為了使降阻效果較明顯，在接地網(wǎng)初步設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上增加4根不同長(zhǎng)度的深井接地極，表6是深井接地極長(zhǎng)度不同時(shí)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。由表6可知，接地極長(zhǎng)度越長(zhǎng)，降阻和降壓效果越好。從表5和表6可以看出，深井接地極總長(zhǎng)度相同的前提下，當(dāng)總長(zhǎng)度超過(guò)一定數(shù)值(這里為160 m)時(shí)，增加接地極長(zhǎng)度比增加接地極數(shù)量降阻效果更好。

2.4 小結(jié)

全戶內(nèi)智能變電站短路水平高達(dá)25.6 kA，接地電阻和GPR等參數(shù)難以降低。雙層地網(wǎng)對(duì)接地電阻的降阻率約為3%左右，而深井接地極在數(shù)量較多、長(zhǎng)度較長(zhǎng)的情況下卻可達(dá)到40%左右。深井接地極的建設(shè)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于雙層地網(wǎng)，但在短路電流水平非常高的全戶內(nèi)智能變電站中，對(duì)接地網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，雙層地網(wǎng)很難將地網(wǎng)特性參數(shù)尤其是GPR降低到安全范圍內(nèi)。然而，雙層地網(wǎng)對(duì)GPD的降低作用較為顯著，降低百分比約為23.96%，這對(duì)整個(gè)地網(wǎng)的均壓較為有利。但全戶內(nèi)智能變電站在占地面積較小，其接地網(wǎng)壓差本身就不會(huì)過(guò)大，在這種情況下，雙層地網(wǎng)的應(yīng)用價(jià)值并不高。因此，變電站接地網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，在綜合考慮變電站面積、土壤、短路電流以及設(shè)備耐受等情況的前提下，可以使用深井接地極降阻或深井接地極和雙層地網(wǎng)組合降阻。

3 110-A2-X1方案接地網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)雙層地網(wǎng)和深井接地極的仿真分析，并根據(jù)110-A2-X1變電站無(wú)人值守和短路電流水平過(guò)大的特點(diǎn)，采用以下3種方案對(duì)接地網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。

3.1 接地網(wǎng)優(yōu)化方案

方案1：在接地網(wǎng)初步設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，采用接地深井降阻。即在接地網(wǎng)外緣敷設(shè)12口接地深井，深井深度為40 m，深井接地極與水平地網(wǎng)相連。深井接地極總長(zhǎng)度為480 m。

方案2：在接地網(wǎng)初步設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，采用接地深井降阻。即在接地網(wǎng)外緣敷設(shè)6口接地深井，深井深度為55 m，深井接地極與水平地網(wǎng)相連。深井接地極總長(zhǎng)度為330 m。

方案3：在接地網(wǎng)初步設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，采用配電樓下二層地網(wǎng)與深井接地極組合降阻。即變電站上層接地網(wǎng)為如圖1所示的埋深在地下0.8 m的矩形地網(wǎng)，面積為72 m×37 m;二層地網(wǎng)在配電樓條基上方，是外延等同于條基外延面積為48.0 m×18.5 m的矩形框，在邊角處就近與上層地網(wǎng)相連;在接地網(wǎng)外緣敷設(shè)6口55 m的接地深井，深井接地極與上層地網(wǎng)相連。

3.2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

對(duì)上述4個(gè)接地網(wǎng)模型進(jìn)行計(jì)算，各方案接地參數(shù)計(jì)算值如表7所示。所有參數(shù)均在安全限值范圍以內(nèi)，可見(jiàn)3種接地方案都滿足接地設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。下面將對(duì)3種方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。

與方案1相比，方案2接地電阻和GPR水平偏低0.7%，GPD水平相差不多，接觸電位差和跨步電位差均在安全限值內(nèi)，但靜態(tài)投資相差30.28萬(wàn)元，方案2的靜態(tài)投資比方案1低29%。

與方案3相比，方案2接地電阻和GPR水平偏高0.6%，GPD水平偏高21.6%，接觸電位差和跨步電位差均在安全限值內(nèi)，靜態(tài)投資只相差2萬(wàn)元，方案2比方案3低2.6%。

方案1與方案2的降阻方式均采用深井接地極。二者不同點(diǎn)在于方案1達(dá)到安全性指標(biāo)所用深井接地極數(shù)量較多，長(zhǎng)度較短，深井接地極總長(zhǎng)度較長(zhǎng)。從數(shù)據(jù)上看，在110-A2-X1變電站的接地網(wǎng)優(yōu)化中，增加的每根深井接地極長(zhǎng)度需保持在40 m以上，在此基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加深井接地極的長(zhǎng)度，減少深井接地極的數(shù)量，能使降阻效果更加明顯，并能有效控制成本的增加。另外也可以看出接地深井口數(shù)增加可以顯著降低接觸電位差，而接地體深埋則可以有效降低接地電阻。

方案3僅比方案2增加了二層接地網(wǎng)。從數(shù)據(jù)上來(lái)看，二層地網(wǎng)增加了成本，卻對(duì)接地電阻和GPR的降低幾乎沒(méi)起作用，然而在需要降低GPD的情況可以考慮使用二層地網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。可見(jiàn)僅使用深井接地極來(lái)降阻即可達(dá)到優(yōu)化接地網(wǎng)的效果。

綜上所述，110-A2-X1全戶內(nèi)智能變電站的接地網(wǎng)適宜采用6口長(zhǎng)度為55 m的接地深井進(jìn)行優(yōu)化，使接地網(wǎng)滿足各項(xiàng)安全性要求。

4 結(jié)論

通過(guò)模擬計(jì)算和分析，并結(jié)合110-A2-X1典型設(shè)計(jì)驗(yàn)證，得出結(jié)論：(1)沿配電樓條基敷設(shè)的矩形外框形式的二層地網(wǎng)與其他形式的二層地網(wǎng)相比降阻和降壓效果相差不多，但成本最低，因此若使用雙層地網(wǎng)降阻推薦沿配電樓條基敷設(shè)的矩形外框形式的二層地網(wǎng)。(2)深井接地極數(shù)量越多，降阻和降壓效果越好，但隨數(shù)量增加會(huì)逐漸趨于飽和，另外，深井接地極總長(zhǎng)度相同的前提下，當(dāng)總長(zhǎng)度超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，增加接地極長(zhǎng)度比增加接地極數(shù)量降阻效果更好。深井接地極成本高于雙層地網(wǎng)，但其降阻效果優(yōu)于雙層地網(wǎng)，在占地面積較小、短路電流水平很高的智能變電站接地網(wǎng)中宜選用深井接地極。(3)110-A2-X1全戶內(nèi)智能變電站占地面積小，入地短路電流高達(dá)25.6 kA，雖然土壤條件良好，但接地電阻和GPR難以降低，加上無(wú)人值守的運(yùn)行管理方式，接觸電位差和跨步電位差可適當(dāng)放寬，因此其接地網(wǎng)適宜采用6口長(zhǎng)度為55 m的接地深井進(jìn)行優(yōu)化，使接地網(wǎng)滿足各項(xiàng)安全要求。

作者：王平 , 賈立莉 , 李守學(xué) , 李抗 , 律方成

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