金哨水电站二次等电位接地网方案探讨

2016-09-30连春兴

东北水利水电 2016年4期

关键词：中控室开关站微机

张东，张峥，连春兴

（1.辽宁省水利厅，辽宁沈阳 110003；2.吉林电力有限公司长春供电公司，吉林长春 130021；3.中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春 130021）

金哨水电站二次等电位接地网方案探讨

张东1，张峥2，连春兴3

（1.辽宁省水利厅，辽宁沈阳 110003；2.吉林电力有限公司长春供电公司，吉林长春 130021；3.中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春 130021）

根据《国家电网公司关于印发水电厂重大反事故措施的通知》中关于二次等电位接地网的规定，消除接地问题对二次设备的危害，文中对目前已运行的金哨水电站开关站、中控室、继电保护室等二次等电位接地网的敷设提出实施方案，以保证电站的安全运行。

等电位接地网；敷设方案；金哨水电站

1 工程概况

金哨水利枢纽位于浑江干流下游辽宁省桓仁县沙尖子镇，距离太平哨水电站52 km，距离浑江口42 km。金哨水电站装有2台水轮发电机组，为发—变组单元接线，水轮发电机组单机容量为42 MW，功率因数为0.85，主变压器单台容量为50 MVA。220 kV侧为单母线接线。电站与双岭以一回66 kV线路连接，主变压器容量为63 MVA。电站以一回220 kV线路送至桓仁一次变电所。

2 问题的提出

金哨水电站于2002年度机组投产发电，由于当时没有对二次等电位接地网做具体要求，二次设备接地只是简单地用屏蔽电缆外皮或几平方毫米的铜导线与一次接地网相连。由于金哨电站继电保护装置均为微机保护装置，控制系统也采用计算机监控系统，均为微机产品，抗干扰能力较差。因为金哨水电站为大电流接地系统，虽然主接地网的接地电阻能够满足相关规范要求，但是，由于系统发生接地故障时的入地电流较大，主接地网在短路电流注入点仍会产上千伏的电压。如果二次设备的接地点和电缆屏蔽层随意与一次系统的接地网相连，不仅可能会对二次设备产生较大危害，而且对两端接地的控制电缆屏蔽层由于压差作用形成电流，该电流所产生的交变磁场会在电缆芯线上产生一个干扰电压，影响二次设备的正常运行。故目前已不满足“《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》（修订版）的通知［2012］352号和“《国家电网公司关于印发水电厂重大反事故措施的通知》（国家电网基建）［2015］60号”对二次设备接地网的要求。为了保证电站的安全运行，消除上述由于接地问题带来对二次设备的危害，需要对金哨水电站二次等电位接地网进行方案选择并予以实施。

3 金哨水电站二次等电位接地网的作用

金哨水电站二次等电位接地网主要分为室内和室外，室内为主厂房和中控室等电位接地网，户外为220 kV开关站等电位接地网。

室内设备主要为发电机、变压器、输电线路保护装置，均为数字式微机保护装置，其他监视、控制设备也均为微机产品。这些微机设备如果不在同一等电位上，会因参考的电位不同，就可能对装置造成误动或干扰。所以室内等电位接地网主要作用是相互联系的设备之间处于同一等电位上，避免发生大电流注入一次接地网时，因一次地网两点间产生的电位差造成保护装置误动或微机设备之间的通信故障。

户外为220 kV开关站等电位接地网主要是解决由于二次电缆屏蔽层两端接地，流经电缆屏蔽层的地电流过大而烧毁二次电缆的问题。接地铜缆主要有3个作用：1）降低二次电缆屏蔽层两端的地电位差；2）由于其并接在二次电缆屏蔽层的两端，在两点之间存在电流时能起到分流作用，从而解决了由于屏蔽层电流过大而烧毁二次电缆的问题；3）该接地铜缆要求敷设在电缆沟内最上层的电缆支架上，因此对沟内二次电缆可起到降低外部空间干扰的屏蔽作用。

4 敷设方案

4.1 中控室二次等电位接地网

由于金哨电站中央控制室布置有220 kV线路保护屏、66 kV线路保护屏、主变压器继电保护屏、系统安稳装置、厂用变保护和备投屏、电能量计量、故障录波器屏及计算机控系统的公用LCU和交直流控制电源等设备。依据“《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》（修订版）的通知［2012］352号文中15.7节二次回路应注意的问题”要求，在主控室、保护室柜屏下层按屏柜布置的方向敷设100 mm2的专用铜缆，将该专用铜缆首末端连接，形成保护室内矩形等电位接地网。等电位接地网采用专用小瓷瓶安装在电缆支架上，它与电站的主接地网只能有一点连接，该等电位接地网在电缆桥架入口处，采用4根截面不小于50 mm2铜缆构成共同接地点与一次接地扁钢采用火泥熔接。屏柜上的接地端子用截面不小于4 mm2的多股铜线和接地铜排采用10 mm2的螺栓可靠压接，在每列屏柜的下部设置1根截面不小于50 mm2的铜排与保护室的等电位接地网相采用焊接接，中控室等电位接地见图1。

图1 中控室等电位接地网方案

4.2 主厂房机旁屏二次等电位接地网

发电机层屏柜由于不是集中布置，在发电机层上游侧每台机组段布置有发电机继电保护屏、机组现地LCU屏、测温仪表屏和机组辅助设备控制屏等。在二次屏下层按屏柜布置的方向敷设截面100 mm2的专用铜缆，将该专用铜缆首末端连接，形成主厂房等电位接地网。等电位接地网采用专用小瓷瓶安装在电缆支架上，用1根100 mm2的专用铜缆与中控室二次等电位接地网焊接。屏柜上的接地端子用截面不小于4 mm2的多股铜线和接地铜排采用10 mm2的螺栓可靠压接，在每列屏柜的下部设置1根截面不小于50 mm2的铜排主厂房发电机层的等电位接地网相采用焊接接，主厂房发电机层等电位接地见图2。

图2 主厂房发电机层二次等电位接地网方案

4.3 开关站二次等电位接地

因为金哨水电站220 kV开关站布置在户外，在开关站到厂内的电缆沟敷设一根截面100 mm2的专用铜缆，与厂内中控室二次等电位接地网焊接。开关站的端子箱二次接地采用截面不小于4 mm2的多股铜线和1根截面不小于50 mm2的铜排采用10 mm2的螺栓可靠压接。50 mm2的铜排与电缆沟敷设1根截面100 mm2的专用铜缆焊接。这样就构成了全厂等电位接地网，并且和主接地网只有一点连接。