《（财务知识）变电所镀铜接地网与钢接地网、纯铜接地网的技术经济比较》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（财务知识）变电所镀铜接地网与钢接地网、纯铜接地网的技术经济比较（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、变电所镀铜接地网与 钢接地网 纯铜接地网的技术经济比较 2010 年 10 月 目录 1 概述 3 2 技术比较 3 3 C 值的由来 4 4 经济比较 5 4 1 接地体截面积的选择 5 4 2 材料统计 9 4 3 工程预算 12 5 结论 12 1 概述 随着电力系统的发展 对变电所接地设计的要求也越来越高 长期 可靠 稳定 经济 的接地系统 是维持设备稳定运行 保证设备和人员安全的根本保障 符合国家所提出的可 持续发展 变电站全寿命管理的宗旨 接地系统长期安全可靠运行的关键在于品质好的接地 材料和可靠的连接 本报告首先从从技术角度比较分析了镀铜接地网 铜接地网和钢接地网的特点 其次 以
2、某 220kV 变电站和某 500kV 变电站工程的接地网设计为实例 对镀铜接地网 铜接地网与 钢接地网的经济性进行比较分析 2 技术比较 耐腐蚀性 耐腐蚀性 接地体的腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀两种形式 多数情况下 这两种 腐蚀同时存在 铜在土壤中的腐蚀速度大约是钢材的 1 10 1 50 而且电气性能和物理性能 稳定 铜的表面会产生附着性极强的氧化物 铜绿 对内部的铜有很好的保护作用 阻断腐 蚀的形成 钢材是逐层腐蚀 镀锌层具有一定的抗腐蚀性 但是一般只能在前十年起作用 十年以后钢材的将考虑年腐蚀厚度 设备引下线按 0 1 0 2mm 年考虑 主接地网按 0 05 0 1mm 年考虑 钢
3、接地体接头和钢接地体本身在腐蚀的过程中会出现点腐蚀情况 钢材点腐蚀的速度是 均匀腐蚀速度的 4 60 倍 正是由于点腐蚀的存在 所以无法通过增加钢接地截面积的方法 来增加其使用年限 铜不存在点蚀情况 寿命较长 接地体连接方式 接地体连接方式 只有可靠的 牢固的链接才能保证接地网的运行可靠性 目前 钢接 地体之间的连接均为传统的电弧焊接方式 高温电弧会破坏接地体接头部位的镀锌层 有可 能导致点腐蚀的出现 严重影响接地体的寿命 铜接地体的连接方式一般为放热焊接连接法 利用活性较强的铝把氧化铜还原 整个过程时间很短 反映所产生的热量足以使被焊接的导 线端部融化形成永久性的分子合成 3 C 值的由来
4、根据 DL T 621 1997 交流电气装置的接地标准中规定钢的 C 值为 70 铜的 C 值为 210 镀铜钢绞线的 C 值还未进行明确的规定 所以以下是镀铜钢的 C 值推导 在在 IEEEstd80 中规定 接地线的最小截面积要求为 中规定 接地线的最小截面积要求为 ln 10 1 0 0 4 a m rrc TK TK t TCAP IA 由上式可得 ln 1 10 0 0 2 a m rr c TK TKTCAP tIA 在在 DL T 621 1997 中规定 接地线的最小截面积要求为 中规定 接地线的最小截面积要求为 c g t C I S 令 S A 则 ln 1 10 0 0
5、 2 a m rr cc g TK TKTCAP tIt C I 其中 Ig 的单位为安培 I 的单位为千安培 Ig I 103 安培 令 ln 0 0 a m rr TK TKTCAP K 则上式可以简化为 cc t K I t C I 23 10 10 所以 KC10 即 ln 10 0 0 a m rr TK TKTCAP C 将 IEEE std80 中 66 页上 Table 1 中的数据代入 即可得一下的结果 30 导电率铜镀钢绞线的 C 值计算 将相关参数代入公式 ln 10 0 0 a m rr TK TKTCAP C 20245 1300245 ln 862 5 00378
6、0 846 3 10 C 8 5ln 176110 C 76 1 17610 C 176 6 171076 30910 C 镀锌钢的 C 值计算 将相关参数代入公式 ln 10 0 0 a m rr TK TKTCAP C 20293 419293 ln 1 2000320 0 931 3 10 C 3 2ln 60110 C 83 0 6010 C 70710 8 4910 C 镀铜钢的 C 值计算 将相关参数代入公式 ln 10 0 0 a m rr TK TKTCAP C 3 42242450 10ln 0 00381 1 7824220 C 3 42692 10ln 0 007262
7、C 10489 0 955C C 10 21 6 C 216 210 通过镀锌钢和铜的参数可以知道 IEEE 中的相关规定与国标中的相关规定是一致的 同时 根据省公司辽电生部 2009 12 号文 关于下发 试行 的通知 30 导电率镀铜钢绞线的热稳定系数为 176 综上所述 30 导电率的镀铜钢绞线的热稳定系数为 176 IEEE std80 相关内容见附件一 辽电生部 2009 12 号文件见附件二 4 经济比较 4 1 接地体截面积的选择 根据上述可得 钢接地体的热稳定系数为 70 30 导电率镀铜钢绞线的热稳定系数为 176 纯铜的热稳定系数为 210 根据电流和短路时间的长短 就可以
8、计算出在同等的条件下 不同材料所需的截面积 忽略腐蚀的影响对铜接地体进行热稳定校验时 接地引下线的最小截面应满足下式 e g g t C I S 式中 接地引下线的最小截面 mm2 g S 流过接地引下线的短路电流稳定值 A 根据系统 5 10 年发展规划 按系 g I 统最大运行方式确定 短路电流的等效持续时间 s e t 接地引下线材料的热稳定系数 根据材料的种类 性能及最高允许温度和短 C 路前接地引下线的初始温度确定 短路等效持续时间 ofme tttt 式中 短路电流的等效持续时间 s e t 主保护动作时间 s m t 断路器失灵保护动作时间 s f t 开关固有动作时间 s o
9、t 某 500kV 变电站 根据初步设计阶段短路电流计算书 如下 短路 类型 500kV 侧单 相接地短路 500kV 侧两 相接地短路 220kV 侧单 相接地短路 220kV 侧两 相接地短路 35kV 两相 接地短路 短路电路 32 4kA33 0kA47 0kA45 2kA37 4kA 纯铜引下线所需截面计算如下 单位 mm2 1 500kV 侧 33kA 210 0 35s g I Ce t 33000 0 3592 97 210 g S 2 220kV 侧 47kA 210 0 45s g I Ce t 47000 0 45150 14 210 g S 3 35kV 侧 37 4k
10、A 210 0 6s g I Ce t 37400 0 6137 95 210 g S 纯铜水平网所需截面为最大截面引下线的 75 选 max 75 112 60 gg SS 所以当采用纯铜地网时 主接地网的水平接地体截面取截面积为 120mm2 的裸铜绞线 500kV 侧接地引下线选用截面积为 120mm2 的铜绞线 220kV 侧接地引下线选用截面积为 185mm2 的铜绞线 35kV 侧接地引下线选用截面积为 150mm2 的铜绞线 镀铜钢引下线所需截面计算如下 单位 mm2 除了镀铜钢的 176 不同外 其余参数一致 计算得 C 1 500kV 侧 33000 0 35110 93 1
11、76 g S 2 220kV 侧 47000 0 45179 14 176 g S 3 35kV 侧 37400 0 6164 60 176 g S 镀铜钢水平网所需截面为最大截面引下线的 75 选 max 75 134 36 gg SS 所以当采用镀铜钢地网时 主接地网的水平接地体截面取截面积为 150mm2 的镀铜钢绞 线 500kV 侧接地引下线选用截面积为 150mm2 的镀铜钢绞线 220kV 及 35kV 侧接地引下线 选用截面积为 185mm2 的镀铜钢绞线 镀锌扁钢引下线所需截面计算如下 单位 mm2 钢的 70 计算得 C 1 500kV 侧 33000 0 35278 90
12、 70 g S 2 220kV 侧 47000 0 45450 41 70 g S 3 35kV 侧 37400 0 6413 86 70 g S 镀锌扁钢水平网所需截面为最大截面引下线的 75 选 max 75 337 81 gg SS 当采用钢地网方案时 除了考虑热稳定校验的因素外 还应当按 30 年考虑钢材的腐蚀 主接地网考虑 0 1mm 年 引下线考虑 0 2mm 年 所以主接地网的水平接地体应采用 60 x8 的 镀锌扁钢 500kV 侧接地引下线选用 80 x8 的镀锌扁钢 220kV 及 35kV 侧接地引下线选用 100 x10 的镀锌扁钢 岱山 220kV 变电站 根据初步设
13、计阶段短路电流计算书 如下 短路 类型 220kV 侧单 相接地短路 220kV 侧两 相接地短路 110kV 侧单 相接地短路 110kV 侧两 相接地短路 35kV 两相 接地短路 短路电路 15 03kA18 41kA15 46kA26 09kA14 70kA 纯铜引下线所需截面计算如下 单位 mm2 1 220kV 侧 18 41kA 210 0 6s g I Ce t 18410 0 667 91 210 g S 2 110kV 侧 26 09kA 210 1s g I Ce t 26090 1124 24 210 g S 3 35kV 侧 14 70kA 210 2s g I Ce
14、 t 14700 299 0 210 g S 纯铜水平网所需截面为最大截面引下线的 75 选 max 75 93 18 gg SS 所以当采用纯铜地网时 主接地网的水平接地体截面取截面积为 95mm2 的裸铜绞线 220kV 侧接地引下线选用截面积为 95mm2 的铜绞线 110kV 侧接地引下线选用截面积为 150mm2 的铜绞线 35kV 侧接地引下线选用截面积为 120mm2 的铜绞线 铜镀钢引下线所需截面计算如下 单位 mm2 除了镀铜钢的 176 不同外 其余参数一致 计算得 C 1 220kV 侧 18410 0 681 03 176 g S 2 110kV 侧 26090 114
15、8 24 176 g S 3 35kV 侧 14700 2118 12 176 g S 镀铜钢水平网所需截面为最大截面引下线的 75 选 max 75 111 18 gg SS 所以当采用镀铜钢地网时 主接地网的水平接地体截面取截面积为 120mm2 的铜镀钢绞 线 220kV 和 35kV 侧接地引下线选用截面积为 120mm2 的镀铜钢绞线 110kV 侧接地引下线 选用截面积为 150mm2 的镀铜钢绞线 镀锌扁钢引下线所需截面计算如下 单位 mm2 钢的 70 计算得 C 1 220kV 侧 18410 0 6203 72 70 g S 2 110kV 侧 26090 1372 72
16、70 g S 3 35kV 侧 14700 2296 99 70 g S 镀锌扁钢水平网所需截面为最大截面引下线的 75 选 max 75 279 54 gg SS 当采用钢地网方案时 除了考虑热稳定校验的因素外 还应当按 30 年考虑钢材的腐蚀 主接地网考虑 0 1mm 年 引下线考虑 0 2mm 年 所以主接地网的水平接地体应采用 80 x6 的 镀锌扁钢 220kV 侧接地引下线均选用 60 x8 的镀锌扁钢 110kV 侧接地引下线均选用 100 x8 的镀锌扁钢 35kV 侧接地引下线均选用 80 x8 的镀锌扁钢 4 2 材料统计 某某 500kV500kV 变电站 变电站 镀锌扁钢接地方案的材料统计结果见表 1 铜接地方案的材料统计结果见表 2 铜镀钢 接地方案的材料统计见表 3 表表 1 1采用钢接地设计的材料表采用钢接地设计的材料表 序号序号名称名称型号及规范型号及规范单位单位数量数量备注备注 1 热镀锌角钢 L50 5 L 2500 根 245 主接地网垂直接地体 2 热镀锌扁钢 100 10 m1800 220kV 35kV 侧设备 引下线 3 热镀锌扁钢 80
