变电站接触电位差.跨步电位差校验
110kVXX 变电站2015年最大运行方式下
接触电位差、跨步电位差校验
1． 二相接地短路和单相接地短路电流计算
1)
计算基准值
, 10. 5kV I j =S j =100MVA U j =115
S j 3⋅U j
2) 系统阻抗
最大运行方式：110kV 源泉变电站3条110kV 线路同时投入，110kV 母线并列，10kV
分列时（两台主变接地）
正序阻抗 X 1=0. 055135 负序阻抗 X 2=X 1=0. 055135 零序阻抗 X 0=0. 11213
3) 主变参数
型号：SZ 10-50000/110 容量比：100/100
额定电压：110±8×1.25%/10.5kV 阻抗电压：U d =16%
4) 变压器阻抗
U d %S j 16100
X B =⋅=⨯=0. 32
100S N 10050
5) 110kV 母线侧短路
零序阻抗 X js 0=0. 11213//
二相接地短路电流
0. 32
=0. 065927 2
X js =X 1+
X 2⋅X 00. 055135⨯0. 065927
=0. 055135+=0. 085160
X 2+X 00. 055135+0. 065927
- 1 -
I " =I JS ⋅
11=0. 502⨯=5. 8948(kA ) X JS 0. 085160
二相接地短路零序电流
I a 0=I a 1
X 2∑0. 055135
(kA ) =5. 8948⨯=2. 6846
X 2∑+X 0∑0. 055135+0. 065927
(kA ) I 0=3⋅I a 0=3⨯2. 6846=8. 0538
i ch =2. 55⋅I =2. 55⨯8. 0538=20. 5372(kA )
单相接地短路
X JS =X JS 0+X 1+X 2=0. 065927+0. 055135+0. 055135=0. 176197
I ' =I JS ⋅
11
=0. 502⨯=2. 8491(kA ) X JS 0. 176197
I =3⋅I ' =3⨯2. 8491=8. 5473(kA )
i ch =2. 55⋅I =2. 55⨯8. 5473=21. 7955(kA )
从以上计算可知，110kV 母线单相接地短路情况下，短路电流为最大值，应以此作为接地装置接地电阻计算时短路电流值，即：I max =8. 5473(kA )
2． 入地短路电流
最大接地短路电流为110kV 母线两相接地短路电流I max =8. 5473(kA ) 流经变电所接地中性点的最大接地电流为
I h =
X 00. 11213
(kA ) ⋅I max =⨯8. 5473=3. 5219
X B +X 00. 16+0. 11213
① 所外发生接地短路时，流经接地装置的电流
(kA ) I =I h ⋅(1-K e 1)=3. 5219⨯(1-0. 1)=3. 1670
② 所内发生接地短路时，流经接地装置的电流
)⨯(1-0. 5)=2. 6902(kA ) I =(I max -I h )⋅(1-k e 2)=(8. 5473-3. 1670
- 2 -
取两式中最大值为入地短路电流
(kA ) I 入地=3. 1670
3． 站内接触电位差、跨步电位差校验
3.1 接地网表面最大接触电位差
U t max =K t max ⋅U g K t max =K d ⋅K l ⋅K n ⋅K s
K d =0. 841-0. 225⋅lg d =0. 841-0. 225⨯lg 0. 025=1. 201
K l =1. 1⋅L 239=1. 1⨯=1. 1⨯0. 852=0. 938 L 174
1
2
12
⎛L ⎫⎛L 0⎫⎛950⎫⎛226⎫⎪n =2 ⋅ ⎪=2⨯⎪=8. 40⨯1. 03=8. 61 ⎪⨯ ⎪ L ⎪ 4S ⎪⎝226⎭⎝4⨯2886⎭⎭⎝0⎭⎝
0. 7760. 776
K n =0. 076+=0. 076+=0. 17
n 8. 61
K S =0. 234+0. 414lg S =0. 234+0. 414⨯lg 2886=0. 234+0. 72=0. 95
U t max =K t max ⋅U g =K d ⋅K l ⋅K n ⋅K s ⋅U g =1. 201⨯0. 938⨯0. 17⨯0. 95⋅U g =0. 182⋅U g
3.2 接地网表面最大跨步电位差
U s max =K s max ⋅U g
n =8. 61
β=0. 1⋅n =0. 1⨯. 62=0. 294 α1=0. 35⋅(
n -21. 14S β) ⋅() n 308. 61-21. 1428860. 29
=0. 35⨯() ⨯()
8. 6130
=0. 35⨯0. 74⨯1. 18=0. 307
- 3 -
K s max
h 2+(h+T/2) 220. 4S
=(1. 5-α1) ln 2/ln
dh h +(h-T/2) 2
0. 82+(0. 8+0. 8/2) 220. 4⨯2886
=(1. 5-0. 307) ⨯ln 2/ln 2
0. 025⨯0. 80. 8+(0. 8-0. 8/2)
=1. 193⨯0. 956/14. 895=0. 077
U s max =K s max ⋅U g =0. 077⋅U g
4． 由接触电位差和跨步电位差反推接地电阻要求值
根据广西电网公司会议纪要桂电纪要[2005]20号《变电所接地电阻校核计算专题讨论会议纪要》，人脚站立处地表土壤电阻率ρf (Ω⋅m )的选取，当采取“铺碎石（厚度15~20cm）+混凝土”或“铺碎石（厚度15~20cm）+沥青+混凝土”时，ρf =5000(Ω⋅m )。因此本所铺设混凝土路面的地方土壤电阻率取ρf =5000(Ω⋅m )，而对于铺设多空砖以及草坪处的土壤电阻率则取原勘测数值106(Ω⋅m )。
考虑断路器全开断时间为0.06s ，切除母线短路故障的最快保护动作时间为0.5s ，考虑断路器重合闸造成第二次电击的情况，t =2⨯(0. 06+0. 5)=1. 12(s )。
4.1 混凝土地面
① 接触电位差
U t =
174+0. 17ρf
=
174+0. 17⨯5000
. 12
=967. 59(V )
② 跨步电位差
U s =
174+0. 7ρf
=
174+0. 7⨯5000
. 12
=3471. 60(V )
U t max =967. 59(V )
U s max =3471. 60(V )
因U t max =K t max ⋅U g
- 4 -
所以，U g =
U t max 967. 59
(V ) ⋅==5316
K t max 0. 182
U g I =
5316
=1. 68(Ω) 3167
由最大接触电位差反推接地电阻值为 R =因U s max =K s max ⋅U g 所以，U g =
U s max 3471. 60
(V ) ⋅==45086
K s max 0. 077
U g I =
45086
=14. 24(Ω) 3167
由最大跨步电位差反推接地电阻值为 R =
4.2 多孔砖和草坪
① 接触电位差
U t =
174+0. 17ρf
=
174+0. 17⨯106
. 12
=181. 4(V )
② 跨步电位差
U s =
174+0. 7ρf
=
174+0. 7⨯106
. 12
=234. 5(V )
U t max =181. 4(V )
U s max =234. 5(V )
因U t max =K t max ⋅U g 所以，U g =
U t max 181. 4
⋅==997(V ) K t max 0. 182
U g I =
997
=0. 31(Ω) 3167
由最大接触电位差反推接地电阻值为 R =因U s max =K s max ⋅U g 所以，U g =
U s max 234. 5
(V ) ⋅==3045
K s max 0. 077
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由最大跨步电位差反推接地电阻值为 R =
U g I
=
3045
=0. 96(Ω) 3167
变电站内路面有混凝土道路和多孔砖两种。由于在设备操作处均属于混凝土地面，通过上述计算，最大接触电位差反推接地电阻值为1. 68(Ω)，最大跨步电位差反推的接地电阻为14. 24(Ω)。站内架空层下的多孔砖处地面，最大跨步电位差反推的接地电阻为0. 96(Ω) 。目前变电站在深井改造施工后测量的接地电阻值为1. 76(Ω)（测量环境：雨天），目前的接地电阻值仍然不能满足要求。
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