針對廖坊水電站接地網(wǎng)改造方案的探討

劉　江　鄭升楊　魯秋發(fā)　游赟宇　胡亙錢

（中電投江西洪門水電廠，江西鷹潭 335000）

針對廖坊水電站接地網(wǎng)改造方案的探討

劉江鄭升楊魯秋發(fā)游赟宇胡亙錢

（中電投江西洪門水電廠，江西鷹潭 335000）

水電站接地網(wǎng)是電力企業(yè)發(fā)展中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，近幾年，伴隨著我國電力企業(yè)的發(fā)展，水電站接地網(wǎng)受到了國家的重視。本文通過對廖坊水電站接地網(wǎng)改造方案的探討，對山區(qū)水電站普遍存在的地勢險(xiǎn)峻、地形復(fù)雜、土壤電阻率高、建設(shè)場地狹小等因素造成接地電阻普遍偏高的現(xiàn)象進(jìn)行分析，依據(jù)廖坊水電站的成功改造經(jīng)驗(yàn)，提出水下接地網(wǎng)的改造方法。

水電站接地網(wǎng) 廖坊 改造方案

1　引言

近年來，由于電力系統(tǒng)容量的迅速擴(kuò)大，入地短路電流大幅升高，為了保證電力系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行，更加要求降低接地電阻值。然而與此對立的一個矛盾是近年新建的水電站大都建在山谷或地勢狹窄的地區(qū)，往往土壤電阻率較高。因此對這類問題必須進(jìn)行專門的研究，提出相應(yīng)的解決方案。

2　接地電阻偏高的原因分析

（1）土壤電阻率偏高。水電站大都建設(shè)在山谷，場地狹小，地勢險(xiǎn)峻。往往造成水電站建設(shè)區(qū)域土層較薄，土質(zhì)大都為風(fēng)化石土壤，或碎石土壤。水電站四周測量土壤電阻率一般都在1000-2000Ω.m，造成一定的接地網(wǎng)面積下，降阻難度更大。同時(shí)施工中，由于地質(zhì)條件原因限制，接地網(wǎng)水平接地體、垂直接地體往往埋深不夠，由于接地體浮在表層，造成接地體不能與大地緊密接觸，降阻效果不理想。

（2）水電站接地體的接地電阻與大地電阻率分布有密切關(guān)系，而土壤電阻率一般都是非均勻的，即電阻率在各點(diǎn)不完全一樣。實(shí)際工程中不會也不可能詳細(xì)了解大地的電阻率分布情況。因此，在接地計(jì)算中通常近似采用均勻和分層均勻的土壤結(jié)構(gòu)模型。均勻土壤結(jié)構(gòu)模型假定大地土壤電阻率都是一致的，盡管與實(shí)際情況不符，但這種模型計(jì)算簡便，容易了解地網(wǎng)尺寸、地網(wǎng)形狀、埋深等參數(shù)對接地體接地電阻、跨步電勢和接觸電勢的影響。但當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較為負(fù)責(zé)時(shí)，水電站的土壤結(jié)構(gòu)模型就應(yīng)按照立體結(jié)構(gòu)或三層結(jié)構(gòu)進(jìn)行考慮。正是這個原因，造成設(shè)計(jì)值與實(shí)際值有較大的誤差，水電站實(shí)際電阻值往往較高。

3　水電站水下接地網(wǎng)改造方案

廖坊水電站位于江西省撫州市干流中游，正常蓄水位65米，防洪限制水位61米，死水位61米。裝設(shè)3臺16.5MW燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量49.5MW，設(shè)計(jì)年發(fā)電量1.55kW·h時(shí)。至2006年9月底，3臺機(jī)組相繼建成投產(chǎn)。2013年由江西省電科院測得主接地網(wǎng)接地電阻值為0.745Ω，超過規(guī)程要求。

現(xiàn)有接地降阻方式主要為:外引接地、深井接地、增大接地網(wǎng)面積、降阻劑等降阻方式。考慮廖坊水電站下游較為平坦，庫水土壤電阻率較低，考慮接地網(wǎng)的屏蔽效應(yīng)及散流系數(shù)，在下游外引接地水下地網(wǎng)，并添加一定數(shù)量的離子接地極，以達(dá)到降阻效果（圖1）。

（1）根據(jù)現(xiàn)場勘測情況，采用外引接地網(wǎng)方式進(jìn)行降阻，擴(kuò)大接地網(wǎng)面積。（2）沿水電站河岸選取合適位置敷設(shè)水平接地網(wǎng)。水平接地極選用-60×6mm熱鍍鋅扁鋼，埋深不小于0.6m；敷設(shè)成不小于6m× 6m的網(wǎng)格狀地網(wǎng)。（3）沿水平接地極，間隔不小于5米敷設(shè)垂直離子接地極，埋深不小于0.6m。共計(jì)40根。（4）新建地網(wǎng)與原地網(wǎng)不少于兩點(diǎn)連接，形成聯(lián)合地網(wǎng)。（5）聯(lián)合地網(wǎng)接地電阻值不大于0.4Ω（圖2）。

水下接地網(wǎng)計(jì)算如下:

接地網(wǎng)接地電阻:

式中:水下綜合土壤電阻率1 0 00 Ω.m，水下接地網(wǎng)面積8100m2。

離子接地極接地電阻:

復(fù)合接地網(wǎng)聯(lián)合接地電阻:

經(jīng)過計(jì)算接地電阻滿足≤0.5Ω，符合規(guī)程要求。2014年邀請江西省電科院進(jìn)行接地網(wǎng)電阻測試，接地電阻0.38Ω。

4　結(jié)語

水電站由于土壤電阻率高、土質(zhì)差、土層薄、接地體埋深不夠造成接地電阻偏高。再加上土壤結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性造成接地網(wǎng)的散流介質(zhì)分布不均勻，導(dǎo)電特性差異大，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況出入較大。因此水電站接地降阻應(yīng)因地制宜，選擇在庫區(qū)低土壤電阻率的水下建設(shè)地網(wǎng)，可以有效增大接地面積，散流介質(zhì)均勻等特點(diǎn)，是水電站接地改造非常可行的方法。

劉江（1986.09—），男，漢族，湖北黃岡人，助理工程師，本科文化，從事水電廠管理、電氣等工作；鄭升楊（1988.03—），男，漢族，江西鷹潭人，助理工程師，本科文化，從事水電廠管理、機(jī)械等工作；魯秋發(fā)（1987.06—），男，漢族，江西上饒人，助理工程師，本科文化，從事水電廠管理、機(jī)械等工作；赟游宇（1988.10—），男，漢族，江西撫州人，助理工程師，本科文化，從事水電廠管理、電氣等工作；胡亙錢（1989.3—）男，漢族，江西景德鎮(zhèn)人，專科，副值班員，從事水電廠運(yùn)行工作。