變電所接地如何設計,有哪些需要注意事項?怎麼做變電所?

2021-01-10 電氣設計狄老師

變電所的接地形式按其用途可分為工作接地、保護接地、防雷接地及防靜電接地四種接地方式。每種接地方式布置是否規範、合理,不僅對站內人身和設備的安全造成影響,同時也可能對整個電網安全運行帶來危害,因此變電所的接地設計顯得非常重要。樹上鳥教育電氣設計師在線教學網課!

一、 工作接地設計方面

變電所的工作接地主要指主變壓器中性點和站用變低壓側中性點的接地。

1、對於主變壓器,為防止在有效接地系統中出現孤立不接地系統並產生較高的工頻過電壓的異常運行工況,根據《防止電力生產重大事故的二十五項重點要求》中17.7、17.9條規定要求,110kV~220kV變壓器中性點應有兩根與主接地網不同地點連接的接地引下線,主變中性點應加裝間隙並聯氧化鋅避雷器進行保護。

且當主變中性點絕緣的衝擊耐受電壓185kV時,還應在間隙旁並聯金屬氧化物避雷器,間隙距離及避雷器參數配合要進行校核。

2、變電所站用變通常選用△/yn,d11接線組別的變壓器,為保證站用變低壓出線漏電保護能正確動作,從而避免設備漏電對人身造成傷害,因此站用變低壓系統的接地系統應結合站用變低壓側出線斷路器漏電保護原理進行選擇。

由於目前站用變低壓側出線通常採用帶四極漏電保護的斷路器,即漏電保護動作電流取三相火線和中性線(零)線產生的不平衡電流,為此低壓接地系統中性線和保護線應分開,故站用變低壓接地只可採用TN-S、TT系統。

二、 保護接地方面

保護接地按被保護對象性質可分為一次設備保護接地和二次設備保護接地。一次設備保護接地指變壓器、高壓配電裝置金屬外殼及高壓電力電纜外皮進行接地 二次設備保護接地指互感器二次繞組、低壓配電、保護、控制屏(櫃、箱)、二次端子箱及低壓配電箱外殼等進行接地。

這裡應注意的問題:

1、為保證一次設備保護接地的可靠性,對變壓器及高壓配電裝置金屬部分均採用雙接地引下與不同的主網接地點進行連接,對可移動的配電裝置高壓配電櫃門採用25mm2多股軟銅線進行接地。若電抗器置於戶內樓面布置時,為避免沿樓面鋼筋形成電磁環流,對影響範圍內的樓面鋼筋間搭接點應用橡皮隔開。

2、二次設備保護接地除二次裝置金屬外殼需可靠接地外,為避免由於連接在接地網不同接地點間出現的電位差造成保護的誤動作故障發生,所有互感器的二次迴路只能採用一點接地:

(1)對於電流互感器的二次迴路一般在配電裝置附近經端子排接地,但對於有幾組電流互感器連接在一起的保護裝置(如母差保護),則應在保護屏上經端子排接地

(2)電壓互感器的二次迴路,則利用控制室的零相小母線的一點接入地網。同理,控制保護屏上的保護接地也應先全部連接後再經一點接入主接地網。

三、 雷電保護接地方面

雷電保護接地指為雷電保護裝置(避雷針、避雷線和避雷器等)向大地洩放雷電流而設的接地。為此變電所構架避雷針(帶)和避雷器不僅應採用雙引下接地方式,並敷設2~3根放射狀水平接地極與主網相連,以達到加強對雷電流的分流作用。

四、 防靜電接地方面

現有微機保護的抗靜電幹擾能力較差,外界的幹擾可能使微機保護髮生誤動,因此變電所防靜電接地設計就顯得猶為重要。防靜電接地目的主要對保護室進行屏蔽處理,並使所有保護裝置的接地處於同一等電位接地網上。

實施途徑:

(1)在控制室四周牆壁內加裝鋼板網,並連接在一起與地網相連,從而對室內的保護設備進行屏蔽

(2)控制室內地網採用22*4銅排敷設成網格,各保護屏的專用接地採用25mm2的多股軟銅線與銅網相連,銅網最終以一點主接地網相連。同時為方便繼電保護試驗,往往在控制室牆角預留1-2個銅排接地端子。

五、變電所的做法及規定

1、「10 kv以下變電所設計規範」 GB50053-94 第3.3.3條,變電所中單臺變壓器(低壓為0.4kv)的容量不宜大於1250kvA。現在是否有新的規定?

解析:

修訂「徵求意見稿」已改為1600kvA。但應注意:當用電設備容量較大,負荷集中且運行合理時,可選用較大容量的變壓器,但低於保護設備的開料容量應滿足系統短路容量所要求。

2、《民用建築設計通則》GB50352-2005第8.3.1.1條之4款規定,變配電所「不應設在廁所、浴室或其他經常積水場所的正下方,且不宜與上述場所相貼鄰」。如何理解和執行?

解析:

① 首先應儘量按上述規範要求而進行變配電所的選址。

② 在確認建築專業必須把變配電所設置在廁所、浴室或其他 經常積水場所的正下方時,則可採取隔板來處理。該隔板應按樓板要求而設計,並應採取可靠的防水、排水措施。

③ 當變配電所與上述場所貼鄰時,牆的兩面都應防水處理或採用雙牆設計;當與水池貼鄰時,必須做雙牆設計並採取可靠防水措施。

3、《民用建築設計通則》GB50352-2005第8.3.1.1條之5款規定,「當配變電所的正上方、正下方為住宅、客房、辦公室等場所時,配變電所應作屏蔽處理。」如何理解和執行?

解析:

參考《辦公室建築設計規範》JGJ67-2006 第4.5.3條:「產生噪聲和振動的設備機房應採取消聲、隔聲和減振等措施,並不宜毗鄰辦公用房和會議室,也不宜布置在辦公用房和會議室的正上方」;此外,深圳市供電局「深供電市[2006]29號文」第6.4.6.5條亦規定:「公用變壓器房和綜合房不得鄰近住宅單元。」故配變電所應儘量避免設於住宅、客房或辦公室的正上方或正下方。

4、 是不是所有工程(有變電所的)都要設置高壓計量櫃?共建中變配電所的高壓環網單元能否和高壓計量櫃共室布置?

解析:

根據深圳市供電局要求,除住宅專用變壓器外,由高壓供電的變配電所一般應設置高壓計量櫃,且高壓計量櫃宜與用戶高壓配電櫃同室布置。但具體工程應以供電部門審批要求為準。

5、 高壓環網櫃下部可否不開設電纜溝,而直接採用設備廠家提供的基礎升高架?

解析:

① 高壓環網櫃下部可採用電纜溝,或基礎升高架,或二者之組合但無論哪種方式,都須保證高壓櫃櫃下空間(高度)要滿足高壓電纜敷設的彎曲半徑要求(比如對於深圳地區較常見的YJV29 - 8.7/15kv–3*300m㎡電纜而言,其敷設時彎曲半徑不應小於800mm)。

② 當確因場地條件限制而高壓環網櫃下部不設電纜時,可採用環網櫃廠家提供或由施工方自行製作的、足夠高度的基礎升高架。顯然,此時高壓櫃前尚應設置操作平臺,該平臺應充分考慮環網櫃櫃前操作尺寸(指高度和寬度兩個方向)。

6、 由高壓開關櫃至變壓器的高壓電纜截面如何選擇?

解析:

由高壓開關櫃至變壓器高壓側的電纜截面的選擇,應綜合考慮:

① 應能承受最大短路電流作用時間內產生的熱效應,即應滿足熱穩定條件。按此條件選擇的高壓電纜截面(銅芯)不會超過3 x120 m㎡。

② 按敷設方式及環境條件確定的導體載流量,不應小於迴路計算電流③ 線路在最大工作電流作用下的電壓降,不得超過該迴路的允許值。

7、 封閉式變壓器與低壓屏緊貼相鄰安裝時,其外殼防護等級必須是IP3X嗎?

解析:

設備外殼防護等級越高,則越不利於設備散熱。故為便於散熱,封閉式變壓器和低壓屏儘量不要緊貼布置。根據《10KV及以下變電所設計規範》GB50053-94第4.1.3條,「具有符合IP3X防護等級外殼的不帶可燃油的高、低壓配電裝置和非油浸電力變壓器,當環境允許時,可相互靠近布置在同室內。」

8、 配電箱總開關何時必須採用帶保護的開關(如斷路器)?何時必須採用帶隔離作用的開關電器?

解析:

①《民用建築電氣設計規範》JGJ16-2008第7.1.4條規定:「由市引入的低壓電源線路,應在電源箱的受電端設置具體隔離作用的電器;由本單位配變電所引入的專用迴路,在受電端可裝設不帶 保護的開關電器;對於樹幹式供電系統的配電迴路,各受電端均應裝設帶保護的開關電器」。

② 《住宅建築規範》GB50386-2005第8.5.4條規定,「每套住宅應設置電源總斷路器,總斷路器應採用可同時斷開相線和中性線的開關電器」(強條)。本市認定該「總斷路器」應指戶箱內的總開關。

變電所的設計步驟是什麼?如何估算變電所的面積?有什麼思路呢?

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