官地水電站引水發電系統接地網接地電阻測試

孫文勇，白 錦

(中國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，是雅礱江水電規劃五級開發的第三個梯級電站。電站引水發電系統采用單機單管供水，共裝有4臺單機容量為60萬kW的水輪發電機組，總裝機容量240萬kW。電站引水發電系統采用右岸地下廠房布置方案，由進水口、引水隧洞、主、副廠房、母線洞、主變室、出線洞、尾水管及連接洞、尾水調壓室、尾水隧洞及地面開關站等組成。在這些建筑內均分布有大量的機電設備，為了使設備安全可靠的運行，各建筑物均有自身的接地網。各接地網連接起來，構成了引水發電系統的接地網，設計要求接地網的接地電阻應≤0.5 Ω。接地網的直埋接地導體采用50×6 mm的鍍鋅扁鋼，固定樁采用Φ25 mm的鍍鋅圓鋼。引水發電系統接地網平面布置圖見圖1。

圖1 引水發電系統接地網平面布置圖

2 測試方案

2.1 測試原理

按照《電力設備接地設計技術規程》(SDJ 8—79)附錄六的規定，發電廠和變電所接地網接地電阻的測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取接地網最大對角線長度D的4～5倍，d12取d13的50% ～60%，并且在d12點前后5%倍d13距離處再補測兩點，如果在d13及d13前后5%處3次測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，電壓表的讀數也是準確可信的。此時，取其3點電壓表的算術平均值計算接地網的接地電阻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 測試方案的比較

由于引水發電系統接地網的最大對角線長度約為1 500 m，若采用三角形布置法時，電流極一側為山體，布置電流極極為困難，測試難度加大;若采用直線布置法測試時，電流極與接地網出線點的距離約為7 500 m，電壓極距出線點的距離為3 000、3 750、4 500 m。根據現場情況，可選擇尾水洞出口配電房的接地網為出線點，電流極、電壓極選擇沿著進廠交通洞、官地大橋、金打公路敷設(圖5)。

圖5 測試方案比較示意圖

通過對以上兩種方案的分析和比較，擬定本次測量中選用直線布置法較為可靠。

2.3 測試電源的選擇

試驗電源選用DZ2510型變頻抗干擾接地網接地電阻測試儀。

儀器主要技術參數:

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

2)測量準確度:±(讀數 ×1%+0.01 Ω)。

3)接線方式:標準四極法。

4)試驗電源:交流0～400 V/0～5 A(測量跨步電壓時允許連續工作)。

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

6)主要保護:接地保護、觸電保護、誤接380 V等保護、聲光報警等功能。

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

8)數據存儲:存儲100組測量數據。

9)計算機接口:標準RS－232接口，USB接口。

3 現場測試

按照DZ2510型變頻抗干擾接地網接地電阻測試儀的測試要求，根據現場實際情況，選用45.0/55.0 Hz自動雙變頻，電壓極在 3.0、3.75、4.5 km 時分別進行電流為 3、4、5 A 的接地電阻測試。電流極、電壓極引入處派專人連接及監護。測試人員在開始測試前應與各監護點取得聯系，確認各監護點準備工作完成后，方可接入電源進行測試。

4 測試數據

測試數據見表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 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 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 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 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 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 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 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 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 變頻

5 資源配置

5.1 人員配置

根據測試需求，在尾水出口配電房測試點安排1名測試總負責人和3名專業電氣人員進行測試工作的設備安置、操作和數據記錄。在測試線路上布置3人看護線路，在電壓極和電流極處再各安排3人監護，保證測試是的安全。

5.2 設備、材料配置

設備、材料配置見表2。

表2 設備、材料配置表

6 測試結果

測試結果見表3。

表3 測試結果表

由上述測試結果可以看出，本次測試接地電阻為0.320 Ω，滿足設計要求(設計值為≤0.5 Ω)。

7 結語

本次接地網接地電阻測試采用新設備、新儀器、新方法，既滿足了測試要求，又使得測試工作安全、可靠、準確。測試記錄表明，測試電路的電壓極零電位特征明顯，接地電阻的測試值準確，說明該測試方案成果可靠，符合工程實際，具有較強的實用性。

[1]趙玉林.高電壓技術[M].北京:中國電力出版社，2008.

[2]吳廣寧.高電壓技術[M].北京:機械工業出版社，2007.

[3]戴憲濱.發電廠電氣部分[M].北京:中國水利水電出版社，2008.