大崗山水電站獨(dú)立單元接地網(wǎng)試驗(yàn)方案

1、大崗山水電站接地網(wǎng)試驗(yàn)方案報(bào)批稿 SCZD/FA14-××× 編號(hào): SCZD/FA14-×××中國(guó)水利水電第七工程局有限公司大崗山機(jī)電設(shè)備安裝項(xiàng)目部大崗山水電站接地網(wǎng)試驗(yàn)方案四川中鼎科技有限公司2014年10月1批準(zhǔn)：審核：編寫： 徐 超 目 錄1 試驗(yàn)?zāi)康?2 試驗(yàn)依據(jù)33 試驗(yàn)條件33.1 自然條件33.2 工程進(jìn)度44 接地阻抗測(cè)量54.1 接地阻抗測(cè)量原理54.2 接地阻抗測(cè)量方法74.3接地阻抗測(cè)量主要儀器設(shè)備84.4 接地阻抗測(cè)量試驗(yàn)接線方式84.5 各個(gè)單元接地網(wǎng)測(cè)試實(shí)堪114.6 接地阻抗試驗(yàn)參數(shù)估算145 組織措施

2、166 安全措施167 試驗(yàn)組織及參加人員161 試驗(yàn)?zāi)康臑楸Ｕ洗髰徤剿娬镜陌踩懂a(chǎn)運(yùn)行，本次試驗(yàn)擬定在大崗山水電站各個(gè)單元接地網(wǎng)已經(jīng)形成并未相互連接，對(duì)大崗山水電站的各個(gè)獨(dú)立單元接地網(wǎng)分別進(jìn)行接地阻抗、電氣導(dǎo)通性測(cè)量。檢驗(yàn)其接地網(wǎng)是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)的要求。2 試驗(yàn)依據(jù)DL/T 621-1997交流電氣裝置的接地；DL/T 475-2006接地裝置特性參數(shù)測(cè)量導(dǎo)則；GB50150-2006電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。3 試驗(yàn)條件3.1 自然條件按DL/T 475-2006接地裝置特性參數(shù)測(cè)量導(dǎo)則5.2條規(guī)定“應(yīng)盡量在干燥季節(jié)和土壤未凍結(jié)時(shí)進(jìn)行；不應(yīng)在雷、雨、雪中或雨、雪后立即進(jìn)

3、行?！卑碐B50150-2006電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)1.0.7條規(guī)定，氣溫范圍為1040，空氣相對(duì)濕度應(yīng)80%。為保障試驗(yàn)人員和設(shè)備的安全，試驗(yàn)期間大氣風(fēng)速應(yīng)3m/s。3.2 工程進(jìn)度大崗山水電站接地網(wǎng)包括大壩接地網(wǎng)、泄洪洞接地網(wǎng)、廠房及尾水接地網(wǎng)、各埋地級(jí)、接地線、獨(dú)立避雷針、避雷線等組成。各個(gè)接地單元均已安裝完成。4 接地阻抗測(cè)量4.1 接地阻抗測(cè)量原理接地阻抗是當(dāng)電流由接地體注入土壤時(shí)，土壤中呈現(xiàn)的阻抗，包括了接地體與設(shè)備間的連線、接地體本身和接地體與土壤間阻抗中總和。其數(shù)值為接地體對(duì)大地零電位點(diǎn)的電壓和流經(jīng)接地體電流的比值。按通過接地體流入地中的沖擊電流，求得的接地阻抗

4、，為沖擊接地阻抗；按通過接地體流入地中的工頻電流求得的接地阻抗，為工頻接地阻抗。DL/T 475-2006接地裝置特性參數(shù)測(cè)量導(dǎo)則6.1.1條推薦，頻率宜在40Hz60Hz范圍，異于工頻又盡量接近工頻。故本次接地阻抗測(cè)量為工頻接地阻抗測(cè)量。被測(cè)電站土壤電阻率因測(cè)量深度和測(cè)量位置不同而不同，且地體的深度和結(jié)構(gòu)也不規(guī)則。但為簡(jiǎn)化計(jì)算，設(shè)土壤電阻率為等值均勻分布的，設(shè)接地體為半球形。接線原理如圖4.1-1所示：圖4.1-1 三極法測(cè)量接地阻抗原理示意圖圖4.1-1說明：1接地體；2電壓極；3電流極；d121、2電極間的距離；d131、3電極間的距離；d232、3電極間的距離在接地體周圍的電流密度大，

5、致使電壓梯度大。而電流密度的大小與距接地體距離的平方成反比，因此在一定范圍外，由于電流密度接近于零，該處可視作大地的零電位。如果電流極不置于無(wú)窮遠(yuǎn)處，則電壓極必須在電流極與被測(cè)接地體兩者中間，距接地體處，即可測(cè)得接地體的真實(shí)接地阻抗值。此方法稱作為補(bǔ)償法或0.618法。這一結(jié)論的應(yīng)用是有范圍的，與假設(shè)的前提有關(guān)。即僅在接地體為半球形，球形中心位置已知，土壤的阻抗率一致、鏡象的影響忽略不計(jì)下適用。但實(shí)際大崗山水電站的接地網(wǎng)是不規(guī)則的，前述的土壤電阻率也不一致。但不論接地體的形狀如何，其等電位面距其中心越遠(yuǎn)，其形狀越接近于半球形；并在論證一個(gè)電極作用時(shí)，忽略了另一個(gè)電極的存在，也只有在極距足夠大的

6、情況下才真實(shí)。4.2 接地阻抗測(cè)量方法測(cè)量接地阻抗的方法分為電壓、電流和功率表法，比率計(jì)法和電橋法。DL/T 475-2006接地裝置特性參數(shù)測(cè)量導(dǎo)則3.4條大型接地裝置的定義為， “110kV及以上電壓等級(jí)變電所的接地裝置，裝機(jī)容量在200MW以上的火電廠和水電廠的接地裝置，或者等效面積在5000m2以上的接地裝置?！?.1.1條規(guī)定“采用工頻電流測(cè)試大型接地裝置的工頻特性參數(shù)，則應(yīng)采用獨(dú)立電源或經(jīng)隔離變壓器供電，并盡可能加大試驗(yàn)電流，試驗(yàn)電流不宜小于50A”。大崗山水電站的升壓站的電壓等級(jí)為500kV，各個(gè)獨(dú)立單元接地網(wǎng)對(duì)角線總長(zhǎng)度超過500m，故為大型接地裝置。比率計(jì)法和電橋法采測(cè)量設(shè)備

7、容量限制，不宜采用。本方案擬采用電壓、電流和功率表法。接線原理如圖4.2-1所示：圖5.2-1 三極法測(cè)量接地阻抗原理示意圖圖4.2-1說明：B變頻試驗(yàn)電源；V電壓表；A電流表；W低功率瓦特表；1接地體；2電壓極；3電流極通過試驗(yàn)電源施加電壓后，同時(shí)讀取電壓、電壓和功率值，由式4.2-1可計(jì)算出接地阻抗，即 (式4.2-1) (式4.2-2)式4.2-1和式4.2-2說明：接地阻抗()；接地電阻()；實(shí)測(cè)電壓(V)；實(shí)測(cè)電流(A)；P實(shí)測(cè)功率(W)。4.3接地阻抗測(cè)量主要儀器設(shè)備和材料表4.3-1 接地阻抗測(cè)量主要儀器設(shè)備名 稱型號(hào)編 號(hào)測(cè)量范圍接地網(wǎng)測(cè)試裝置3-006/050A電壓表T513

8、07420400V電流表D641021305A低功率因素瓦特表D34/1-W311.19/電流互感器HL-55071022000/5表4.3-2 接地阻抗測(cè)量主要材料名 稱單位數(shù)量測(cè)試接地樁根15測(cè)試電纜米150004.4 接地阻抗測(cè)量試驗(yàn)接線方式測(cè)量大型水電站的接地阻抗有兩種接線方式：電極直線布置法和電極三角形布置法。因大崗山水電站位于山區(qū)、河谷地帶，雖然三角形布置法有引線互感小、受土壤阻抗率不均勻影響小等優(yōu)點(diǎn)，但由于道路交通不方便，本方案擬采用電極直線布置法。按DL/T 475-2006接地裝置特性參數(shù)測(cè)量導(dǎo)則之6.2.12條要求，電流極與接地體邊緣之間的距離，取接地體最大對(duì)角線度D的46

9、倍，以使其間的電位分布在一個(gè)比較平緩的區(qū)段，一般約為50%60%的。測(cè)量時(shí)，將電壓極沿接地體和電流極方向移動(dòng)3次，每次移動(dòng)的距離為的5%左右，3次測(cè)量得接地阻抗的差值小于5%即可。然后取3個(gè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值，作為接地體的接地阻抗。根據(jù)業(yè)主提供大崗山水電站各個(gè)單元接地網(wǎng)最大對(duì)角線長(zhǎng)度分別為：廠房及尾水接地網(wǎng)D(約1000m)，那么至少應(yīng)為4.0km6.0km；大壩接地網(wǎng)D(約600m)，那么至少應(yīng)為2.4km3.6km；泄洪洞接地網(wǎng)D(約1000m)，那么至少應(yīng)為4.0km6.0km。本方案將采用工頻大電流分別對(duì)大崗山水電站廠房及尾水接地網(wǎng)、大壩接地網(wǎng)、泄洪洞接地網(wǎng)三個(gè)獨(dú)立接地單元在未連接之前進(jìn)

10、行接地阻抗測(cè)試。擬將試驗(yàn)電流增加到50A，采用截面積為15mm2的銅導(dǎo)線做電流線。電纜敷設(shè)路線擬利用現(xiàn)有沿江公路敷設(shè)電流線，電壓測(cè)試導(dǎo)線采用同軸電纜和電流線平行敷設(shè)。具體試驗(yàn)接線原理圖，如下圖4.4-1所示。第 9 頁(yè) 共16頁(yè) 大崗山水電站水電站接地網(wǎng)試驗(yàn)方案報(bào)批稿 SCZD/FA14-179圖4.4-1 大崗山水電站單元各個(gè)接地網(wǎng)阻抗測(cè)量原理接線示意圖大崗山水電站接地網(wǎng)試驗(yàn)方案報(bào)批稿 SCZD/FA14-××× 4.5 各個(gè)單元接地網(wǎng)測(cè)試實(shí)堪4.5.1 廠房及尾水接地網(wǎng)阻抗測(cè)試GPS實(shí)堪 大崗山水電站廠房及尾水接地網(wǎng)阻抗測(cè)試GPS勘測(cè)如下圖4.5.1-1所示。

11、圖4.5.1-1廠房及尾水地網(wǎng)測(cè)試衛(wèi)星地圖圖4.5.1-1說明：A接地體（大崗山水電站廠房及尾水接地網(wǎng)）；B電壓極（需現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置）；C電流極（需現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置）。表4.5.1-1廠房及尾水接地網(wǎng)測(cè)試電壓極、電流極GPS實(shí)測(cè)位置測(cè)量地點(diǎn)緯度經(jīng)度大崗山水電站廠房及尾水接地網(wǎng)N29°26.201E102°13.691電流極N29°24.964E102°14.035電壓極N29°24.041E102°13.887表4.5.1-2廠房及尾水接地網(wǎng)測(cè)試電壓極、電流極GPS實(shí)測(cè)距離及角度項(xiàng)目實(shí)測(cè)地表距離(km)角度（°）大崗山水電站廠房及尾水接地

12、網(wǎng)至電流極4.15175大崗山水電站廠房及尾水接地網(wǎng)至電壓極2.57175表4.5.1-2注：角度為以大崗山水電站廠房及尾水接地網(wǎng)測(cè)試點(diǎn)為原點(diǎn)，正北方向?yàn)?°。4.5.2 大壩接地網(wǎng)阻抗測(cè)試GPS實(shí)堪 大崗山水電站大壩接地網(wǎng)阻抗測(cè)試GPS勘測(cè)如下圖5.5.2-1所示。圖4.5.2-1大壩地網(wǎng)測(cè)試衛(wèi)星地圖圖4.5.2-1說明：A接地體（大崗山水電站大壩接地網(wǎng)）；B電壓極（需現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置）；C電流極（需現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置）。表4.5.2-1大壩接地網(wǎng)測(cè)試電壓極、電流極GPS實(shí)測(cè)位置測(cè)量地點(diǎn)緯度經(jīng)度大崗山水電站大壩接地網(wǎng)N29°26.766E102°13.259電流極N29°

13、;25.633E102°14.271電壓極N29°26.184E102°13.940表4.5.2-2大壩接地網(wǎng)測(cè)試電壓極、電流極GPS實(shí)測(cè)距離及角度項(xiàng)目實(shí)測(cè)地表距離(km)角度（°）大崗山水電站大壩接地網(wǎng)至電流極2.68142大崗山水電站大壩接地網(wǎng)至電壓極2.57142表4.5.2-2注：角度為以大崗山水電站大壩接地網(wǎng)測(cè)試點(diǎn)為原點(diǎn)，正北方向?yàn)?°。4.5.3 泄洪洞接地網(wǎng)阻抗測(cè)試GPS實(shí)堪 大崗山水電站泄洪洞接地網(wǎng)阻抗測(cè)試GPS勘測(cè)如下圖4.5.3-1所示。圖4.5.3-1泄洪洞地網(wǎng)測(cè)試衛(wèi)星地圖圖4.5.3-1說明：A接地體（大崗山水電站泄洪洞

14、接地網(wǎng)）；B電壓極（需現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置）；C電流極（需現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置）。表4.5.3-1泄洪洞接地網(wǎng)測(cè)試電壓極、電流極GPS實(shí)測(cè)位置測(cè)量地點(diǎn)緯度經(jīng)度大崗山水電站泄洪洞接地網(wǎng)N29°26.473E102°12.877電流極N29°24.615E102°14.201電壓極N29°25.247E102°13.743表4.5.3-2泄洪洞接地網(wǎng)測(cè)試電壓極、電流極GPS實(shí)測(cè)距離及角度項(xiàng)目實(shí)測(cè)地表距離(km)角度（°）大崗山水電站泄洪洞接地網(wǎng)至電流極4.06148大崗山水電站泄洪洞接地網(wǎng)至電壓極2.57148表4.5.3-2注：角度為以大崗山水電站泄

15、洪洞接地網(wǎng)測(cè)試點(diǎn)為原點(diǎn)，正北方向?yàn)?°。4.6 接地阻抗試驗(yàn)參數(shù)估算大崗山水電站各個(gè)獨(dú)立單元接地網(wǎng)至已經(jīng)勘測(cè)測(cè)試用電流級(jí)直線距離長(zhǎng)度為2.684.15km，沿江敷設(shè)測(cè)試用電流線長(zhǎng)度達(dá)到59km并使用15mm2銅導(dǎo)線進(jìn)行敷設(shè)其阻值估計(jì)為6.2611.28W。預(yù)計(jì)大崗山水電站各個(gè)獨(dú)立單元接地網(wǎng)的接地阻抗在0.050.5W間，那么電流回路總的阻抗約為6.3111.33W。在電流極，也就是在已勘測(cè)電流極處流入50A電流時(shí)，“B”點(diǎn)附近的電壓極將產(chǎn)生電壓，若大崗山水電站各個(gè)獨(dú)立單元接地網(wǎng)的接地阻抗在0.050.5W間，那么電壓極將產(chǎn)生2.525V的交流電壓。通過同軸電纜送人電壓表，由于電壓回路

16、中線路阻抗遠(yuǎn)小于電壓表和低功率瓦特表內(nèi)阻，故電流很小，線損對(duì)于測(cè)量結(jié)果的影響可忽略。接地阻抗模量值通過圖4.4-1中電壓表讀數(shù)除以電流表讀數(shù)，再除以2倍電流互感器變比（2000/5）可得。即 (式4.6-1)式4.6-1說明：實(shí)測(cè)的阻抗模量值()；實(shí)測(cè)電壓有效值(V)；實(shí)測(cè)電流有效值(A)；400電流互感器變比。接地電阻值通過圖4.4-1中電壓表讀數(shù)平方值除以低功率瓦特表讀數(shù)，再除以2倍電流互感器變比（2000/5）可得。即 (式4.6-2)式4.6-2說明：實(shí)測(cè)的電阻值()；實(shí)測(cè)電壓有效值(V)；實(shí)測(cè)功率值(A)；22臺(tái)并聯(lián)的電源系數(shù)；400電流互感器變比。接地阻抗中的電感值可通過計(jì)算公式得

17、出 (式4.6-3)式4.6-3說明：接地阻抗中的電感值(H)；實(shí)測(cè)的阻抗模量值()；實(shí)測(cè)的電阻值()；測(cè)量電源的頻率。由此可求得接地阻抗的表達(dá)式 (式4.6-4)式4.6-4說明：接地阻抗；實(shí)測(cè)的電阻值()；接地阻抗中的電感值(H)；角頻率。據(jù)計(jì)算，測(cè)量用表計(jì)滿足試驗(yàn)要求。5 組織措施接地阻抗測(cè)試將由項(xiàng)目經(jīng)理統(tǒng)一指揮，并安排總工程師1人、副經(jīng)理1人、安全督察1人，分管測(cè)試工作，并安排四個(gè)生產(chǎn)班組（電氣班、試驗(yàn)班、起重班、維護(hù)班）共同實(shí)施。接地阻抗測(cè)試組織機(jī)構(gòu)如下所示：總工程師電氣班項(xiàng)目經(jīng)理項(xiàng)目經(jīng)理試驗(yàn)班起重班維護(hù)班副總經(jīng)理工程管理部調(diào)度室安全管理部設(shè)備物資部經(jīng)營(yíng)管理部綜合辦公室6 安全措施（1） 測(cè)試中必須堅(jiān)持“安全第一，預(yù)防為主”的方針，認(rèn)真貫徹“安全生產(chǎn)，人人有責(zé)”的原則，堅(jiān)持執(zhí)行國(guó)家有關(guān)安全生產(chǎn)的