针对廖坊水电站接地网改造方案的探讨

刘　江　郑升杨　鲁秋发　游赟宇　胡亘钱

（中电投江西洪门水电厂，江西鹰潭 335000）

针对廖坊水电站接地网改造方案的探讨

刘江郑升杨鲁秋发游赟宇胡亘钱

（中电投江西洪门水电厂，江西鹰潭 335000）

水电站接地网是电力企业发展中的关键环节，近几年，伴随着我国电力企业的发展，水电站接地网受到了国家的重视。本文通过对廖坊水电站接地网改造方案的探讨，对山区水电站普遍存在的地势险峻、地形复杂、土壤电阻率高、建设场地狭小等因素造成接地电阻普遍偏高的现象进行分析，依据廖坊水电站的成功改造经验，提出水下接地网的改造方法。

水电站接地网 廖坊 改造方案

1　引言

近年来，由于电力系统容量的迅速扩大，入地短路电流大幅升高，为了保证电力系统的安全、可靠运行，更加要求降低接地电阻值。然而与此对立的一个矛盾是近年新建的水电站大都建在山谷或地势狭窄的地区，往往土壤电阻率较高。因此对这类问题必须进行专门的研究，提出相应的解决方案。

2　接地电阻偏高的原因分析

（1）土壤电阻率偏高。水电站大都建设在山谷，场地狭小，地势险峻。往往造成水电站建设区域土层较薄，土质大都为风化石土壤，或碎石土壤。水电站四周测量土壤电阻率一般都在1000-2000Ω.m，造成一定的接地网面积下，降阻难度更大。同时施工中，由于地质条件原因限制，接地网水平接地体、垂直接地体往往埋深不够，由于接地体浮在表层，造成接地体不能与大地紧密接触，降阻效果不理想。

（2）水电站接地体的接地电阻与大地电阻率分布有密切关系，而土壤电阻率一般都是非均匀的，即电阻率在各点不完全一样。实际工程中不会也不可能详细了解大地的电阻率分布情况。因此，在接地计算中通常近似采用均匀和分层均匀的土壤结构模型。均匀土壤结构模型假定大地土壤电阻率都是一致的，尽管与实际情况不符，但这种模型计算简便，容易了解地网尺寸、地网形状、埋深等参数对接地体接地电阻、跨步电势和接触电势的影响。但当地质条件较为负责时，水电站的土壤结构模型就应按照立体结构或三层结构进行考虑。正是这个原因，造成设计值与实际值有较大的误差，水电站实际电阻值往往较高。

3　水电站水下接地网改造方案

廖坊水电站位于江西省抚州市干流中游，正常蓄水位65米，防洪限制水位61米，死水位61米。装设3台16.5MW灯泡贯流式水轮发电机组，总装机容量49.5MW，设计年发电量1.55kW·h时。至2006年9月底，3台机组相继建成投产。2013年由江西省电科院测得主接地网接地电阻值为0.745Ω，超过规程要求。

现有接地降阻方式主要为:外引接地、深井接地、增大接地网面积、降阻剂等降阻方式。考虑廖坊水电站下游较为平坦，库水土壤电阻率较低，考虑接地网的屏蔽效应及散流系数，在下游外引接地水下地网，并添加一定数量的离子接地极，以达到降阻效果（图1）。

（1）根据现场勘测情况，采用外引接地网方式进行降阻，扩大接地网面积。（2）沿水电站河岸选取合适位置敷设水平接地网。水平接地极选用-60×6mm热镀锌扁钢，埋深不小于0.6m；敷设成不小于6m× 6m的网格状地网。（3）沿水平接地极，间隔不小于5米敷设垂直离子接地极，埋深不小于0.6m。共计40根。（4）新建地网与原地网不少于两点连接，形成联合地网。（5）联合地网接地电阻值不大于0.4Ω（图2）。

水下接地网计算如下:

接地网接地电阻:

式中:水下综合土壤电阻率1 0 00 Ω.m，水下接地网面积8100m2。

离子接地极接地电阻:

复合接地网联合接地电阻:

经过计算接地电阻满足≤0.5Ω，符合规程要求。2014年邀请江西省电科院进行接地网电阻测试，接地电阻0.38Ω。

4　结语

水电站由于土壤电阻率高、土质差、土层薄、接地体埋深不够造成接地电阻偏高。再加上土壤结构的复杂性造成接地网的散流介质分布不均匀，导电特性差异大，计算结果与实际情况出入较大。因此水电站接地降阻应因地制宜，选择在库区低土壤电阻率的水下建设地网，可以有效增大接地面积，散流介质均匀等特点，是水电站接地改造非常可行的方法。

刘江（1986.09—），男，汉族，湖北黄冈人，助理工程师，本科文化，从事水电厂管理、电气等工作；郑升杨（1988.03—），男，汉族，江西鹰潭人，助理工程师，本科文化，从事水电厂管理、机械等工作；鲁秋发（1987.06—），男，汉族，江西上饶人，助理工程师，本科文化，从事水电厂管理、机械等工作；赟游宇（1988.10—），男，汉族，江西抚州人，助理工程师，本科文化，从事水电厂管理、电气等工作；胡亘钱（1989.3—）男，汉族，江西景德镇人，专科，副值班员，从事水电厂运行工作。