張 東 ，張 崢 ，連春興

（1.遼寧省水利廳，遼寧 沈陽 110003；2.吉林電力有限公司長春供電公司，吉林 長春 130021；3.中水東北勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林 長春 130021）

金哨水電站二次等電位接地網(wǎng)方案探討

張 東1，張 崢2，連春興3

（1.遼寧省水利廳，遼寧 沈陽 110003；2.吉林電力有限公司長春供電公司，吉林 長春 130021；3.中水東北勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林 長春 130021）

根據(jù)《國家電網(wǎng)公司關(guān)于印發(fā)水電廠重大反事故措施的通知》中關(guān)于二次等電位接地網(wǎng)的規(guī)定，消除接地問題對(duì)二次設(shè)備的危害，文中對(duì)目前已運(yùn)行的金哨水電站開關(guān)站、中控室、繼電保護(hù)室等二次等電位接地網(wǎng)的敷設(shè)提出實(shí)施方案，以保證電站的安全運(yùn)行。

等電位接地網(wǎng)；敷設(shè)方案；金哨水電站

1 工程概況

金哨水利樞紐位于渾江干流下游遼寧省桓仁縣沙尖子鎮(zhèn)，距離太平哨水電站52 km，距離渾江口42 km。金哨水電站裝有2臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組，為發(fā)—變組單元接線，水輪發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量為42 MW，功率因數(shù)為0.85，主變壓器單臺(tái)容量為50 MVA。220 kV側(cè)為單母線接線。電站與雙嶺以一回66 kV線路連接，主變壓器容量為63 MVA。電站以一回220 kV線路送至桓仁一次變電所。

2 問題的提出

金哨水電站于2002年度機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，由于當(dāng)時(shí)沒有對(duì)二次等電位接地網(wǎng)做具體要求，二次設(shè)備接地只是簡單地用屏蔽電纜外皮或幾平方毫米的銅導(dǎo)線與一次接地網(wǎng)相連。由于金哨電站繼電保護(hù)裝置均為微機(jī)保護(hù)裝置，控制系統(tǒng)也采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，均為微機(jī)產(chǎn)品，抗干擾能力較差。因?yàn)榻鹕谒娬緸榇箅娏鹘拥叵到y(tǒng)，雖然主接地網(wǎng)的接地電阻能夠滿足相關(guān)規(guī)范要求，但是，由于系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)的入地電流較大，主接地網(wǎng)在短路電流注入點(diǎn)仍會(huì)產(chǎn)上千伏的電壓。如果二次設(shè)備的接地點(diǎn)和電纜屏蔽層隨意與一次系統(tǒng)的接地網(wǎng)相連，不僅可能會(huì)對(duì)二次設(shè)備產(chǎn)生較大危害，而且對(duì)兩端接地的控制電纜屏蔽層由于壓差作用形成電流，該電流所產(chǎn)生的交變磁場會(huì)在電纜芯線上產(chǎn)生一個(gè)干擾電壓，影響二次設(shè)備的正常運(yùn)行。故目前已不滿足“《國家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》（修訂版）的通知［2012］352號(hào)和“《國家電網(wǎng)公司關(guān)于印發(fā)水電廠重大反事故措施的通知》（國家電網(wǎng)基建）［2015］60號(hào)”對(duì)二次設(shè)備接地網(wǎng)的要求。為了保證電站的安全運(yùn)行，消除上述由于接地問題帶來對(duì)二次設(shè)備的危害，需要對(duì)金哨水電站二次等電位接地網(wǎng)進(jìn)行方案選擇并予以實(shí)施。

3 金哨水電站二次等電位接地網(wǎng)的作用

金哨水電站二次等電位接地網(wǎng)主要分為室內(nèi)和室外，室內(nèi)為主廠房和中控室等電位接地網(wǎng)，戶外為220 kV開關(guān)站等電位接地網(wǎng)。

室內(nèi)設(shè)備主要為發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路保護(hù)裝置，均為數(shù)字式微機(jī)保護(hù)裝置，其他監(jiān)視、控制設(shè)備也均為微機(jī)產(chǎn)品。這些微機(jī)設(shè)備如果不在同一等電位上，會(huì)因參考的電位不同，就可能對(duì)裝置造成誤動(dòng)或干擾。所以室內(nèi)等電位接地網(wǎng)主要作用是相互聯(lián)系的設(shè)備之間處于同一等電位上，避免發(fā)生大電流注入一次接地網(wǎng)時(shí)，因一次地網(wǎng)兩點(diǎn)間產(chǎn)生的電位差造成保護(hù)裝置誤動(dòng)或微機(jī)設(shè)備之間的通信故障。

戶外為220 kV開關(guān)站等電位接地網(wǎng)主要是解決由于二次電纜屏蔽層兩端接地，流經(jīng)電纜屏蔽層的地電流過大而燒毀二次電纜的問題。接地銅纜主要有3個(gè)作用：1）降低二次電纜屏蔽層兩端的地電位差；2）由于其并接在二次電纜屏蔽層的兩端，在兩點(diǎn)之間存在電流時(shí)能起到分流作用，從而解決了由于屏蔽層電流過大而燒毀二次電纜的問題；3）該接地銅纜要求敷設(shè)在電纜溝內(nèi)最上層的電纜支架上，因此對(duì)溝內(nèi)二次電纜可起到降低外部空間干擾的屏蔽作用。

4 敷設(shè)方案

4.1 中控室二次等電位接地網(wǎng)

由于金哨電站中央控制室布置有220 kV線路保護(hù)屏、66 kV線路保護(hù)屏、主變壓器繼電保護(hù)屏、系統(tǒng)安穩(wěn)裝置、廠用變保護(hù)和備投屏、電能量計(jì)量、故障錄波器屏及計(jì)算機(jī)控系統(tǒng)的公用LCU和交直流控制電源等設(shè)備。依據(jù)“《國家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》（修訂版）的通知［2012］352號(hào)文中15.7節(jié)二次回路應(yīng)注意的問題”要求，在主控室、保護(hù)室柜屏下層按屏柜布置的方向敷設(shè)100 mm2的專用銅纜，將該專用銅纜首末端連接，形成保護(hù)室內(nèi)矩形等電位接地網(wǎng)。等電位接地網(wǎng)采用專用小瓷瓶安裝在電纜支架上，它與電站的主接地網(wǎng)只能有一點(diǎn)連接，該等電位接地網(wǎng)在電纜橋架入口處，采用4根截面不小于50 mm2銅纜構(gòu)成共同接地點(diǎn)與一次接地扁鋼采用火泥熔接。屏柜上的接地端子用截面不小于4 mm2的多股銅線和接地銅排采用10 mm2的螺栓可靠壓接，在每列屏柜的下部設(shè)置1根截面不小于50 mm2的銅排與保護(hù)室的等電位接地網(wǎng)相采用焊接接，中控室等電位接地見圖1。

圖1 中控室等電位接地網(wǎng)方案

4.2 主廠房機(jī)旁屏二次等電位接地網(wǎng)

發(fā)電機(jī)層屏柜由于不是集中布置，在發(fā)電機(jī)層上游側(cè)每臺(tái)機(jī)組段布置有發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)屏、機(jī)組現(xiàn)地LCU屏、測溫儀表屏和機(jī)組輔助設(shè)備控制屏等。在二次屏下層按屏柜布置的方向敷設(shè)截面100 mm2的專用銅纜，將該專用銅纜首末端連接，形成主廠房等電位接地網(wǎng)。等電位接地網(wǎng)采用專用小瓷瓶安裝在電纜支架上，用1根100 mm2的專用銅纜與中控室二次等電位接地網(wǎng)焊接。屏柜上的接地端子用截面不小于4 mm2的多股銅線和接地銅排采用10 mm2的螺栓可靠壓接，在每列屏柜的下部設(shè)置1根截面不小于50 mm2的銅排主廠房發(fā)電機(jī)層的等電位接地網(wǎng)相采用焊接接，主廠房發(fā)電機(jī)層等電位接地見圖2。

圖2 主廠房發(fā)電機(jī)層二次等電位接地網(wǎng)方案

4.3 開關(guān)站二次等電位接地

因?yàn)榻鹕谒娬?20 kV開關(guān)站布置在戶外，在開關(guān)站到廠內(nèi)的電纜溝敷設(shè)一根截面100 mm2的專用銅纜，與廠內(nèi)中控室二次等電位接地網(wǎng)焊接。開關(guān)站的端子箱二次接地采用截面不小于4 mm2的多股銅線和1根截面不小于50 mm2的銅排采用10 mm2的螺栓可靠壓接。50 mm2的銅排與電纜溝敷設(shè)1根截面100 mm2的專用銅纜焊接。這樣就構(gòu)成了全廠等電位接地網(wǎng)，并且和主接地網(wǎng)只有一點(diǎn)連接。

5 結(jié) 語

金哨水電站二次等電位接地網(wǎng)的敷設(shè)，可以使二次微機(jī)設(shè)備的地電位處于一個(gè)等電位平面上，能有效的抑制電磁干擾。開關(guān)站等電位接地網(wǎng)能有效保護(hù)控制電纜屏蔽層，減少因屏蔽層環(huán)流對(duì)控制電纜芯線的電磁干擾。故在今后電站運(yùn)行維護(hù)過程中完善二次等電位接地網(wǎng)的建設(shè)，對(duì)金哨電站的安全運(yùn)行起到了保證。

［1］湯相彬.二次系統(tǒng)等電位接地網(wǎng)的敷設(shè)［J］.江西電力，2012，30（04）：57-59.

TM645.2；TV7

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1002－0624（2016）04－0063－02

2015-12-15