論大型地網(wǎng)評(píng)估試驗(yàn)

喬永麗，張 柯，康丙強(qiáng)

(遼寧華電鐵嶺發(fā)電有限公司a. 電氣分廠;b. 新元公司，遼寧鐵嶺112000)

接地電阻是接地網(wǎng)的一個(gè)重要電氣參數(shù)，設(shè)計(jì)合理的接地網(wǎng)接地電阻可以保證接地網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)及安全運(yùn)行.遼寧華電鐵嶺發(fā)電廠的接地網(wǎng)由500 kV 和220 kV 2 個(gè)等級(jí)的變電站接地網(wǎng)、廠區(qū)接地網(wǎng)組成.為了保證電廠安全運(yùn)行，按照《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》和《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》規(guī)定，每隔6 年應(yīng)對(duì)全廠地網(wǎng)進(jìn)行綜合評(píng)估.

1 試驗(yàn)?zāi)康募绊?xiàng)目

1.1 試驗(yàn)?zāi)康?/h3>

為檢查遼寧華電鐵嶺發(fā)電廠接地網(wǎng)接地電阻是否合格、接地網(wǎng)金屬接地帶腐蝕情況、設(shè)備與地網(wǎng)連接情況，需對(duì)地網(wǎng)進(jìn)行綜合評(píng)估測(cè)試.規(guī)程規(guī)定對(duì)地網(wǎng)的評(píng)價(jià)要通過(guò)接地電阻測(cè)量的同時(shí)，還要考慮到避雷線和其他管路、架空地線的分流作用，廠區(qū)地表電位分布、跨步電壓(電勢(shì))、接觸電壓(電勢(shì))等的測(cè)量，以及接地網(wǎng)不同位置接地引下線的連接性檢查等，才能對(duì)地網(wǎng)做出綜合評(píng)估.試驗(yàn)主要檢測(cè)鐵嶺電廠變電站、廠區(qū)(含廠房及1#～6#主變區(qū))地網(wǎng)如下方面性能:①驗(yàn)證接地系統(tǒng)是否滿足設(shè)計(jì)要求;②測(cè)定變電站跨步電位和接觸電位是否滿足設(shè)計(jì)要求;③設(shè)備導(dǎo)通情況是否良好.

1.2 測(cè)試項(xiàng)目

①接地網(wǎng)接地電阻及阻抗測(cè)量;②分流電流測(cè)量;③電位分布測(cè)量;④接觸電勢(shì)、接觸電壓測(cè)量;⑤跨步電壓測(cè)量;⑥電氣設(shè)備接地引下線連接性試驗(yàn);⑦全廠土壤電阻率測(cè)試;⑧主要設(shè)備接地引下線短路容量核算(熱穩(wěn)定核算);⑨接地網(wǎng)金屬接地帶腐蝕性檢查.

2 試驗(yàn)內(nèi)容及數(shù)據(jù)

試驗(yàn)采用陜西恒成電力技術(shù)有限公司生產(chǎn)的接地裝置特性參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，包括:①HDZ-2000 接地裝置特性參數(shù)測(cè)量系統(tǒng);②HDZ-II 電力設(shè)備接地引下線導(dǎo)通測(cè)量?jī)x.HDZ-2000 接地裝置特性參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)滿足大型地網(wǎng)的接地阻抗、地表電勢(shì)分布、接觸電壓、跨步電壓、分流電流測(cè)量、土壤電阻率測(cè)試要求，采用類工頻(43 Hz 、57 Hz)2 種頻率測(cè)量.

2.1 接地電阻、分布電流測(cè)量

測(cè)試采用電流—電壓表法，電流極設(shè)在距變電站約2 km 處(約為整個(gè)接地網(wǎng)對(duì)角線的4 ～5 倍)，電壓極與電流極方向基本一致(約為電流極的0.5 ～0.6倍)，測(cè)量過(guò)程中分別移動(dòng)電壓極3 次，每次移動(dòng)距離約100 m，電流極采用6 根圓鋼管組成正六邊形(邊長(zhǎng)3 m);電壓極采用1 根圓鋼管.

地網(wǎng)接地電阻測(cè)試接線圖如圖1 所示.

圖1 地網(wǎng)接地電阻測(cè)試接線

試驗(yàn)采用未斷開(kāi)架空地線的在線測(cè)量方式，在測(cè)量該站接地阻抗的同時(shí)，用選頻電流表，測(cè)量每條架空地線的分流情況.

1)在被測(cè)設(shè)備區(qū)選擇1 ～3 點(diǎn)，分別用57 Hz、43 Hz 2 種頻率10 A 的測(cè)試電源進(jìn)行測(cè)試(測(cè)試實(shí)際電流由測(cè)試回路阻抗決定).

2)使用可調(diào)頻電壓表相同頻率測(cè)量電壓極到注入點(diǎn)的電壓.

3)大功率控制器上的電流表顯示的是注入地網(wǎng)的總電流.

4)在進(jìn)行地阻測(cè)試之后，在相同電流的情況下使用可調(diào)頻電流表結(jié)合羅氏線圈進(jìn)行分流測(cè)量.

5)接地電阻等于電壓與測(cè)試電流的比值(測(cè)試電流等于注入電流減掉分流總和).

測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1.

表1 鐵嶺電廠地網(wǎng)接地電阻測(cè)量結(jié)果

測(cè)量采用2 種頻率43 Hz 和57 Hz，10 A 電流注入，架空地線分流之和為2.562 A.

架空地線與地網(wǎng)相聯(lián)時(shí)的測(cè)量值為0.288 Ω，斷開(kāi)架空地線時(shí)的接地電阻值為0.383 Ω，大于架空地線與地網(wǎng)相聯(lián)時(shí)的接地電阻值. 其主要原因是架空地線與地網(wǎng)相聯(lián)，其效果是相當(dāng)使地網(wǎng)面積增加，接地電阻值減小.

2.2 場(chǎng)區(qū)電位分布、跨步電壓測(cè)試

1)分布電勢(shì)測(cè)試、跨步電壓測(cè)試時(shí)，所選電流極距地網(wǎng)距離應(yīng)為地網(wǎng)對(duì)角線的1 ～2 倍，距變電站1 km.

2)在設(shè)備區(qū)中心區(qū)域選擇一個(gè)合格的引下線作為電流注入點(diǎn)，分別注入57 Hz、43 Hz 2 種頻率10 A的測(cè)試電流.

3)分布電勢(shì)測(cè)試，使用可調(diào)頻電壓表在相同頻率測(cè)量.被測(cè)點(diǎn)到注入點(diǎn)的電勢(shì)差，被測(cè)點(diǎn)為注入點(diǎn)向地網(wǎng)四角輻射開(kāi)來(lái)，每隔1 m 選擇一個(gè)進(jìn)行測(cè)量.

4)跨步電壓測(cè)試，使用可調(diào)頻電壓表在相同頻率測(cè)量，地網(wǎng)邊緣不同方向0.8 m 之間模擬園盤上的電勢(shì)差，即為跨步電壓.

在2#高備變電流互感器B 相引下線注入電流，與電流極組成電流回路，注入電流10 A，43 Hz，變電站各區(qū)域等距離，進(jìn)行場(chǎng)區(qū)電位分布的測(cè)量(單位mV).實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2.

表2 跨步電勢(shì)測(cè)試結(jié)果

2.3 接觸電勢(shì)測(cè)量、引下線導(dǎo)通測(cè)試

1)接觸電壓測(cè)試時(shí)，所選電流極距地網(wǎng)距離應(yīng)為地網(wǎng)對(duì)角線的1 ～2 倍，距變電站1 km.

2)在被測(cè)設(shè)備區(qū)選擇多點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試.

3)從所選設(shè)備離地面1.8 m 處注入10 A 電流，用可調(diào)頻電壓表相同頻率測(cè)量注入點(diǎn)到地面距設(shè)備0.8 m 處的電勢(shì)差，即為接觸電壓.

4)接觸電壓測(cè)試同時(shí)可對(duì)設(shè)備區(qū)的接地引下線導(dǎo)通情況進(jìn)行測(cè)試.在設(shè)備區(qū)選擇多點(diǎn)接地的設(shè)備引下線作為基準(zhǔn)點(diǎn)，測(cè)量相鄰設(shè)備引下線之間的交流阻抗值從而反映出引下線的導(dǎo)通情況，測(cè)量半徑為36 m，依次選擇可靠引下線作為基準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)量設(shè)備區(qū)的所有引下線.實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3.

表3 接觸電勢(shì)測(cè)試結(jié)果

2.4 接地裝置熱穩(wěn)定性校驗(yàn)

2.5 接地網(wǎng)金屬接地帶腐蝕性檢查

在全站范圍內(nèi)任選10 點(diǎn)，挖開(kāi)接地網(wǎng)上的覆蓋物，檢查金屬接地帶的腐蝕情況及接地帶與設(shè)備引下線連接處的焊縫完整性及腐蝕性.

3 試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)對(duì)鐵嶺電廠接地電阻的全面測(cè)試，鐵嶺電廠接地網(wǎng)綜合指標(biāo)符合要求.

3.1 基本測(cè)試結(jié)果如下

1)接地網(wǎng)綜合接地電阻0.288 Ω，考慮分流后的接地電阻為0.383 Ω，小于0.5 Ω 合格.

2)開(kāi)關(guān)場(chǎng)設(shè)備區(qū)內(nèi)電勢(shì)分布變化不明顯，無(wú)設(shè)備區(qū)到設(shè)備區(qū)變化明顯，變電站邊緣變化明顯，但變電站邊緣跨步電壓符合標(biāo)準(zhǔn)要求.

3)跨步電壓和接觸電壓均小于規(guī)程要求，對(duì)人員是安全的.

4)大部分電器設(shè)備引下線連接良好，個(gè)別引下線連接不良.

5)接地裝置熱穩(wěn)定性校驗(yàn)顯示，電氣設(shè)備引下線橫截面大于157 mm2，變電站現(xiàn)有引下線橫截面大于157 mm2，符合規(guī)程要求.

6)地網(wǎng)金屬接地帶的腐蝕情況符合規(guī)程要求.

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)鐵嶺電廠地網(wǎng)參數(shù)測(cè)試的實(shí)踐，明確了采用類工頻的變頻法測(cè)量能有效消除工頻干擾，保證了測(cè)量的準(zhǔn)確性.為今后開(kāi)展大型地網(wǎng)評(píng)估提供了經(jīng)驗(yàn)，為了保證電廠安全運(yùn)行，防止電力生產(chǎn)重大事故的發(fā)生提供了有效措施，值得借鑒推廣.

［1］國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.GB/T.17949.1-2000 接地系統(tǒng)的土壤電阻率、接地阻抗和地表電位測(cè)量導(dǎo)則［S］.北京:標(biāo)準(zhǔn)出版社，2000.

［2］中華人民共和國(guó)電力工業(yè)部.DL/T621－1997 交流電氣裝置的接地［S］.北京:中國(guó)電力出版社，1997.

［3］中華人民共和國(guó)能源部.DL475-92 接地裝置工頻特性參數(shù)的測(cè)量導(dǎo)則［S］.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1992.

［4］中華人民共和國(guó)電力工業(yè)部. DL/T596-1996 電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程［S］.北京:中國(guó)電力出版社，1996.