針對廖坊水電站接地網改造方案的探討

劉　江　鄭升楊　魯秋發　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改造方案的探討

劉江鄭升楊魯秋發游赟宇胡亙錢

（中電投江西洪門水電廠，江西鷹潭 335000）

水電站接地網是電力企業發展中的關鍵環節，近幾年，伴隨著我國電力企業的發展，水電站接地網受到了國家的重視。本文通過對廖坊水電站接地網改造方案的探討，對山區水電站普遍存在的地勢險峻、地形復雜、土壤電阻率高、建設場地狹小等因素造成接地電阻普遍偏高的現象進行分析，依據廖坊水電站的成功改造經驗，提出水下接地網的改造方法。

水電站接地網 廖坊 改造方案

1　引言

近年來，由于電力系統容量的迅速擴大，入地短路電流大幅升高，為了保證電力系統的安全、可靠運行，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，往往土壤電阻率較高。因此對這類問題必須進行專門的研究，提出相應的解決方案。

2　接地電阻偏高的原因分析

（1）土壤電阻率偏高。水電站大都建設在山谷，場地狹小，地勢險峻。往往造成水電站建設區域土層較薄，土質大都為風化石土壤，或碎石土壤。水電站四周測量土壤電阻率一般都在1000-2000Ω.m，造成一定的接地網面積下，降阻難度更大。同時施工中，由于地質條件原因限制，接地網水平接地體、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系，而土壤電阻率一般都是非均勻的，即電阻率在各點不完全一樣。實際工程中不會也不可能詳細了解大地的電阻率分布情況。因此，在接地計算中通常近似采用均勻和分層均勻的土壤結構模型。均勻土壤結構模型假定大地土壤電阻率都是一致的，盡管與實際情況不符，但這種模型計算簡便，容易了解地網尺寸、地網形狀、埋深等參數對接地體接地電阻、跨步電勢和接觸電勢的影響。但當地質條件較為負責時，水電站的土壤結構模型就應按照立體結構或三層結構進行考慮。正是這個原因，造成設計值與實際值有較大的誤差，水電站實際電阻值往往較高。

3　水電站水下接地網改造方案

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3臺16.5MW燈泡貫流式水輪發電機組，總裝機容量49.5MW，設計年發電量1.55kW·h時。至2006年9月底，3臺機組相繼建成投產。2013年由江西省電科院測得主接地網接地電阻值為0.745Ω，超過規程要求。

現有接地降阻方式主要為:外引接地、深井接地、增大接地網面積、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，考慮接地網的屏蔽效應及散流系數，在下游外引接地水下地網，并添加一定數量的離子接地極，以達到降阻效果（圖1）。

（1）根據現場勘測情況，采用外引接地網方式進行降阻，擴大接地網面積。（2）沿水電站河岸選取合適位置敷設水平接地網。水平接地極選用-60×6mm熱鍍鋅扁鋼，埋深不小于0.6m；敷設成不小于6m× 6m的網格狀地網。（3）沿水平接地極，間隔不小于5米敷設垂直離子接地極，埋深不小于0.6m。共計40根。（4）新建地網與原地網不少于兩點連接，形成聯合地網。（5）聯合地網接地電阻值不大于0.4Ω（圖2）。

水下接地網計算如下:

接地網接地電阻:

式中:水下綜合土壤電阻率1 0 00 Ω.m，水下接地網面積8100m2。

離子接地極接地電阻:

復合接地網聯合接地電阻:

經過計算接地電阻滿足≤0.5Ω，符合規程要求。2014年邀請江西省電科院進行接地網電阻測試，接地電阻0.38Ω。

4　結語

水電站由于土壤電阻率高、土質差、土層薄、接地體埋深不夠造成接地電阻偏高。再加上土壤結構的復雜性造成接地網的散流介質分布不均勻，導電特性差異大，計算結果與實際情況出入較大。因此水電站接地降阻應因地制宜，選擇在庫區低土壤電阻率的水下建設地網，可以有效增大接地面積，散流介質均勻等特點，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、機械等工作；魯秋發（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，江西景德鎮人，專科，副值班員，從事水電廠運行工作。