变电所变压器经济分析论文

【摘要】：电能在现代工业生产中广泛应用，已成为现代工业生产的一大能源和动力。电能供应出现问题会对工业生产造成重要影响。因此，做好工厂供电设计对于工业生产发展以及工业现代化的实现至关重要。下面小编整理了一些《变电所变压器经济分析论文 (精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

变电所变压器经济分析论文 篇1：

箱式变电所在配电系统中的应用与改进研究

摘要：箱式变电所具有供电质量好、减少损耗、投资较少、施工时期短、占地面积小、自动化程度高、运行安全可靠、选址灵活等特点，被广泛应用于港口码头、居民楼房、城市广场、建筑工地等地区。文章介绍了箱式变电所的结构以及电气主接线，通过分析箱式变电设备的选择方法，探究了箱式变电所在配电系统中的应用与改进。

关键词：箱式变电所;配电系统;供电质量;电力系统;电气主接线 文献标识码：A

1 箱式变电所

箱式变电所是一种把高压开关设备、配电变压器和低压配电装置按照合理的接线方案排成一体的工厂预测户外、户内、紧凑式配电设备，它的另一种叫法是预装式变电所，分为拼装式、一体式和组合式三种布置形式。箱式变电所将高压受电、变压器降压、低压配电等功能有机地组合在一起，采用全封闭式运行的模式，是新崛起的变电站，很适用于城乡建设与改造，被广泛应用于配电系统之中，如矿山、工厂企业、油气田和风力发电站的配电系统中就使用了箱式变电所，如图1所示：

2 箱式变电所在城区配电系统中应用的优势

箱式变电所与土建变电站之间存在很大的不同之处，主要有如下两个方面：(1)箱式变电所在被使用之前需要经过规定的形式试验考核;(2)箱式变电所是在制造厂完成设计、制造并安装，并完成内部电气接线，这样大大地减少了工作量，工作人员可以节约大量时间从事其他的工作，提高工作效率，然后经过出厂试验的验证，保证了箱式变电所的质量。

箱式变电所的优势还体现在它的配套系统完善，体积小，占地面积少，送电速度迅速，适应环境的能力强，安装工程简单方便，降低对工作人员的要求，它可以长时间安全运行，耗费资金少，并且见效较快。在繁华市区安装箱式变电所，它的占用面积没有配电房的一半，甚至只有配电房的十分之一，工作人员可以减少劳动力的耗费。具体表现在以下五个方面：(1)对环境适应能力强。既可以用于环网供电系统，又适用于终端供电和双线供电方式，而且三种供电方式之间互换性很好，适用于电网的发展，对社会的发展也极其有利;(2)严格隔离箱体内部各室间，它的内部采用金属钢板分隔为高压开关室、低压开关室和变压器室;(3)箱式变电所具有防潮、易成形、隔热效果好、防冻、防裂、防燃等优点，它的外部材料是由非金属玻纤增强特种水泥制成，具有美观的外形，并与附近的建筑形成一体;(4)高压室的设计完善紧凑，可以防止操作失误，性能安全，操作简单，检测方便;(5)供电迅速稳定，常规变电站可以开始供电需要六个月以上的时间，而箱式变电所只需要预先做好基础，安装好就可以正常供电。

3 箱式变电所的缺点

3.1 存在火灾隐患

箱式变电所是密封性的自动运行，箱体存在火灾隐患，无人值守，监测人员不能及时发现问题，如果发生火灾，通风性差，不利于扑救火灾。

3.2 扩展程度小

因为箱式变电所的体积较小，出线间隔的扩展程度小，假如需要再增加出线间隔难度较大，需要增加箱体才可以做到。

3.3 检修难度大

箱式变电所由于考虑到制作成本以及箱变体积，在设计箱变时缩小了箱式变电所的检修空间，因此工作人员在进行设备检修或者事故抢修时，增加了检修难度。

4 箱式变电所电气设备的选择

4.1 选择合适的变压器

在应用箱式变电所的过程中，选择合适的变压器是最重要的一步，通常情况下箱式变电所应用的变电器是降压变压器，可以把10kV降到220V或者370V。不过对变压器的容量的要求并不严格，容量范围在50～1600kVA即可。我国大部分城区配电系统对变压器的容量范围的要求在80～630kVA之间。变压器的密封性要好，S11变压器的密封性与其他变压器相比，它的密封性比较好，工作人员会选择这种变压器，也可以选择其他的变压器，但要注意它的密封性，在运行的过程中噪音不能过大，质量好不需要经常进行维修，总之，整体性价比要高。当选择两台进行箱式配电时，即使一台配变发生故障需要维修时，而另一台配变仍可以保证对用户正常供电。

在电力系统中提供电能的发电机是需要按要求设计额定电压和额定电流的，电流和电压在发电机长期运行过程中不可以超过规定值，否则会损坏发电机或者缩短其使用寿命。因为发电机是通过额定电流与额定电压之积定额的，即当其接入负载为电阻时，理论上发电机得到完全的利用，因为P=U*I*cosΦ中的cosΦ=1，但是当负载为干性或容性时，cosΦ<1，发电机就没有得到充分利用。必须提高其功率因数，才能最大程度利用发电机的容量。电力系统中的输电部分输电线上的损耗：Pl=RI*I，负载吸收的平均功率：P.=V*I*cosΦ，因为I=P./V/cosΦ，所以Pl=R*P./V/cosΦ(V是负载端电压的有效值)。从上式可以看出，在V和P都不变的情况下，提高功率因数cosΦ会降低输电线上的功率损耗。

4.2 几种配变经济分析比较

选择美式箱变后，箱式变电所配变的技术特点对整个低压电网的电压质量、经济效益和供电可靠性都有举足轻重的影响。S9系列变压器和SH非晶态系列变压器在S7系列变压器被国家明令淘汰后是当前国产最新的节能变压器，S9变压器与现行国家标准GB/T 6451-1995的规定值相比，总损耗下降了15%～25%，而国产SH非晶态合金变压器的空载损耗与现行国家国标GB/T 10228-1997规定数值相比降低了3/4，仅为S9同容量变压器的20%。由于居民用电较少，所以轻载运行时间长，年空载损耗占变压器总损耗比重较大，SH型非晶态合金变压器与居民的用电特点相符合，节能效果显著。

综合上述分析，SH型非晶态合金变压器比S9型变压器节能效果更好，尽管SH型变压器前期投资较大，但是因为节能效果好，所以可以在3～6年内回收投资差额，在11～12年即可收回变压器成本费，因此SH型非晶态合金变压器为最优选择。

5 箱式变电所的生活应用

5.1 箱式变电所的使用环境

箱式变电所的环境适应能力强，它正常运行的环境满足以下要求即可：海拔高度不超过1000m;空气相对湿度不超过90%;户外风速不超过35/s;没有火灾或化学腐蚀的现状。

5.2 箱式变电所安装地点的确定

为了不影响周边建筑和街道的美观，箱式变电所应该安装在楼房中间的地面上比较好，同时为了防止积雨水，箱式变电所需要高出地面0.3m左右。

6 供电系统运行需要注意的问题以及改造方案

6.1 供电系统运行需要注意的问题

国外已普遍使用箱式变电所，我国也在逐步使用它。我国的人口数量庞大，所以我国的箱变市场广阔，但应用箱式变电所需要解决好以下问题：在普通地区可以采用价格比较便宜的空气绝缘箱式站，但是对于气候条件和地理条件特殊的地方并且有特殊安全可靠的场所则要采用SF6绝缘开关设备。必须解决好环网供电系统的封闭式电缆插接件问题，着重注意高压室和低压室的凝露问题，防止闪络放电;要防止变压器室因为发热而影响变压器出力;考虑在壳体上安装故障电弧限制器、防爆膜盒、电力开关系统和电子智能保护系统，以便防止因内部故障而引发壳体爆炸;对于SF6绝缘开关设备还要逐步加装“气体监测装置”。注意选择使用整体性能好并且安全度高的元件，比如高压开关、变压器和低压开关这些元件，必须选择质量和性能都好的产品，这样的智能箱变可靠性才会提高。

6.2 供电系统运行改造方案

6.2.1 部分采用箱变的地区交通不太方便或者建设箱式变电所的空间较小，因此在设计箱变时不能忽视运输条件。假如常规产品不符合运输要求时，可以设计新箱变模式，比如可以采用拼装式(组合式)箱变模式。

6.2.2 配装烟雾报警系统，把报警信号上传到调度所，实行二十四小时监控，加强对低压断路器的智能化研究，使其实现触头温度监测、触头损坏自动报警和状态检修。

6.2.3 采用视频监控系统，通过对箱式变电所的情况进行准确监控，实现对箱式变电所更加直观的了解和监控，可以及时检修变电站的故障，减少损失。

6.2.4 把大的主设备元器件设计成抽出式，有利于设备的维修，依据国家的箱变设计标准，通道的宽度要大于800mm，对于低压箱变或者小型箱变可以将它设计成箱外检修箱内操作的模式。

6.2.5 在设计箱式变电所时，应该充分考虑用户二期设备施工的方便性，在箱式变电所内预留二期装备位置。

6.2.6 可以采用“回水沿”和对接盖板的相互重叠原理的结构件的设计，在箱体顶部对接处和测立柱对接处分别采用不同的结构件进行锁接，在此部分需要进行防锈处理，以此保证对接处的防水要求，同时可以在箱体顶部对接盖板处和箱体对接立柱处采用“神马”专用密封条进行镶边、压接后进行锁接。

7 结语

虽然箱式变电所行业在我国产生的时间较久，但是箱式变电所行业的发展仍然不乐观，箱变的利用率很低，与发达国家的70%～91%相比相差甚远，箱变的应用率不足配变的6%，对此我国箱变行业应该注重技术的研究和创新，提高箱变的利用率，节约能源。随着城市化进程的不断加快，城乡用地逐渐变得紧张，能源短缺，电的负荷密度越来越大，电网也由架空变为电缆，旧的配电变压器已经不能很好地满足人们生活的需求，因此配电系统应采用小型化和环保型箱变，既满足了供电需求，又可以节约能源，美化环境。

参考文献

[1] 周捷，宋云翔，徐劲松，张长银.直流牵引供电系统的微机保护测控探讨[J].电网技术，2002，(12).

[2] 赵丽敏.箱式变电站在上海城轨的应用与分析[J].现代城市轨道交通，2007，(3).

作者：王佩霞

变电所变压器经济分析论文 篇2：

浅论化工工厂供配电系统设计中的若干考虑因素

【摘要】：电能在现代工业生产中广泛应用，已成为现代工业生产的一大能源和动力。电能供应出现问题会对工业生产造成重要影响。因此，做好工厂供电设计对于工业生产发展以及工业现代化的实现至关重要。本文论述了工厂供配电设计的四项原则，并对工厂配电设计的优化措施如变电所高低压设备选择、继电保护与自动装置设计、变配电所所址的选择、防雷装置设计以及节电节能措施等进行了分析，以供同仁参考。

【关键词】：工厂;供配电系统;设计;原则;优化设计

【前言】：现代社会，电能的应用越来越广泛。它可以通过风能等其它形式的能量转化过来，同样也可以转化成其它形式的能量。电能的输送简单经济，便于控制调节和测量，已经成为现代社会工业生产的主要能源和核心动力。因而，做好工厂配电设计，有利于生产自动化的实现，对工厂的生产乃至整个国民经济的发展都起着重要作用。

1、 工厂供配电系统概述

所谓工厂供电就是指工厂所需电能的供应和分配，也称工厂配电。总的来说，工厂供配电系统由降压变电所、高压配电线路、低压配电线路以及用电设备等组成。工厂供配电系统先将电力系统的电能降压之后，再将其分配到各个车间或厂房中去。随着社会生产发展的需要，供配电系统发展也呈现一种新趋势：现阶段，往往采用提高供电电压的方式来解决大型城市配电距离长的问题;工业企业以及一些大型用电设备，往往通过提高电压来增加输电距离，从而提高输电能力;通过减少变压器的数量来简化配电系统，可以提高供电的可靠性。但是我国在设备上还未做到全面配套，所以有些尚未得以推广。除此之外，配电智能化系统得到越来越广泛的应用。通过借助计算机以及网络通信技术对配电网进行智能化管理，做到运行管理的自动化，很好的提高工作效率，有效增强了供配电系统的可靠性。2、工厂供电设计原则

工厂供配电设计是整个工厂设计中的一个重要组成部分，它设计质量的高低、优劣，可以说直接影响着工厂日后的生产与长远发展。因而，这就对工厂供电工作人员的素质和技能提出了要求。在进行工厂供配电设计时，必须要按照《供配电系统设计规范》、《低压配电设计规范》等国家相关规定的要求，遵循以下原则：其一，遵守规程、执行政策。必须遵守国家相关规定及标准，贯彻执行国家节约能源，节约有色金属等相关方针政策。其二，安全可靠、先进合理。进行工厂供电设计首先必须要保障人身和设备的安全，保证供电的可靠性以及电能质量合格，做到技术先进和经济合理，尽可能采用效率高、能耗低和性能好的电气产品。其三，近期为主、考虑发展。在设计时，要综合考虑工厂的生产特点、规模以及长远的发展规划，正确处理好近期建设与长远发展的关系。其四，全局出发、统筹兼顾。所谓从全局出发、统筹兼顾，就是要根据实际情况来设计供电方案，充分结合负荷性质、用电容量、工程特点以及地区供电条件等因素。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。

3、 工厂供配电设计要点

一般情况下，在进行工厂总降压变电所及配电系统的设计时，要综合考虑各个车间的负荷数量和性质、生产工艺对负荷的要求、负荷布局以及国家供电情况等多重因素，从而提高电能的可靠性，做到经济、有效地分配电能。

3.1负荷计算。工厂全厂总降压变电所的负荷计算是在车间负荷计算的基础上进行的。因此，在进行负荷计算时，必须要考虑到车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷以及总功率因数。并且要列出负荷计算表、表达计算成果。

3.2在工厂总降压变电所的位置、主变压器的台数和容量选择上，要考虑到电源进線方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，并要结合全厂计算负荷及扩建和备用的需要，与工艺、土建有关方面进行协商与确定，合理确定变压器的台数和容量。

3.3对工厂总降压变电所主结线设计，需要根据变电所配电回路数、负荷要求的可靠性级别以及计算负荷数综合主变压器台数来确定变电所的接线方式。对它的安装要做到安装容易、安全可靠、灵活经济的同时，还要考虑到日后维修的方便。3.4在对厂区高压配电系统进行设计时，要在满足技术以及经济要求的前提下，考虑厂内负荷的具体情况，确定厂区配电电压。综合考虑负荷布局以及总降压变电所的位置等因素，通过对几种可行的高压配电网布置方案的比较分析，对不同方案的可靠性、电压损失、投资等技术、经济条件进行综合比较，最后择优选用。3.5短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。在对工厂供配电系统短路电流计算时，皆可按无限容量系统供电进行短路计算，由系统不同运行方式下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。

3.6改善功率因数装置设计根据负荷的具体情况计算出总降压变电所的功率因数，通过查表计算出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。如果工厂内有大型同步电动机，还可以通过采用控制电机励磁电流方式提供无功功率，改善功率因数。

3.7变电所高、低压侧设备选择。参照短路电流计算数据、各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所高、低压侧电器设备，如断路器、隔离开关、绝缘子、母线、电缆、互感器、避雷器、开关柜等设备。并根据需要对其进行热稳定以及力稳定检验。最后用总降压变电所主结线图，设备材料表和投资概算表达设计成果。

3.8工厂供配电系统的继电保护与自动装置设计当电力系统发生短路故障时，有些工频电气量参数会在某些方面发生变化，不同于正常运行时的工作状态，利用这些差别可以构成各种不同原理的继电保护。如果反应电流增大，动作的保护为过电流保护;反应电压降低而动作的保护为低电压保护。

3.9做好防雷工作

(1)、架空线路防雷措施：架设避雷线是防雷的有效措施，但造价较高，只有在66KV及以上的架空线才沿全线装设。对于10KV及以下的架空线路来说，一般是采用木横担、瓷横担或者是高一级的绝缘子等提高线路本身的绝缘水平，从而提升线路的防雷水平。另外，对于个别绝缘薄弱地点(分支杆、转角杆、带拉线杆等)可以采用加装避雷器的方法提升线路防雷水平。(2)、变配电所防雷措施接闪器和避雷器是防雷的主要设备。在进行设计安装过程中，避雷器要与被保护设备进行并联，装在被保护设备的电源侧。一但线路上出现危及设备绝缘的雷电过电压时，避雷器的火花间隙就被击穿，或是由高阻变为低阻，从而使过电压对大地放电，对设备的绝缘进行很好地保护。

3.10合理选择变配电所所址在变配电所所址的选择是，一般要遵循以下原则，并经过技术经济分析比较后确定。1、尽量接近负荷中心，从而达到降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量的目的。2、保证进出线方便，尤其是要便于架空进出线。3、考虑企业的发展以及扩建的可能。4、尽可能做到接近电源侧，工厂的总降压变电所和高压配电所尤为如此。5、保证电力变压器和高低压成套配电装置的等设备运输方便。6、尽量避开有剧烈震动或高温的场所，以及多尘或有腐蚀性气体的场所。7、不应设在厕所、浴室等经常积水场所的正下方或者与其相邻。8、不宜设在有爆炸危险以及火灾危险的环境的正上方或正下方。9、尽量避免地势低洼以及可能积水的场所。

3.11采取措施进行节电节能第一，通过电力无功补偿做好工厂用电的节能增效。可以采用移相电容器，宜安装在靠近用电设备的分厂、车间变电所低压母线侧。变压器的选择要根据工厂实际的生产情况来进行，确定合理的容量，确保变压器运行的经济性，防止变压器容量过大造成的负荷不足，造成浪费。另外，可以使用同步电机获得无功补偿。第二，变压器经济运行节电技术采用性能较好的变压器，将性能较差的变压器留作备用。对于需要采用并列运行的变压器，必须要确保其组合的经济性以确保变压器运行的经济性。

【结语】：综上所述，电能已经成为现代工业生产的一大能源和动力，在现代工业生产乃至整个国民经济生活中起着不可替代的作用。工厂的供配电设计对现代的工厂的生产中起着至关重要的作用，所以，需要对其进行不断的优化和完善。通过对供配电系统的优化设计，尽可能的提高电能的有效性，并要采取有效措施节约用电。

【参考文献】：

[1]唐志平;供配电技术;北京：电子工业出版社.2013

[2]刘雪飞;浅析企业供配电系统的节能问题.科技传播.2013(03)

[3]张莹;工厂供配电技术.电子工业出版社第二版，2013

[4]中国航空工业规划设计研究院，组编.工业与民用配电设计手册[M].第3版.北京：中国电力出版社，2013

[5]中国联合工程公司，等.GB50052—2009供配电系统设计规范[S].北京：中国计划出版社，2013

作者：李峥

变电所变压器经济分析论文 篇3：

变电所接地装置设计与降阻问题的工程实践

引言：变电站接地的目的主要是为了保障系统能够安全可靠地运行和保障人身及设备的安全。在高土壤电阻率地区且地网面积受限的情况下，要使接地电阻满足规程要求是十分困难的。根据电气设备的类型和系统的运行方式、接地的性质构造等特点，因地制宜，力求做到技术先进合理，经济节约，这是进行接地设计时主要考虑的问题。

一、概述

变电站接地的目的主要是为了保障系统能够安全可靠地运行和保障人身及设备的安全。在高土壤电阻率地区且地网面积受限的情况下，要使接地电阻满足规程要求是十分困难的，即使通过大量的投入接地电阻满足了要求，也不能完全无危险，甚至处于技术经济均不合理的境地。但是，只要合理设计，在不过分注重接地电阻的情况下，仍然能够设计出满足安全要求的地网。应当说，将变电站内外的接触电势、跨步电势和转移电势限制在安全值内，乃是确保人身和设备安全的根本所在。

66kV奥镁变位于大石桥市城郊8公里的一座小山上。变电站所处的山包为风化石响砂土壤，上层土壤电阻率在1800Ω•m左右。下层为岩石，土壤电阻率在2500Ω•m左右。变电站建在小山的半山腰部，为开山填平所建，面积大约为70x70m2，土层厚约0.6m，且为风化石土质。该变电站接地电阻会随着气候，特别随着土壤干湿度的变化而变化。

二、变电站接地网设计总则

在进行变电站设计时，必须认真贯彻执行国家的有关方针和法规，认真总结经验，根据电气设备的类型和系统的运行方式、接地的性质构造等特点，因地制宜，力求做到技术先进合理，经济节约，这是进行接地设计时主要考虑的问题。

(一)对接地电阻的要求

变电站的接地电阻主要是根据工作接地的要求决定，既要保证在接地故障时，流经地网的入地故障电流Ijd在地网上产生的接地电位升不会对人身和设备安全造成威胁。

辽宁地区66kV变电所是经消弧线圈接地的小接地短路电路系统，由于单相接地故障允许存在2h，所以接地电位升IR的允许值大为降低。66kV奥镁变高低压电气装置共用接地装置，需要满足R≤(120/I)但不应大于4Ω。

在高土壤电阻率地区，要把接地装置的接地电阻做到上述要求的值，在技术上难以实现或经济上极不合理，允许将接地电阻值适当提高。对于小接地电流系统中允许提高到R≤30Ω。但是在这种情况下，应采取均压、隔离等措施，将接触电势、跨步电势限制在保证人身和设备安全所允许的范围内，并抑制转移电势所带来的危害。

(二)接触电势和跨步电势允许值

人体能承受的接触电压和跨步电压与人体电阻、通过人体的电流值及持续时间、电流流经人体的途径、地表电阻率等因素有关。在小电流接地短路电流系统中，由于单相接地故障允许的持续时间在2h以内，因此，接触电势和跨步电势的允许值为：

Etl=50+0.05ρb

Esl=50+0.2ρb

式中ρb—人脚站立处土壤电阻率，Ω•m

不难看出，提高接触电势和跨步电势允许值最有效的办法就是增大地表的土壤电阻率ρb，如采用碎石或沥青混凝土地面等办法。

三、接地网设计

(一)接地短路电流的计算值

在计算小接地电流系统的接地电阻时，其接地短路电流Ijd，在中性点经消弧线圈接地的电网中，计算电流应采取以下数值。

①当变电所有消弧线圈时，计算电流等于消弧线圈额定电流的125%;

②当变电所不接消弧线圈时，计算电流按切断系统最大一台消弧线圈时，在此电网中可能发生的剩余接地短路电流来计算，但不得小于30A。

计算接地短路电流，应按运行中可能发生最大接地短路电流的接线方式确定。

(二)接地装置的计算

对于大多数以接地棒为主的接地装置，在计算中可以不单独计算水平接地体的接地电阻，考虑到它的作用，一般接地棒可减少10%左右，因此可以从接地电阻值直接求出接地棒的数量。

n=0.9Rc/R•ηc，Rc=K•ρ

式中R—接地电阻要求值，Ω

Rc—垂直接地体的扩散电阻，Ω

ρ—土壤电阻率，Ω•cm

ηc—接地体利用系数(一般为0.65～0.75)

K—系数(对于∠50×5角钢为34.85×10-4)

(三)接地网的布置

辽宁地区变电所的接地网，无特殊情况，一般均可采用棒形和带形接地体联合组成的接地装置，对于不同的土壤电阻率，可分别采用不同的接地装置，一般的要求及布置方式为：

①土壤电阻率ρ≤3×104 Ω•cm时，因电位分布衰减较快，应采用以棒形垂直接地体为主的棒带接地装置。

②土壤电阻率3×104 ≤ρ≤5×104 Ω•cm时，因电位分布衰减较慢，应采用以水平接地体为主的带棒接地装置。

③所有的接地装置应埋设于冻土层以下，一般埋设深度不小于0.6m。尽量利用固定电缆支、吊架用的预埋铁件作为屋内接地干线。

④接地装置的敷设方式：围绕屋外配电装置、屋内配电装置、控制室及其它需要装设接地网的建筑物敷设环形接地网;各接地网之间的相互连线不应少于2根;接地网外缘的各角应做成圆弧形。

⑤接地体一般选用∠50×5热镀锌角钢、Φ120镀锌圆钢和-50×5热镀锌扁钢，角钢长度为2.5m;水平敷设的接地体采用圆钢或扁钢，垂直敷设的接地体可以采用角钢和圆钢;为减少接地体间的屏蔽作用，接地体之间的距离不应小于3m。

(四)避雷针和避雷器的接地

①一般应采用垂直接地体做避雷针和避雷器的集中接地，以加强散泄雷电流的作用。

②独立避雷针的接地装置与接地网的地中距离要求不小于3m;配电装置构架上的避雷针应与接地网相连，并在其附近装设集中接地装置。

③独立避雷针及其接地装置与道路或建筑物出入口的距离应大于3m;从避雷针与接地网连接处到变压器或35kV及以下设备与接地网连接处的接地体长度不能小于15m。

四、接地装置降阻措施

变电所接地网的接地电阻是一个十分重要的参数，而如果变电所接地网的接地电阻偏高将直接影响了设备和人身的安全。对66kV奥镁变有三种降低接地电阻的措施可以采用，但这些措施在具体的工程实践中如何运用，如何用较少的投资达到较大的降阻效果，却不是一件容易的事。在实际接地工程中就曾发生过因采用的降阻措施与现场实际不符而造成投资大收益小的事情。还有一些在降阻措施使用不当而造成高电位外引留下安全隐患的，因而有必要对每种降阻措施的作用、适用场所和应注意的问题进行深入的分析和研究。

(一)外引接地网

在工程中首推的降阻措施为外引接地网。在高土壤电阻率地区，当在变电所2000m以内有较低电阻率的土壤时，可敷设引外引接地极。这就要求在确定降阻方案时要对变电所周围进行认真的勘探、测量，测量出变电所四周土壤电阻率沿水平方向上的分布，找出土壤电阻率较低和适合做引外接地的地方。因为在山区、丘陵地区土壤电阻率在水平方向上大都呈不均匀分布，即总有一些地方的土壤电阻率相对较低，可以的引外接地网。

在降阻措施中外引接地网是最简单有效的，也是在接地工程中最常应用的措施。在决定外引接地网时应首先根据可利用来做外引接地的地形、面积、土壤电阻率和接地装置应降低的电阻值来决定外引接地网的大小。外引接地部分的接地电阻可用面积公式R=0.5进行计算，但要注意该公式是在地网的网格达到一定的密度时才可达到的值，一般情况是达不到该值的，只是如有可能可应用该公式确定外引接地网的大致数值。

本工程外引接地以水平地网为主且边缘闭合，可依下式：

式中h—水平接地体埋深，m

s—地网面积，m2

对于外引接地网除要满足降阻的需要外，更重的要满足安全的要求，即要严格限制高电位外引，即对引外接地网要验算外引处的跨步电压要绝对满足。

式中ρs—外延处的地表土壤电阻率，Ω•m

t—接地短路电流持续时间，s

Uk—跨步电压，v

在设计外引接地时，应首先考虑降阻的需要决定外引地网的大小;再考虑安全的需要决定外引地网的网格布置、埋深和形状;还要考虑外引地网不被破坏和妨碍以后的建设等综合因素。同时在设计外引接地时还要尽量的考虑减少接地体之间的相互屏蔽，使之发挥最大的降阻效果，节约投资。

(二)深井式接地极

当地下深层有较低土壤电阻率的地质结构时可采用深井式接地极进行降阻，或构成立体地网。采用深井式接地极时要求对接地装置及其四周测出垂直方向上的土壤电阻率分布。现场可采周等距四极法测量土壤电阻率，用等距四极法测量土壤电阻率时，改变间距离 a 时，可测出不同深度的土壤电阻率。因为等距四极法测土壤电阻率的极间距离与反应的土壤电阻率有0.75a的关系，所以改变不同的极间距离可测出不同深度的土壤电阻率。单个深井式接地极接地电阻可按下式计算

式中ρ—平均视在土壤电阻率，Ω•m

l—垂直接地极的长度，m

a—垂直接地极的半径，m

R—接地电阻,Ω

采用深井式接地极可减少占地，接地装置的接地电阻受气候影响较小，因接地问题在变电所内解决，不与周围群众发生关系。

但采用深井式接地极同样要考虑屏蔽问题，深井式接地极一般应设在水平地网的边缘，深井式接地极之间的间距应达到接地极长度的2—3倍，才能取得较好的降阻效果。现场适合于采用深井式接地极的场所较少，只有在地下有金属矿，或北方地表土壤干燥，而地下水丰富的场所才适用。而一般的地区往往都是深层土壤的土壤电阻率高于表层的土壤电阻率，特别是深层为岩石的山区和丘陵地区，深层土壤电阻率往往运高于上层土壤的电阻率，这时是不适合于采用深井式接地极的。再则，深井式接地极的施工费用往往大于水平接地体施工费用的若干倍，就是均匀土壤采用深井式接地极也是不经济的。对于线路杆塔接地、避雷针接地等以防雷为主要目的的接地装置就更不宜采用深井式接地极，而应以有效降低冲击接地电阻为主，因为雷电流是高频电流，有很强的趋肤性，一般沿地表散流，深层土壤散流作用很差，所以深井式接地极对以防雷为主的接地效果不大。

(三)采用降阻剂降阻

降阻剂的降阻效果是不可置疑的，因为降阻剂已在实际的接地工程中得到大量长期的应用，并被写进国家标准和相关行业标准，推荐的降阻措施中有“填充电阻率较低的物质或降阻剂”，降阻剂的降阻机理主要体现在以下几方面：

①由于降阻剂的扩散和渗透作用，降低接地体周围的土壤电阻率，关于扩散和渗透作用，一般化学降阻剂强于其他型式的降阻剂，膨润土类的降阻剂扩散和渗透作用较差，但降阻剂的稳定性和长效性与扩散和渗透作用是矛盾的。扩散和渗透好的降阻剂其稳定性和长效性都比较差，因为扩散和渗透性强的降阻剂容易随雨水的流失而流失。

②接地体同周围施加降阻剂后，相当于扩大了接地体的有效截面，这机理对固体降阻剂和膨润土类降阻剂最为明显，而化学降阻剂和树脂状的降阻剂随着时间的流失有效截面的增大则不太明显，会越来越小。

③消除接触电阻。接地体的接地电阻可以分为两部分，一是接地体与周围的大地所呈现的电阻Rd;二是接地体与周围土壤的接触电阻Rj。Rj=Rd+Rj，Rj的大小与接地极周围的土壤有关，一般土质越密实，接触电阻越小，土壤越松散，接触电阻越大。接触电阻还与电极表面状况有关，接地极表面越光滑，接触电阻越小，接地极表面越粗糙，接触电阻越大。接地极生锈后，接触电阻会逐渐增大。接地体施加降阻剂后，会减少或消除接触电阻，但只有某些物理降阻剂和膨润土类降阻剂才具有这方面的功能，而化学降阻剂和流质降阻剂则不具有这方面的功能，有些降阻剂由于腐蚀还会使接触电阻变大。

④降阻剂的吸水性和保水性改善并保持土壤导电性能。土壤的导电性能除了与土壤所含金属导电离子的浓度有关外，还与土壤的含水量有关。某些降阻剂具有较强的吸水性和保水性，如膨润土类降阻剂，具有较强的吸水性，吸水后体积膨胀并能长期保持水分成为浆糊状，使接地电阻一直保持稳定不受气候的影响。

但是降阻剂在实际的工程应用中确实也存在有一系列的问题，比如降阻剂的腐蚀性问题，降阻效果问题，降阻稳定性问题，以及对地下水资源的污染问题。这主要是一些厂家片面追求短期的降阻效果而忽略了降阻稳定性，长效性和对钢接地体的腐蚀，有的还对环境构成了污染，降阻效果也随着时间的推移迅速下降，接地电阻反弹，接地体受到严重的腐蚀。

在降阻剂的使用上要注意降阻剂用在小型接地装置的降阻效果是非常有效的，如66kV及以下的变电所接地，送电线路杆塔接地，避雷针接地和微波信站的接地，使用降阻剂进行降阻是非常有效的。选用合适的降阻剂后，应严把施工工艺关，按要求施工。关于降阻剂的使用，一定要按厂家说明书上的方法使用和施工。要注意降阻剂要均匀的施加在接地体的周围，不能有脱节现象;对施加降阻剂和不施加降阻剂的地方要有过渡措施;降阻剂的埋深要足够，回填土要合格。

五、结束语

在奥镁变工程中采用一种降阻措施并不能把接地电阻降到合格范围，需要利用多种降阻措施进行降阻。我们根据现场的实际情况，综合采用了外引接地网和降阻剂的综合降阻措施。成功地解决了该变电所降阻难题。

采用综合降阻措施时，需要首先分析计算出单一的降阻措施的降阻效果，再决定采用的复合补充措施。如奥镁变采用外引接地网加降阻剂的方法降阻，要首先计算出仅采用外引接地网时的降阻效果，与目标值相比较，看还相差多少，再根据降阻剂的特性计算出使用多少降阻剂。

通过技术经济分析筛选出的最佳降阻方案，使奥镁变在确保安全的情况下使用最少的投资来取得最佳的降阻效果。

作者：祝捷 韩笑 张园丰