土壤的電阻率，那么施工人員可以采取外接法，即在土壤中插入規定的金屬線來對土壤的電阻率進行分流，這樣也能達到降低土壤電阻率的效果。

3.3 技術設計

對于技術設計而言，其設計的目標和要求能提高變電站運行的安全性和可靠性，設計人員對電氣一次主接地網進行良好的設計能夠增強變電站在遇到突發事件時的應對能力，從而降低觸電、火災等安全事故發生的可能性。還需要將建筑物內、附近的所有金屬物以及接地線統一用電氣連接的方法連接起來（焊接或者可靠的導電連接），使整座建筑物成為一個良好的等電位體。一般而言，電力企業將技術設計分為兩個方面：①自然設計。對于自然設計而言，其是企業相關人員將接地網的不同設備進行連接，從而使得不同的設備之間自然形成了一個系統性的網絡。自然設計相比其他技術設計方式，其不僅能提高設備運行的安全性能，還能有效避免接地網在后期使用過程中安全事故發生的可能性；②人工設計。對于人工設計而言，其存在較多的數據信息測驗，并且還要求技術人員擁有較高的專業技能，這在很大程度上提高了接地網產生問題的可能性。一般來說，部分電力企業只有在自然設計無法滿足實際施工要求時才會選擇使用人工設計，其主要操作方式是將接地的裝置安裝在土壤中，使其成為一個接地體[3]。

3.4 防雷設計

一般而言，良好的電氣一次主接地網存在較強的保護功能，其能夠降低變電站遭受雷擊的可能性。由于變電站和接地網之間的連接裝置存在一定的特殊性，其自身就會極易受到雷電的干擾。對于部分電力企業而言，其會選擇采取傳統的電壓防雷的方式，即在接地網的進線位置設置一些避雷裝置，同時在變電站的側面牽引一條母線，使其能夠為避雷裝置提供保護。即使這些措施能夠保護變電站不受雷電的襲擊，但還是沒有達到完全的防護效果。因此，電力企業的技術人員在進行防雷設計時，要將防雷裝置的中性點進行有效的規劃，同時還要在施工規定的要求內在最合適的區域安裝好避雷器，同時在合適的區域設置好獨立避雷針，使其與主接地網可靠連接，并驗算防雷保護范圍是否覆蓋全站。這樣才能增強電氣一次主接地網的整體防雷效果，發揮其全部性能優勢[4]。

4 結語

綜上所述，變電站電氣一次主接地網設備所出現得到故障問題是電網變電運行過程中面臨的重要難題，因此，要對變電站電氣一次主接地網在運行中存在的問題進行及時有效的解決，實現變電站的安全、正常、高效運轉，這是現階段促進電力行業可持續發展的重要內容。