官地水电站引水发电系统接地网接地电阻测试

孙文勇，白 锦

(中国水利水电第六工程局有限公司，辽宁丹东118000)

1 概述

官地水电站位于四川省凉山彝族自治与盐源县交界的雅砻江干流河段上，是雅砻江水电规划五级开发的第三个梯级电站。电站引水发电系统采用单机单管供水，共装有4台单机容量为60万kW的水轮发电机组，总装机容量240万kW。电站引水发电系统采用右岸地下厂房布置方案，由进水口、引水隧洞、主、副厂房、母线洞、主变室、出线洞、尾水管及连接洞、尾水调压室、尾水隧洞及地面开关站等组成。在这些建筑内均分布有大量的机电设备，为了使设备安全可靠的运行，各建筑物均有自身的接地网。各接地网连接起来，构成了引水发电系统的接地网，设计要求接地网的接地电阻应≤0.5 Ω。接地网的直埋接地导体采用50×6 mm的镀锌扁钢，固定桩采用Φ25 mm的镀锌圆钢。引水发电系统接地网平面布置图见图1。

图1 引水发电系统接地网平面布置图

2 测试方案

2.1 测试原理

按照《电力设备接地设计技术规程》(SDJ 8—79)附录六的规定，发电厂和变电所接地网接地电阻的测量可采用以下两种方法之一:

1)直线布置法(图2)。图2中一般情况下d13取接地网最大对角线长度D的4～5倍，d12取d13的50% ～60%，并且在d12点前后5%倍d13距离处再补测两点，如果在d13及d13前后5%处3次测得的接地电阻值相差≤5%，则证明电压极在零电位处，如图3，这就说明电压极的选择正确，电压表的读数也是准确可信的。此时，取其3点电压表的算术平均值计算接地网的接地电阻R=U/I。

图2 直线法布置图

2)三角形布置法(图4)。图4中:d12=d13≥2D，电压极与电流极的夹角≈30°。

图3 电压极位置示意图

图4 三角形法布置图

2.2 测试方案的比较

由于引水发电系统接地网的最大对角线长度约为1 500 m，若采用三角形布置法时，电流极一侧为山体，布置电流极极为困难，测试难度加大;若采用直线布置法测试时，电流极与接地网出线点的距离约为7 500 m，电压极距出线点的距离为3 000、3 750、4 500 m。根据现场情况，可选择尾水洞出口配电房的接地网为出线点，电流极、电压极选择沿着进厂交通洞、官地大桥、金打公路敷设(图5)。

图5 测试方案比较示意图

通过对以上两种方案的分析和比较，拟定本次测量中选用直线布置法较为可靠。

2.3 测试电源的选择

试验电源选用DZ2510型变频抗干扰接地网接地电阻测试仪。

仪器主要技术参数:

1)接地电阻和接地阻抗测量范围为0～5 000 Ω，分辨率为0.001 mΩ。

2)测量准确度:±(读数 ×1%+0.01 Ω)。

3)接线方式:标准四极法。

4)试验电源:交流0～400 V/0～5 A(测量跨步电压时允许连续工作)。

5)试验频率:45/50/55/60/65 Hz单频，45/55、55/65、47.5/52.5 Hz自动双变频。

6)主要保护:接地保护、触电保护、误接380 V等保护、声光报警等功能。

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

8)数据存储:存储100组测量数据。

9)计算机接口:标准RS－232接口，USB接口。

3 现场测试

按照DZ2510型变频抗干扰接地网接地电阻测试仪的测试要求，根据现场实际情况，选用45.0/55.0 Hz自动双变频，电压极在 3.0、3.75、4.5 km 时分别进行电流为 3、4、5 A 的接地电阻测试。电流极、电压极引入处派专人连接及监护。测试人员在开始测试前应与各监护点取得联系，确认各监护点准备工作完成后，方可接入电源进行测试。

4 测试数据

测试数据见表1。

电压极为3.0 km 电压极为3.75 km 电压极为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地网 变频f1=45.0 Hz f2=55.0 Hz I=3.0 A V=5.1 V Z=1.836 Ω R=0.341 Ω地网 变频f1=45.0 Hz f2=55.0 Hz I=3.1 A V=5.0 V Z=1.688 Ω R=0.338 Ω地网 变频f1=45.0 Hz f2=55.0 Hz I=4.1 A V=7.0 V Z=1.806 Ω R=0.102 Ω地网 变频f1=45.0 Hz f2=55.0 Hz I=4.2 A V=7.1 V Z=1.807 Ω R=0.384 Ω地网 变频f1=45.0 Hz f2=55.0 Hz I=3.9 A V=5.0 V Z=1.666 Ω R=0.368 Ω地网 变频f1=45.0 Hz f2=55.0 Hz I=5.1 A V=8.1 V Z=1.812 Ω R=0.222 Ω地网 变频f1=45.0 Hz f2=55.0 Hz I=5.1 A V=8.6 V Z=1.799 Ω R=0.378 Ω地网 变频f1=45.0 Hz f2=55.0 Hz I=5.1 A V=7.6 V Z=1.660 Ω R=0.361 Ω地网 变频

5 资源配置

5.1 人员配置

根据测试需求，在尾水出口配电房测试点安排1名测试总负责人和3名专业电气人员进行测试工作的设备安置、操作和数据记录。在测试线路上布置3人看护线路，在电压极和电流极处再各安排3人监护，保证测试是的安全。

5.2 设备、材料配置

设备、材料配置见表2。

表2 设备、材料配置表

6 测试结果

测试结果见表3。

表3 测试结果表

由上述测试结果可以看出，本次测试接地电阻为0.320 Ω，满足设计要求(设计值为≤0.5 Ω)。

7 结语

本次接地网接地电阻测试采用新设备、新仪器、新方法，既满足了测试要求，又使得测试工作安全、可靠、准确。测试记录表明，测试电路的电压极零电位特征明显，接地电阻的测试值准确，说明该测试方案成果可靠，符合工程实际，具有较强的实用性。

[1]赵玉林.高电压技术[M].北京:中国电力出版社，2008.

[2]吴广宁.高电压技术[M].北京:机械工业出版社，2007.

[3]戴宪滨.发电厂电气部分[M].北京:中国水利水电出版社，2008.