电力系统规划设计论文范文

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1.1工程所在区域的电力负荷预测和分析

在电力系统规划设计中，首先要进行的就是对拟建电力工程附近区域进行电力负荷预测和分析，在一般的工程中，主要进行是区域内电网的中短期负荷预测。其主要围绕区域内经济运行和发展的形式而进行系统分析，参照近年经济发展的趋势，结合当地经济的发展，对中短期区域内最大负荷进行逐年预测。详细分析包含对已建工程、在建、规划中的电力系统布局，分析其对电网供电的影响。一般常用的分析方法有：序列预测法；模糊控制理论等新方法。对重点项目，大型电力工程，可以综合考虑其分析方法。

1.2电源规划情况和系统出力

在电力系统规划设计的时候要综合考虑工程建设地点附近的电源电网规划情况，从电能的用电侧完成对于电能用电的规划情况，从而分析出电源出力情况，同时还要考虑电网所能统一调度的各类大型发电厂，也要兼顾地方上修建的小型水电站，以及大型企业自带的电厂之间的电能供给情况。综合分析，从而对电力载荷和电源的规划进行整体分析和布局。

1.3电力电量平衡

电力电量平衡也是其中必须考虑的重要因素之一，根据电力负荷预测和电源出力分析，并对得到的数据进行分析，对工程所在地区的电力，电量平衡计算，从而确定电力工程的布局和规模。

1.4接入方案的分析

在进行电力工程设计的时候还要考虑新建的工程采用什么样的方案接入现有的电力系统中。一般按照工程原有的网络特点，负荷分布和电网发展规划的情况，按照国家电网的规划，参照政府部门的审批意见，综合考虑当地的建筑分布，节约用地，尽可能的做到节能降耗，在保障电力供应的情况下通过尽量在工程中应用电网新技术来降低设备升级所带来的压力，通过此种方式来做好电力的设计规划。

1.5电气的计算

在具体的电气计算过程中，要首先对电力网络中的功率和电压的分布进行计算，通过这样的计算就可以确定系统的运行状态，检验各个器件是否满足系统的运行要求，为后续继电保护装置提供理论计算的依据和初值。通过计算得出的电网各个节点的电压，电力损耗，电力浪涌的计算，就可以分析系统的稳定性、可靠性、经济性、合理性。从而对电力系统运行过程中最容易出现故障的环节进行预防，方便后续电力系统的维护和检修。系统稳定性能的计算同样是电气计算过程中最重要的环节之一，稳定性的计算一般都是在潮流计算的基础上，对电力系统进行暂态稳定计算、电压稳定计算、频率稳定计算等。通过各种稳定计算，就可以计算出各个接入方案的运行参数能满足系统稳定运行的要求。在电力系统的线路上出现短路时的工况也要考虑进电力系统的设计中，在具体的设计过程中，还要按照设计手册计算出各个支路的短路电流。无功补偿，是为了解决电力系统中感性负载带来的电能损耗，在设计的过程中要充分考虑感性负载给系统带来的损耗。最后要进行的计算是系统的可行性论证，通过电气计算的各种结果来系统的分析工程接入方案的可靠性、实施性、经济性、发展性等工程技术指标，从而得到最佳的系统设计方案。

2如何进行电力系统规划设计的工作

随着我国经济的发展，用户对我国的电力供应和质量要求越来越高，电压的升高，电网规模的不断扩大，电力消耗的不断增加，我国的电力系统的发展越来越需要新技术的强力支撑。在电力工程的设计中，电力系统的专业设计得出的数据和系统的运行参数等相关数据对后续电力工程施工有着非常重要的指导意义，在具体的电力系统设计中，如何引入电力系统规划设计工作，是每位从事电力系统工程的技术人员都面临的问题：

2.1电力系统规划设计工作的开展

在开展电力系统规划设计工作之前，要对区域的负荷情况进行调研，收集发电厂，变电站，电力线路的地理布局，工厂自备电厂的容量等技术参数，对进区的电力系统运行相关材料进行了解。对电力系统最新公布的系统设计规范进行资料更新，必要时要组织员工进行进修或者从业培训，从而有效的对项目的运作准备好所有的材料。

2.2电力系统规划设计工作的准备

在电力系统的规划设计工作开展初期，电力设计单位要把大网的情况进行了解，对周边区域电力系统的运行数据材料进行整理和分析，对区域内企业的发展进行了解，经济的发展方向进行了解，资料的越详细越能保证电力系统规划设计最终计算数据与实际的相似程度。

2.3电力系统的设计规划的计算

通过对已有材料的整理和分析，对电力系统的潮流，浪涌计算，稳定运行数据的计算，以及对各个支流的短路电流的计算，对系统进行无功功率进行补偿量的计算，从而对电力系统的大体系统性能、规模、可靠性、经济性、可实行性等数据进行有效的理论指导，从而对电力系统的具体设计提供相关的数据参考，对系统的造价提供大概的指导。

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中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：

一．引言。

电力能源是保障我国经济发展各个领域的能源基础，在我国的社会发展中起着举足轻重的作用。电力系统规划主要是由电力负荷预测、电源规划及电网规划组成，电网规划是建立在电源规划和负荷规划基础之上的，要求在保证输电能力的前提下，将输电费用降至最低。电力系统规划设计是在根据原始资料和系统资料，对负荷和电量平衡作出分析，利用规划方法，结合优化规划的原则，从拟定的多种方案中，选择技术可行，运行经济，安全可靠的设计方案，以此确定最优的规划设计方案。

二.电力负荷预测。

电力系统负荷预测程序是电力系统中进行负荷预测的一种行之有效的手段, 它通过计算程序自动采集、分析历史数据, 通过精密计算得到预测数据和曲线, 能够使负荷预测准确度有大幅度提高。但是, 在程序中提供了多种预测方法中, 选取最准确、最恰当的方法是提高负荷预测准确率的重要手段之一, 这就需要我们在实际应用中要对负荷实际变化规律及影响因素做细致的分析。

1.回归分析法。

回归分析法, 是目前广泛应用的定量预测方法, 用数理统计中的回归分析方法对变量的观测数据统计分析, 并根据对规划期内本地区经济、社会发展情况的预测来推算未来的负荷。优点: 预测精度较高, 适用于在中、短期预测使用。缺点:

( 1)规划水平年的工农业总产值很难详细统计; ( 2)回归分析法只能测算出综合用电负荷的发展水平, 无法测算出各供电区的负荷发展水平, 也就无法进行具体的电网建设规划。

2.单耗法。

单耗法是预测有单耗指标的工业和部分农业用电量的一种直接有效的方法。优点:方法简单, 对短期负荷预测效果较好。缺点: 需做大量细致的调研工作,近期预测效果较佳。

3.灰色系统法。

灰色预测是一种对含有不确定因素的系统进行预测的方法。以灰色系统理论为基础的灰色预测技术,可在数据不多的情况下找出某个时期内起作用的规律,建立负荷预测的模型。灰色模型法适用于短期负荷预测。优点: 要求负荷数据少、不考虑分布规律、不考虑变化趋势、运算方便、短期预测精度高、易于检验。缺点: ( 1)当数据离散程度越大, 即数据灰度越大, 预测精度越差; ( 2)不太适合于后推若干年的预测。

4.趋势分析法。

常用的趋势模型有线性趋势模型、多项式趋势模型、对数趋势模型、幂函数趋势模型、指数趋势模型等, 这种方法本身是一种确定的外推, 在处理历史资料、拟合曲线, 得到模拟曲线的过程, 都不考虑随机误差。使用的关键是根据地区发展情况, 选择适当的模型。

5.负荷密度。

负荷密度一般以kW/km2表示。一般并不直接预测整个城市的负荷密度, 而是按城市区域或功能分区。不同地区、不同功能的区域, 负荷密度是不同的。

三. 电力系统的电源规划。

电源规划的核心问题，是在规划限定的时间范围内，根据对电力负载增长的预测，确定在何时、何地，建设什么类型、多大容量的一批发电厂，以期既能满足经济发展所引起的负荷增长需求，同时又最为经济合理。

我国目前的电力系统的基本情况是，随着电力系统改革的深入，电厂与电网已经彻底分离，分别形成了发电公司与电网公司。虽然二者都处于垄断地位，且以服务国民生产和生活为第一目标，但是作为相互独立的经济实体，二者同时也都要考虑经济利益的最大化，这是主场化改革的必然结果，但同时也会引起一些协调的问题。

电源规划属于发电企业的工作，而输配电线网络的规划则是电网企业的工作，作为同一产业链的上下游端，二者的相互配合是必不可少的。即，电源规划要以输配电线路的规划为基础，电源负荷不能超出输配电线路的负载能力，

而输配电线路的规划则要充分考虑中长期的电源规划以做出合理的选择，不能出现电源供应中心输配电线路负载能力不足的情况。

另外，在一些特殊的情况下，如海南岛，则需要考虑更多的因素。首先，跨海输电可靠性差，且不经济，海南电网需要在岛内建设相对独立的电源系统，但因其本身的经济结构，电力消费较少，电力系统规模不大，自身可靠性较差，所以需要有连接外部电网的备用线路。同时电力系统本身的规模也限制了大容量电机的使用，经济性不够最优。

四.电网规划。

电网规划是根据负荷预测和电源规划结果，研究未来合理的电网建设方案。

1. 规划目标

构建安全、稳定、合理的电力保障体系，保证各项电力设施建设和城市建设协调、有序地进行，电网建设适度超前城市建设发展，满足辖区内社会经济持续稳定发展的要求，确保电网在国民经济发展功能的发挥。结合地方现存电网特点，以实现两个根本性转变为指导，满足地方供电区域内经济和社会发展的需求，建成供电可靠性、收益平稳的,完全满足全社会用电需要,并与经济发展相适应的现代化电力网。

2. 规划目标。

（1）满足国民经济和社会发展的需求。

地方电网应满足西部新城国民经济和社会发展对电力的需求，为辖区内国民经济和社会的可持续发展提供可靠的能源保障。

（2）统一规划、协调发展、远近结合、适度超前。

电网建设应与城市建设统一规划，电网建设与负荷发展协调，满足城市建设发展的需要，适度超前于城市发展，具有较强的适应能力。

（3）安全可靠、运行灵活、经济高效。

地方电网以满足国家规定的供电可靠性和电能质量标准、提高电网安全稳定水平，为用户提供安全、可靠、优质电能为宗旨，把建立布局合理、结构坚强、运行安全放在第一位。

3.规划类型。

按照时间划分，电网规划可分为远景规划、短期规划和长期规划。

远景电网规划：一般相对于一个较长的水平年，通过对未来各种发展情形的分析，研究电网骨干网架的远景结构，如电压等级、输电方式等。

短期电网规划：研究制度1～5年内电网的扩展决策，确定详细的网络方案。

长期电网规划：介于两者之间，研究电网的长期发展或演变。一方面通过长期电网规划对远景规划进行修正；同时又指导短电网规划，使短期电网规划同长期电网发展一致。

五.电力系统的优化规划。

电力系统的优化规划基本任务是要研究和提出规划期内的负荷水平（负荷预测）：规划期每年最大负荷Pmax，年电量需求Qmax，负荷特性曲线以及负荷分布；研究能源资源和运输条件，确定能源布点、水源、煤炭、石油、天然气等；.研究和提出大型电站的合理供电范围；研究和提出电源合理布局及发展规模，确定电源规划方案；研究电网发展方案，包括输电和配电主干网络布局及电压等级选择、变电所布局及容量选择等等。

六．结束语。

电力规划设计要通过技术和经济比较，选择较为优先的设计方案，通过深入分析，从网络电能损耗、最大电压损耗、线路和变电站的投资及每年电力网的运行费用等方面，作出详细的分析，并确定最优秀的设计方案。

参考文献：

[1]朱源源 Zhu Yuanyuan 对于我国电力规划设计技术的探讨 [期刊论文] 《科学之友》 -2010年18期

[2]李喜来 董建尧 段松涛 特高压输电线路钢管塔设计关键技术与试验研究 [期刊论文] 《特种结构》 ISTIC -2012年4期

[3]冯宁 基于我国电力规划设计技术的研究 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年36期

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中图分类号：C29文献标识码： A

一、电网规划的定义

电网规划又称输电系统规划，其目的是寻求最佳的电网投资决策，以保证整个电力系统的长期最优发展。电网规划以负荷预测和电源规划为基础。合理地确定今后若干年的电网结构，使其既安全可靠又经济合理。电网规划的基本原则是在保证电力安全可靠地输送到负荷中心的前提下，使电网建设和运行的费用最小。

二、电网规划工作的分类

电网规划分为近期(5年)、中期(10-15年)、远期(20-30年)。近期规划着重解决城网当前存在的主要问题，逐步满足负荷需要，提高供电质量和可靠性。要依据近期规划编制年度计划，提出逐年改造和新建的项目。中期规划与近期规划相衔接，预留变电站站址和通道，着重将现有城网结构有步骤的过渡到目标网络，并对大型项目进行可行性研究，做好前期工作。远期规划主要考虑电网的长远发展目标以及电力市场的建立和发展，进行饱和负荷水平的预测研究，并确定电源布局和网架目标，使之满足远期预测负荷水平的需要。短期规划建设周期短，规划方案制定后，调整裕度较小，如果客观条件或环境的改变将会对电网短期规划造成较大影响，后文会有专题分析。

三、电网企业规划工作的体系结构

电网企业规划工作的体系结构主要包括公司发展战略、电网规划(包含行业规划和电网规划设计等基础性工作)和公司发展规划等。

1、公司发展规划与公司发展战略的关系

企业战略是企业在社会主义市场经济条件下，根据企业内、外部环境及可取得的资源情况，为求得企业生存和长期稳定的发展，对企业目标、达成目标的途径和手段的总体谋划，是企业经营思想的集中体现，是一系列战略决策的总结。

公司发展规划是企业战略的阶段性实现方案，也就是说，要以企业现状为起点，在客观条件下，寻找一条通往战略目标的最优路径，并确定相应的阶段性发展目标与方案。根据国资委的规定，目前电网企业的主营业务包括电力供应与生产、相关专业技术服务。电网企业的公司发展规划就是针对其主营业务发展编制的公司发展方案。

公司发展战略是对公司发展的宏观管理;发展规划是对公司发展的中观管理。公司发展规划在整个管理工作中起到了承上启下的作用，是长期发展目标与短期发展计划的统一，是从宏观决策到微观实施的过渡阶段。

2、公司发展规划与电网规划的关系

在认真总结以往规划工作经验和充分分析当前形势的基础上，国家电网公司提出，今后几年公司系统各级电网企业的规划工作分为三个方面:电网规划设计、五年电网规划及远景目标展望、公司发展规划

电网规划设计和五年电网规划及远景目标展望是以电网为研究对象，以最小成本满足社会用电需求为目标编制的规划，主要追求的是国民经济效益最大化，二者统称为电网规划。其中，电网规划设计侧重于电网规划方案的研究，通过对多方案进行经济技术综合比较，推荐规划期内各水平年电网规划方案，电网规划设计是五年电网规划及远景目标展望制定的基

础。

五年电网规划及远景目标展望是在电力行业发展规划的指导下，以电网规划设计和各专题研究成果为依据，提出输电网、配电网及二次系统、信息网发展思路、规划目标与重点，针对电网规划设计工作中推荐的网络结构提出输变电建设项目、投资估算、资金需求分析和输配电价等。由于电网是国民经济基础产业和垄断经营行业，因此要接受政府管制，电网规划作为电网经营和发展的重要指导性文件，有可能成为政府管制的重要内容。

公司发展规划是以电网企业自身为研究对象，以资产良性运营为中心，以国有资产保值增值为目标编制的企业规划，是在电网企业主营业务规划工程量基础上的价值量规划。公司发展规划主要追求的是公司效益和公司价值最大化。电网规划和公司规划两者之间内容各有侧重，具有连贯性，是一个有机的整体，共同服务于电网企业的发展。对电网企业来讲，电网规划是基础，公司发展规划是重点。

四、公司发展规划编制基本原则的探讨

1、以效益为中心原则

确保资产良性运营，不断获得经营效益，保证国有资产保值增值是国有企业的重要职责，也是电网企业公司发展规划的重点研究内容〕因此，公司发展规划必须遵循以效益为中心的基本原则。

电网企业的公司发展规划应当以市场为导向、以改革为动力、以安全生产和优质服务为基础，不断降低成本，提高效率，努力追求资产良性运营，促使企业价值最大化。

2、整体优化原则

电网企业的公司发展规划应遵循统一规划、整体优化原则，从公司的资产、资本运营和投融资的一体化管理出发，进行整体优化和规划;统一规划、整体优化应贯彻于编制规划的全过程，从投融资管理角度看，应从公司整体上进行统一投资竹理，将所有项目纳入总体管理，进行投融资优化;从资产运营角度看，将企业的增量资产与存量资产统筹考虑，进行总

体财务分析，评价规划方案的合理性

3、 量化原则

电网企业的公司发展规划应进行充分的最化分析，侧重价值量规划，保证价值量规划与实物规划相协调。所谓实物量规划，即公司主营业务的新、扩建和改造方案，是企业规模和运营能力的增量规划;所谓价值量规划，是指规划期公司价值的实现方案，是企业存量价值与增量价值的总体规划。只有在规划报告中对实物量和价值量进行统一协调的计算分析，

才能制定完整的、科学的发展规划。

4、风险防范原则

电网企业的公司发展规划应遵循风险防范原则，注重企业经营活动中的风险分析与防范工作。作为现代企业，各电网企业都在市场环境中从事生产经营活动，风险是必然存在的。

遵循风险防范原则，进行风险分析，一方面可以正确评估企业自身承担风险的能力，另一方面，可以对未来可能出现的风险有一个正确的估计，并事先制定好应对策略，做到有备无患。因此，在公司发展规划的编制过程中，应充分估计和考虑各种不确定因素，分析和预测企业可能遇到的风险，制定相应的风险防范措施。

五、电网规划的主要方法

1、负荷预测(需求侧预测)

负荷预测是电网规划重要的基础和前期工作，准确的负荷预测应能让电源点布置合理、能准确确定电网建设规模以及确定建设的合适时机。

负荷预测的方法有很多，中、长期负荷预测的传统方法主要有:电力弹性系数法、单耗法、、时间序列法、人均用电法、横向比较法等。但这些被广为运用的传统方法均不同程度的存在缺陷，如电力弹性系数法，只能对负荷进行大致预测;单耗法在产业进步比较快的时

候，对电单耗不能准确界定;时间序列法，需要对大量实时的负荷进行统计，而且计算量太大，造成在长期预测时难度较大;人均用电法，如果在这个区域内居民用电或者商业用电比例大，则负荷预测相对准确，若工业用电所占比例较大，则在这个网络内准确性就较差;横向比较法，若对负荷结构不同，经济水平差距较大的电网进行比较，会出现可比性不强的情况。近年来随着技术的进步和对电网规划研究的深入，又陆续有新的负荷预测法被推广如:系统预测法、灰色预测法、模糊识别预测法等。但不论采用哪种负荷预测法，电网规划的基础都是准确的统计数据，包括某地全社会用电量，以及分片区、分变电站的负荷情况，和当地的负荷特性参数。

2、电源规划

需求侧预测作为电网规划的重要依据，通过对未来一段时间某地电源供应增长预测，确定某地电源供应与现有电网结构所允许承受负荷之间的缺口主要包括规划期间电源(现有和新增)的情况，包括电厂位置、装机容量、单机容量等;对水电厂，除上述参数外。还应有不

同水文年发电量、保证出力、受阻容量、调节特性等参数。

电力体制改革后，由于电厂和电网的分离，电源规划不再作为电网规划的内容，让电网规划在考虑电源侧供给时不确定性大大增加。另外，电力负荷增长情况在一定程度上受电力市场影响，负荷的不确定性对电网规划的影响变得更加突出。为电网规划的重要技术标准

《电力系统安全稳定导则》和《电力系统技术导则》，在市场条件下，将不再作为强制性标准，而仅作为指导性的法则，这种情况可能造成电网的可靠性水平在不同地区的参差不齐。又由于电力市场正处在发展阶段，规划水平年的市场状况如售电价格、国家相关政策、电价成本等不确定性因素都会对电网规划产生重要影响，然后在规划项目的技术、经济等指标的选择上体现出来。过去在规划时电网和电厂没有分家，规划时更多考虑怎么把电由电厂送出，电网规划更多是为电厂服务。在厂网分离后电网规划的目标则需要考虑电网企业购电和售电

的价差，在兼顾社会效益的前提下尽可能使电网公司效益最大化。

3、电力电量平衡

电网规划的主要目的是实现电力电量平衡，其主要包括对丰水期电力电量进行平衡，主要是校验丰水期城市电力系统变电设备和输电线路的送电能力和经济性;对枯水期电力电量进行平衡，主要是校验枯水期电力系统缺电情况及网络的适应性。

结束语：

在当前电力工业改革的形势下，电网企业开展公司发展规划的编制工作十分必要，并几具备了一定的工作基础，完成该工作是完全可能的。因此，各级电网企业应积极开展公司发展规划工作在工作过程中，各电网企业应本着科学、严谨的态度，遵循效益优先、整体优化、量化和风险防范原则，完成企业现状与发展环境的分析、规划目标的制定、发展方案与融资规划的编制、主营业务的损益预测、规划方案的分析评价以及对规划实施的建议等工作内容。

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变电站的接地系统是维护电力系统安全、可靠运行，保障运行人员和电气设备安全的根本保证和重要措施。近年来，随着电力系统的发展，故障时经地网流散的电流越来越大，故障时地网的电位也随之升高，由于接地措施的缺陷而造成的事故也屡有发生，给运行人员和检修人员的安全带来威胁，同时使一次设备的绝缘遭到破坏，进而扩大事故，给企业带来巨大的经济损失和不良的社会影响。本论文主要对变电站电气接地技术展开分析讨论，以期获得可靠的电气接地技术的相关方法及经验，并和广大同行分享。

1 电气接地技术概述

接地网作为变电站交直流设备接地及防雷保护接地，对系统的安全运行起着重要的作用。由于接地网作为隐性工程容易被人忽视，往往只注意最后的接地电阻的测量结果。随着电力系统电压等级的升高及容量的增加，接地不良引起的事故扩大问题屡有发生。因此，接地问题越来越受到重视。接地的实质是控制变电站发生接地短路时，故障点地电位的升高，因为接地主要是为了设备及人身的安全，起作用的是电位而不是电阻，接地电阻是衡量地网合格的一个重要参数，但不是唯一的参数。随着电力系统容量的不断增大，一般情况下单相短路电流值较大。在有效接地系统中单相接地时的短路电流一般都超过4kA，而大部分变电所接地电阻又很难做到0.5Ω。因此，从安全运行的角度出发，不管在什么情况下，都应该验算地网的接触电势和跨步电压，必要时应采取防止高电位外引的隔离措施，这也是我国目前变电站电气接地设计所最常采用的方法。

2 变电站超高电压接地系统设计

2.1 入地短路电流

是考虑到换流站长期发展规划时的最大接地短路电流，取值为50kA。

为发生最大接地短路时，流往变电所主变压器中性点的短路电流。当变压器只有1个中性点，发生所内接地时，=30%，有2个中性点时，约等于50%。这里假定换流站新建工程是为变压器1个中性点接地，所以发生所内接地时，取=30%=15kA。

为短路时，与变电所接地网相连的所有避雷线的分流系数，应由避雷线的出线回路数确定，出线为1路时，取0.15，2路时取0.28，3路时取0.38，4路时取0.47，5路以上时取0.5～0.58，且应根据出线所跨走廊的分流效果做出相应的增减。这里我们假定避雷线出线回路为2，故=0.28。

为所外接地时，避雷线向两侧的分流系数，一般取0.18，这仅适于变电所内有变压器中性点接地的所外接地。

经过公式计算：

（1）

（2）

比较上述两式，可以得出（1）式的计算结果明显大于（2）式，故取（1）式的计算结果，在乘以发展系数1.2，得出入地电流为I=30.2kA。

2.2 接地网面积选择

取土壤电阻率为500Ω·m，接地网埋深为0.8m，网格间距为10m，导体等值半径为0.02m，水平接地网面积从100×100m?逐渐增加到600×600m?。随着接地网面积的增加接地电阻值在不断减少。在200×200m2以后，接地网面积的增加对接地电阻值的降低影响有所减少，这是因为面积增大后，各水平导体之间屏蔽作用增加，对电流的散流有抑制作用，面积越大，屏蔽、抑制作用越明显。

2.3 接地电阻

根据我国电力行业接地规程的规定：有效接地和低电阻接地系统中发电厂、变电站接地装置的接地电阻R一般情况下应满足R

我国电力行业接地规程中还规定：接地装置的接地电阻不符合R

变电站的接地必须与二次系统的安全结合起来考虑，在二者之间求得一个较好的平衡。系统正常工作时地网电位接近于零，而故障时流过地网的电流将在地网接地电阻上产生压降，即地电位升高。如不考虑短路时二次电缆芯线上的感应电位，短路时二次电缆承受的电位差即为地电位升高，该电位差施加在二次电缆的绝缘上，因此地电位升高直接决定于二次电缆的交流绝缘耐压及二次设备的交流绝缘耐压值。综合各方面的因素，如果能够处理通信线的高电位引出问题，变电站的地电位升高取5kV是可行的。将地电位升提高到5kV，如果换流站的最大入地短路电流为30.2kA，换流站对应接地电阻R应小于0.165344Ω。

2.4 接地导体截面积

电力接地有两大基本要求：一是较低的接地电阻，电阻越低、雷电流、浪涌和故障电流就可越安全地消散到大地；二是较长的接地系统寿命。在电气接地中导体截面一般是根据热稳定性来决定，通过接地导体的电流最大的情况一般发生在母线单相接地短路故障时，换流站最大单相接地短路电流为33kA，根据我国电力行业标准《交流电气装置的接地》的计算公式有：

S≥ （3）

上式中，S为接地线最小截面，mm?；

为流过短路线的短路电流稳定值，A（根据系统5至10年的发展规划，按系统最大运行方式确定）；

C为接地线材料的稳定系数，根据材料的种类、性能及最高允许温度和短路前地线的初始温度确定（钢导体K取70，铜导体K取210，铝导体K取120）；

为短路等效持续的时间，单位为s。

式中，取=50000A，=0.355，如果材料采用钢材时，C取65，可以得出最小截面积S：S≥455mm?；根据（IEEEStd665-1995）发电站接地标准中的推荐热稳定计算公式：

SK≥ （4）

式中，取=50000A，=0.355，K=60，a=1，可得S≥493mm?。结合地网的自然腐蚀，应采用的接地体最小截面积应为：

上式中，S为满足热稳定要求的最小截面积；a为接地材料的自然腐蚀率；n为接地网使用年限。

根据相关资料，铜材的年自然腐蚀率为0.2%，普通钢为2.2%，镀锌钢为0.5%，如果选用镀锌钢材，按50年的使用寿命计算，接地体的最小截面积应不小于642 mm?。

3 结语

随着电力系统的发展，电网容量的增大，电力系统发生故障时经接地网流散和电流愈来愈大，短路电流往往会达到几十千安，接地电阻若有很小的误差即可导致难以弥补的损害，所以，近年来变电站电气接地系统的设计，其设计重点已经转向如何准确地测量和计算接地网的接地电阻。本论文主要针对电气接地系统，给出了详细的接地设计方案和参数计算，对于变电站超高压接地系统的设计，无论是在设计计算还是在系统应用方面，均有一定的借鉴指导意义。

参考文献：

[1]陈家斌.接地技术与接地装置[M].北京：中国电力出版社，2002.