為了使降阻效果較明顯，在接地網初步設計方案的基礎上增加4根不同長度的深井接地極，表6是深井接地極長度不同時的技術經濟比較。由表6可知，接地極長度越長，降阻和降壓效果越好。從表5和表6可以看出，深井接地極總長度相同的前提下，當總長度超過一定數值(這里為160 m)時，增加接地極長度比增加接地極數量降阻效果更好。

2.4 小結

全戶內智能變電站短路水平高達25.6 kA，接地電阻和GPR等參數難以降低。雙層地網對接地電阻的降阻率約為3%左右，而深井接地極在數量較多、長度較長的情況下卻可達到40%左右。深井接地極的建設成本遠遠高于雙層地網，但在短路電流水平非常高的全戶內智能變電站中，對接地網進行優化設計時，雙層地網很難將地網特性參數尤其是GPR降低到安全范圍內。然而，雙層地網對GPD的降低作用較為顯著，降低百分比約為23.96%，這對整個地網的均壓較為有利。但全戶內智能變電站在占地面積較小，其接地網壓差本身就不會過大，在這種情況下，雙層地網的應用價值并不高。因此，變電站接地網優化設計時，在綜合考慮變電站面積、土壤、短路電流以及設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組合降阻。

3 110-A2-X1方案接地網優化設計

通過對雙層地網和深井接地極的仿真分析，并根據110-A2-X1變電站無人值守和短路電流水平過大的特點，采用以下3種方案對接地網進行優化，并進行技術經濟比較。

3.1 接地網優化方案

方案1：在接地網初步設計方案的基礎上，采用接地深井降阻。即在接地網外緣敷設12口接地深井，深井深度為40 m，深井接地極與水平地網相連。深井接地極總長度為480 m。

方案2：在接地網初步設計方案的基礎上，采用接地深井降阻。即在接地網外緣敷設6口接地深井，深井深度為55 m，深井接地極與水平地網相連。深井接地極總長度為330 m。

方案3：在接地網初步設計方案的基礎上，采用配電樓下二層地網與深井接地極組合降阻。即變電站上層接地網為如圖1所示的埋深在地下0.8 m的矩形地網，面積為72 m×37 m;二層地網在配電樓條基上方，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相連;在接地網外緣敷設6口55 m的接地深井，深井接地極與上層地網相連。

3.2 技術經濟比較

對上述4個接地網模型進行計算，各方案接地參數計算值如表7所示。所有參數均在安全限值范圍以內，可見3種接地方案都滿足接地設計規范的要求。下面將對3種方案進行技術經濟比較。

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，但靜態投資相差30.28萬元，方案2的靜態投資比方案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，靜態投資只相差2萬元，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。二者不同點在于方案1達到安全性指標所用深井接地極數量較多，長度較短，深井接地極總長度較長。從數據上看，在110-A2-X1變電站的接地網優化中，增加的每根深井接地極長度需保持在40 m以上，在此基礎上，適當增加深井接地極的長度，減少深井接地極的數量，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。從數據上來看，二層地網增加了成本，卻對接地電阻和GPR的降低幾乎沒起作用，然而在需要降低GPD的情況可以考慮使用二層地網來實現。可見僅使用深井接地極來降阻即可達到優化接地網的效果。

綜上所述，110-A2-X1全戶內智能變電站的接地網適宜采用6口長度為55 m的接地深井進行優化，使接地網滿足各項安全性要求。

4 結論

通過模擬計算和分析，并結合110-A2-X1典型設計驗證，得出結論：(1)沿配電樓條基敷設的矩形外框形式的二層地網與其他形式的二層地網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降阻推薦沿配電樓條基敷設的矩形外框形式的二層地網。(2)深井接地極數量越多，降阻和降壓效果越好，但隨數量增加會逐漸趨于飽和，另外，深井接地極總長度相同的前提下，當總長度超過一定數值時，增加接地極長度比增加接地極數量降阻效果更好。深井接地極成本高于雙層地網，但其降阻效果優于雙層地網，在占地面積較小、短路電流水平很高的智能變電站接地網中宜選用深井接地極。(3)110-A2-X1全戶內智能變電站占地面積小，入地短路電流高達25.6 kA，雖然土壤條件良好，但接地電阻和GPR難以降低，加上無人值守的運行管理方式，接觸電位差和跨步電位差可適當放寬，因此其接地網適宜采用6口長度為55 m的接地深井進行優化，使接地網滿足各項安全要求。

作者：王平 , 賈立莉 , 李守學 , 李抗 , 律方成

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