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(duì)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(guó)電力企業(yè)的發(fā)展，水電站接地網(wǎng)受到了國(guó)家的重視。本文通過對(duì)廖坊水電站接地網(wǎng)改造方案的探討，對(duì)山區(qū)水電站普遍存在的地勢(shì)險(xiǎn)峻、地形復(fù)雜、土壤電阻率高、建設(shè)場(chǎng)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(lái)，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(duì)立的一個(gè)矛盾是近年新建的水電站大都建在山谷或地勢(shì)狹窄的地區(qū)，往往土壤電阻率較高。因此對(duì)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(chǎng)地狹小，地勢(shì)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(cè)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(huì)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(jiǎn)便，容易了解地網(wǎng)尺寸、地網(wǎng)形狀、埋深等參數(shù)對(duì)接地體接地電阻、跨步電勢(shì)和接觸電勢(shì)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(gè)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(tái)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(tái)機(jī)組相繼建成投產(chǎn)。2013年由江西省電科院測(cè)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(kù)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(chǎng)勘測(cè)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(qǐng)江西省電科院進(jìn)行接地網(wǎng)電阻測(cè)試，接地電阻0.38Ω。

4　結(jié)語(yǔ)

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(kù)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?？尚械姆椒ā?/p>

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，?？?，副值班員，從事水電廠運(yùn)行工作。