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二滩水电站拱坝接地网及电站总接地网

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2008/3/7 11:50:37   

  所属频道:  水力发电    关键词:  接地 水电站 水电

1简介

二滩水电站是雅砻江上的梯级水电站之一,是以发电为主的水电枢纽工程,设有6台550MW机组,总装机容量为3300MW。电站的主体建筑有:双曲拱坝、泄洪洞、地下厂房、过木机道、开关站、副厂房等。这些建筑内均安装有大量的机电设备。为了使机电设备安全可靠地工作,各建筑物均有自身的接地网。各接地网形成后,将互相连接起来,构成电站的接地网系统。

二滩电站总接地网主要由拱坝接地网系统和地下厂房接地网组成。其中,设计要求拱坝接地网的接地电阻值不应大于0.5Ω。拱坝接地网由预埋在大坝内的接地网、大坝下游的水下接地网及埋设在大坝上游的水下接地网组成。接地网的直埋接地导体采用50mm宽、6mm厚的扁钢,明敷接地导体采用同尺寸的镀锌扁钢,固定桩采用直径25mm镀锌圆钢。拱坝接地网最大对角线长度约600m。当与地下厂房接地网连接后,电站总接地网最大对角线约为800m。Ⅰ标承包商负责拱坝接地网的安装、测试。Ⅱ标承包商负责地下厂房接地网的安装、测试。各接地网单独测量完成后,再将大坝接地网与厂房接地网连接,由Ⅰ标承包商进行电站总接地网的测试。

2测试方案的确定

2.1测试原理

按照《电力设备接地设计技术规程》(SDJ8-79)附录六的规定,发电厂和变电所接地网接地电阻的测量可采用以下两种方法之一:

(1)直线布置法(见图1)。

图1中d13取接地网最大对角线长度D的4~5倍,d12取d13的50~60。并且,在d12点前后5d13距离再补测两点,如果3次测得的电阻值相差不超过5,则证实电压极的位置已在零电位平台区,见图2、图3。电压表的读数是准确可信的。此时,取其3点电压表的算术平均值计算接地网的接地电阻R=U/I。






(2)三角形布置法(见图4)。

图4中:d12=d13≥2D,电压极与电流极的夹角≈30°。


2.2测试方案的比较

由于电站接地网的最大对角线长度约为800m,当采用直线布置法时,电流极与接地网出线点的直线距离应为4km。电压极离接地网出线点的距离应为1.8km、2.0km、2.2km。根据现场的情况可选择1条从厂房进水口至三滩变电站的10kV临时架空线路以及从三滩变电站至小得石的6.3kV永久架空线路,作为接地网的测量线路(架空线路的两条50mm2导线并联后作为电流线,另一条50mm2导线作为电压线)。此方法能满足电流极距离≥5D的要求,并可不计接地网形状对接地电阻测量值的影响。由于选用的架空线路沿江边公路,所以在测量时敷设电压极与电流极的入地端都较方便。但因电流极和电压极离江边较近,地中电流线在沿江方向比实际情况较密集,测量值可能会偏大些。

当采用三角形布置法时,电流极与接地网出线点直线距离为1.6km,可选用厂房进水口的临时架空线路作为电流线。但是,由于电压极的距离与电流极距离相等,且两线夹角需为30°,所以电压极线路需要另外敷设。因现场的条件限制,电压线的敷设十分困难,同时会增加额外的费用。此方法的优点是对电压线的定向要求不高,电流线对电压线的电磁干扰也甚小。

通过对上述两种方案的分析比较,在测量中选用了直线布置法。

2.3试验电源的选择

试验电源可采用直流方案或交流方案。直流方案选用4台硅整流弧焊机作为试验电源。交流方案选用4台交流弧焊机作为试验电源。

直流方案因其可排除零序电流和电磁干扰的不利影响,准确度较高,操作比较简便。但此方案测量值为直流接地电阻,而不是工频接地电阻。由于接地网对地电容邻近效应所产生的阻值影响相反,所以,以直流电阻代替工频电阻是有足够准确度的。

交流方案所测的是工频接地电阻。但为了消除由于电站施工用电的零序电流流经被测接地网入地而产生的零序电压,应对电压极电压表的读数按以下公式进行校正和计算工频接地电阻:


式中U1——试验电源未倒换输出端头时电压表的读数;

U2——试验电源倒换输出端头时电压表的读数;

U0——试验电源断路时测出的电压表的读数(即零序电压值)。

比较直流和交流方案,为避免和减少感应干扰,便于测试操作,测量电源选用直流电源。

2.4测试电源电压的估算

接地电阻测量的等效电路见图5。


直流电源端电压可由公式计算:



式中RA——被测接地网的接地电阻,取0.5Ω;

RB——电流极的接地电阻,取5Ω;
RL——架空线的电阻,S=50mm2时,为0.6Ω/km,两条4km线并联为1.2Ω。
为了保证测量精度,测量回路的电流应不小于30A,故直流电源端电压UP≥30(0.5 1.2 5)=201(V)。
经上述估算,为获得30A的试验电流
,电源端电压应大于200V,电源的容量不得小于6kVA。

3现场测试

接地网的测试布置见图6。


3.1测试回路

接地系统的测试出线点由大坝接地网至地下厂房接地网的连接段引出。测试地点选在厂房进水口EL.1120平台上。测试电源采用4台硅整流直流弧焊机,焊机的初级接于380V临时电源的UAB、UBC、UCA相间电压上,次极按 、-顺次串联后作为测试回路的直流电源。其中,电源的一端与测试出线点连接,另一端通过连接线引入进水口的架空线路杆塔上。架空线路分为3段:厂房进水口至8号公路;8号公路至三滩变电站;三滩变电站至小得石。架空线路上的2根50mm2电线并联后作为电流极的测试线路。线路在三滩变电站至小得石段,距离电流极接地网最近的1根杆塔处,用95mm2绝缘电线引至电流极(杆塔的后续线路临时断开)。电流极地网距离进水口测试点的直线距离为4km,接地网由60mm×6mm的扁钢和80mm角钢临时焊接埋设构成,其接地电阻实测值小于5Ω(用接地电阻测定仪测量)。电压极测试回路的电压表通过4mm2绝缘电线,一端与进水口测试点连接,另一端引入进水口的架空线杆塔上,利用架空线路上的1根50mm2电线作为电压极线路。电压极线路在距离电压极接地桩最近的杆塔处,用4mm2绝缘电线按测试要求依次引至距厂房进水口测试点1.8km、2.0km、2.2km的电压极接地桩上。接地桩采用1根80mm的角钢,长度1.8m,在测试时临时打入地中(根据现场的测试条件,接地桩实际依次布置在距厂房进水口测试点1.7km、1.8km和2.0km处)。

3.2测试方法

测试工作分为两步,首先测试大坝接地网的接地电阻,然后将地下厂房接地网与大坝接地网连接,再进行电站总接地网接地电阻的测试。在接地网连接前后的两次测量中,其接地网的引出点、电源、线路、电流极和电压极的位置都不变。测试前先完成图6所示的线路连接,并检查无误。在电流极、电压极回路以及电焊机的输入端接入空气开关进行保护。测试时调整电焊机使得试验电源输出电流逐渐增大至30A(用钳型直流电流表测出),电源端电压大于200V。为了消除地中电介质极化电势的不利影响,在测试中需倒换试验电源的极性,取两次电压表读数的平均值作为测量值(电压表采用高内阻的直流表)。测试时依次测量电压极设在1.7km、1.8km和2.0km处的电压值,3次测得的电压值如果相差超过5时,应按电压值的变化趋势重新设定电压极的位置,直至符合要求为止。

3.3测试要求

由于测试需要3条架空线路停电,影响工地的正常施工,所以测试工作应安排在星期天。为保证测试的准确性,测试应在至少连续两个晴天后进行。测试前,电流极和电压极的位置由专业测量人员放点定位。测试所用的架空线路沿线经过的变电站用跳线绕过。电流极的架空线路不能有避雷线,对有避雷线的线路需将其对沿途所有的杆塔接地点进行绝缘隔离。架空线路沿线经过的变电站要拉闸、挂警示牌。架空线引入及引出端、电流极、电压极引入处派专人连接及监护。电流极引线处有150V左右的对地电压,周围设r≥15m范围的防护栏。参加测试的操作人员应穿绝缘胶鞋,并熟知电业安全操作规程。测试人员投入试验电源前应用对讲机与各监护点取得联系,各监护点准备工作完成后,方可投入电源进行测试。

4测试数据

拱坝接地网测试记录见表1;电站接地网测试记录见表2。


5资源配置

5.1人员配置

在进水口测试地点由1名总负责人指挥整个测试工作,另有3名电工进行测试设备的布置、操作及测试数据的记录。

在测试线路处由1名负责人及7名电工进行电流极、电压极的线路连接和监护。

在测试过程中,监理、设计、业主单位的代表到达现场检查测试工作。

5.2设备、材料配置(见表3)

6结语

二滩电站总接地网主要由大坝接地网和地下厂房接地网组成,其它附属设施的接地网形成后,均与主接地网连接。针对电站总接地网最大对角线长约800m,接地电阻值要求高(<0.5Ω)的特点,在接地电阻的测试中采用了直线布置测试的方法,并选用了4台硅整流直流弧焊机串联后作为测试电源,使得测量精度得到保障。测试线路利用了现有的3条架空输电线路,既降低了测试成本,又使得测试工作安全可靠。通过测试记录表明,测试电路的电压极零电位平台区特征明显,接地电阻的测试值准确。测试结果:大坝接地网电阻值为0.221Ω;电站总接地网电阻值为0.143Ω;满足设计要求。本次测试准备工作充分,整个测试过程在1个星期天全部完成,其测试经验值得其它同类工程借鉴和参考。

来源:中华电力网
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