官地水電站引水發(fā)電系統(tǒng)接地網(wǎng)接地電阻測(cè)試

孫文勇，白 錦

(中國(guó)水利水電第六工程局有限公司，遼寧丹東118000)

1 概述

官地水電站位于四川省涼山彝族自治與鹽源縣交界的雅礱江干流河段上，是雅礱江水電規(guī)劃五級(jí)開發(fā)的第三個(gè)梯級(jí)電站。電站引水發(fā)電系統(tǒng)采用單機(jī)單管供水，共裝有4臺(tái)單機(jī)容量為60萬kW的水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量240萬kW。電站引水發(fā)電系統(tǒng)采用右岸地下廠房布置方案，由進(jìn)水口、引水隧洞、主、副廠房、母線洞、主變室、出線洞、尾水管及連接洞、尾水調(diào)壓室、尾水隧洞及地面開關(guān)站等組成。在這些建筑內(nèi)均分布有大量的機(jī)電設(shè)備，為了使設(shè)備安全可靠的運(yùn)行，各建筑物均有自身的接地網(wǎng)。各接地網(wǎng)連接起來，構(gòu)成了引水發(fā)電系統(tǒng)的接地網(wǎng)，設(shè)計(jì)要求接地網(wǎng)的接地電阻應(yīng)≤0.5 Ω。接地網(wǎng)的直埋接地導(dǎo)體采用50×6 mm的鍍鋅扁鋼，固定樁采用Φ25 mm的鍍鋅圓鋼。引水發(fā)電系統(tǒng)接地網(wǎng)平面布置圖見圖1。

圖1 引水發(fā)電系統(tǒng)接地網(wǎng)平面布置圖

2 測(cè)試方案

2.1 測(cè)試原理

按照《電力設(shè)備接地設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(SDJ 8—79)附錄六的規(guī)定，發(fā)電廠和變電所接地網(wǎng)接地電阻的測(cè)量可采用以下兩種方法之一:

1)直線布置法(圖2)。圖2中一般情況下d13取接地網(wǎng)最大對(duì)角線長(zhǎng)度D的4～5倍，d12取d13的50% ～60%，并且在d12點(diǎn)前后5%倍d13距離處再補(bǔ)測(cè)兩點(diǎn)，如果在d13及d13前后5%處3次測(cè)得的接地電阻值相差≤5%，則證明電壓極在零電位處，如圖3，這就說明電壓極的選擇正確，電壓表的讀數(shù)也是準(zhǔn)確可信的。此時(shí)，取其3點(diǎn)電壓表的算術(shù)平均值計(jì)算接地網(wǎng)的接地電阻R=U/I。

圖2 直線法布置圖

2)三角形布置法(圖4)。圖4中:d12=d13≥2D，電壓極與電流極的夾角≈30°。

圖3 電壓極位置示意圖

圖4 三角形法布置圖

2.2 測(cè)試方案的比較

由于引水發(fā)電系統(tǒng)接地網(wǎng)的最大對(duì)角線長(zhǎng)度約為1 500 m，若采用三角形布置法時(shí)，電流極一側(cè)為山體，布置電流極極為困難，測(cè)試難度加大;若采用直線布置法測(cè)試時(shí)，電流極與接地網(wǎng)出線點(diǎn)的距離約為7 500 m，電壓極距出線點(diǎn)的距離為3 000、3 750、4 500 m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，可選擇尾水洞出口配電房的接地網(wǎng)為出線點(diǎn)，電流極、電壓極選擇沿著進(jìn)廠交通洞、官地大橋、金打公路敷設(shè)(圖5)。

圖5 測(cè)試方案比較示意圖

通過對(duì)以上兩種方案的分析和比較，擬定本次測(cè)量中選用直線布置法較為可靠。

2.3 測(cè)試電源的選擇

試驗(yàn)電源選用DZ2510型變頻抗干擾接地網(wǎng)接地電阻測(cè)試儀。

儀器主要技術(shù)參數(shù):

1)接地電阻和接地阻抗測(cè)量范圍為0～5 000 Ω，分辨率為0.001 mΩ。

2)測(cè)量準(zhǔn)確度:±(讀數(shù) ×1%+0.01 Ω)。

3)接線方式:標(biāo)準(zhǔn)四極法。

4)試驗(yàn)電源:交流0～400 V/0～5 A(測(cè)量跨步電壓時(shí)允許連續(xù)工作)。

5)試驗(yàn)頻率:45/50/55/60/65 Hz單頻，45/55、55/65、47.5/52.5 Hz自動(dòng)雙變頻。

6)主要保護(hù):接地保護(hù)、觸電保護(hù)、誤接380 V等保護(hù)、聲光報(bào)警等功能。

7)工作電源:180 V～270 VAC/10 A，50 Hz/60 Hz±1%。

8)數(shù)據(jù)存儲(chǔ):存儲(chǔ)100組測(cè)量數(shù)據(jù)。

9)計(jì)算機(jī)接口:標(biāo)準(zhǔn)RS－232接口，USB接口。

3 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

按照DZ2510型變頻抗干擾接地網(wǎng)接地電阻測(cè)試儀的測(cè)試要求，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選用45.0/55.0 Hz自動(dòng)雙變頻，電壓極在 3.0、3.75、4.5 km 時(shí)分別進(jìn)行電流為 3、4、5 A 的接地電阻測(cè)試。電流極、電壓極引入處派專人連接及監(jiān)護(hù)。測(cè)試人員在開始測(cè)試前應(yīng)與各監(jiān)護(hù)點(diǎn)取得聯(lián)系，確認(rèn)各監(jiān)護(hù)點(diǎn)準(zhǔn)備工作完成后，方可接入電源進(jìn)行測(cè)試。

4 測(cè)試數(shù)據(jù)

測(cè)試數(shù)據(jù)見表1。

電壓極為3.0 km 電壓極為3.75 km 電壓極為4.5 km f1=45.0 Hz f2=55.0 Hz I=3.0 A V=6.0 V Z=1.842 Ω R=0.269 Ω地網(wǎng) 變頻f1=45.0 Hz f2=55.0 Hz I=3.0 A V=5.1 V Z=1.836 Ω R=0.341 Ω地網(wǎng) 變頻f1=45.0 Hz f2=55.0 Hz I=3.1 A V=5.0 V Z=1.688 Ω R=0.338 Ω地網(wǎng) 變頻f1=45.0 Hz f2=55.0 Hz I=4.1 A V=7.0 V Z=1.806 Ω R=0.102 Ω地網(wǎng) 變頻f1=45.0 Hz f2=55.0 Hz I=4.2 A V=7.1 V Z=1.807 Ω R=0.384 Ω地網(wǎng) 變頻f1=45.0 Hz f2=55.0 Hz I=3.9 A V=5.0 V Z=1.666 Ω R=0.368 Ω地網(wǎng) 變頻f1=45.0 Hz f2=55.0 Hz I=5.1 A V=8.1 V Z=1.812 Ω R=0.222 Ω地網(wǎng) 變頻f1=45.0 Hz f2=55.0 Hz I=5.1 A V=8.6 V Z=1.799 Ω R=0.378 Ω地網(wǎng) 變頻f1=45.0 Hz f2=55.0 Hz I=5.1 A V=7.6 V Z=1.660 Ω R=0.361 Ω地網(wǎng) 變頻

5 資源配置

5.1 人員配置

根據(jù)測(cè)試需求，在尾水出口配電房測(cè)試點(diǎn)安排1名測(cè)試總負(fù)責(zé)人和3名專業(yè)電氣人員進(jìn)行測(cè)試工作的設(shè)備安置、操作和數(shù)據(jù)記錄。在測(cè)試線路上布置3人看護(hù)線路，在電壓極和電流極處再各安排3人監(jiān)護(hù)，保證測(cè)試是的安全。

5.2 設(shè)備、材料配置

設(shè)備、材料配置見表2。

表2 設(shè)備、材料配置表

6 測(cè)試結(jié)果

測(cè)試結(jié)果見表3。

表3 測(cè)試結(jié)果表

由上述測(cè)試結(jié)果可以看出，本次測(cè)試接地電阻為0.320 Ω，滿足設(shè)計(jì)要求(設(shè)計(jì)值為≤0.5 Ω)。

7 結(jié)語

本次接地網(wǎng)接地電阻測(cè)試采用新設(shè)備、新儀器、新方法，既滿足了測(cè)試要求，又使得測(cè)試工作安全、可靠、準(zhǔn)確。測(cè)試記錄表明，測(cè)試電路的電壓極零電位特征明顯，接地電阻的測(cè)試值準(zhǔn)確，說明該測(cè)試方案成果可靠，符合工程實(shí)際，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

[1]趙玉林.高電壓技術(shù)[M].北京:中國(guó)電力出版社，2008.

[2]吳廣寧.高電壓技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[3]戴憲濱.發(fā)電廠電氣部分[M].北京:中國(guó)水利水電出版社，2008.