變電所銅接地網(wǎng)與鋼接地網(wǎng)概述(一)
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500kV、220kV變電所銅接地網(wǎng)與鋼接地網(wǎng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較
(一)概述
隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展,對變電所接地設(shè)計(jì)的要求也越來越高。長期、可靠、穩(wěn)定的接地系統(tǒng),是維持設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行、保證設(shè)備和人員安全的根本保障,接地系統(tǒng)長期安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵在于品質(zhì)好的接地材料和可靠的連接。
我國傳統(tǒng)接地體均采用鋼材質(zhì),其主要原因是我國自身銅儲探明量的不足加上西方國家過去對我國的封鎖,我國不容易取得銅。為節(jié)約有色金屬,在20世紀(jì)50~60年代提出"以鋼代銅,以鋁代銅",所以一度大量選用鋼材和鋁材,這種做法一直得到很好的推廣和認(rèn)同。而國外(除前蘇聯(lián)國家,中國和印度以外),銅材作為接地材料已有超過100年的歷史,而且是唯一的選擇。
目前,我國大部分地區(qū)的變電所仍然使用鍍鋅扁鋼作為接地材料,但幾十年的實(shí)踐證明鍍鋅鋼并不是解決接地裝置腐蝕問題的最好成績選擇,象華北電網(wǎng)天津北郊500KV變電站投運(yùn)6年后開挖檢查發(fā)現(xiàn),接地裝置腐蝕嚴(yán)重,有的甚至已被腐蝕斷,不得不投巨資更換成銅接地裝置。還有,北京房山變電站,大同二電廠等大型500kV變電站投運(yùn)5-8年后,因腐蝕嚴(yán)重均重新更換了原鍍鋅鋼接地裝置。由于是重新鋪設(shè)接地裝置,恢復(fù)路面和綠化等工作花費(fèi)了不少資金,因此整個(gè)改造工程比新建接地裝置所需費(fèi)用增加很多。
我國目前高壓變電站主要于上世紀(jì)八十年代投入使用,在以前由于投入使用時(shí)間不太長,腐蝕問題不算很嚴(yán)重。但自上世紀(jì)中期以后,隨著鍍鋅鋼接地裝置腐蝕問題的不斷暴露,每年需投入大量資金和人力改造鍍鋅鋼接地裝置。使越來越多的電力部門認(rèn)識到必須改變以前的老觀念,采取更加有效的防腐措施。
我國解放前,曾大量采用銅材作為接地材料,如天津塘沽110kV變電站,上海楊樹浦電廠等,經(jīng)檢查,其接地裝置至今仍然合格,至今仍可使用。在外資投資的工廠,電廠的變電站中,大量使用銅接地裝置,如秦山核電站,連云港核電站,無錫海力士半導(dǎo)體變電站,INTEL等。
目前銅材已經(jīng)不再作為國家戰(zhàn)略物資,國家外匯儲備充沛,在上海成立了銅期貨交易所,可以很方便地購買銅。
而北京、上海、江蘇、浙江、山東、廣東、遼寧、天津等地區(qū)已開始選用熱穩(wěn)定性能好、導(dǎo)電性能強(qiáng)、耐腐性強(qiáng)的銅材做接地,其連接采用先進(jìn)的放熱焊接技術(shù)。國家電網(wǎng)公司"25項(xiàng)重大反措"中明文規(guī)定"在腐蝕性比較嚴(yán)重的樞紐變電站宜采用銅材接地網(wǎng)",有些地區(qū)還制定了相關(guān)的技術(shù)政策,象北京電力公司要求地下站,室內(nèi)站應(yīng)采用銅接地裝置,上海和天津電力公司要求新建、改造變電站應(yīng)采用銅接地裝置。
本報(bào)告首先從從技術(shù)角度比較分析了銅接地網(wǎng)和鋼接地網(wǎng)的特點(diǎn),包括:
?。?)銅、鋼性能比較;
(2)接地體截面選擇比較;
?。?)接地體連接方式比較;
(4)接地點(diǎn)布置比較。
其次,以500kV某變電所工程、220kV某變電所新建工程以及220kV某變電所改造工程的接地網(wǎng)設(shè)計(jì)為實(shí)例,對銅接地網(wǎng)與鋼接地網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行比較分析,主要涵蓋以下兩個(gè)方面的內(nèi)容:
?。?)投資比較。根據(jù)電力行業(yè)的現(xiàn)行定額、取費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)、材料預(yù)算價(jià)格,編制出鋼接地方案、不含焊接點(diǎn)的銅接地方案以及含焊接點(diǎn)的銅接地方案的造價(jià),即"安裝工程預(yù)算表"。
?。?)指標(biāo)及評價(jià)?,F(xiàn)行的評價(jià)方法較多,諸如內(nèi)部收益率、年費(fèi)用法、財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值、投資回收期、投資利潤率、投資利稅率等,由于全所接地僅屬于變電工程的一個(gè)單項(xiàng)工程,不具備獨(dú)立計(jì)算成本、利潤及其他相關(guān)財(cái)務(wù)費(fèi)用的條件,經(jīng)查閱有關(guān)資料和請教專家,采用"年費(fèi)用法"進(jìn)行方案評價(jià)和比選。即計(jì)算和比較鋼接地方案、不含焊接點(diǎn)的銅接地方案以及含焊接點(diǎn)的銅接地方案的年費(fèi)用。
(3)綜合評價(jià)。針對銅接地網(wǎng)的不同設(shè)計(jì)壽命,計(jì)算并比較不同的年費(fèi)用值。