发电厂大地网检测过程分析

2020-11-26张治华山西平朔煤矸石发电有限责任公司

环球市场 2020年24期

张治华山西平朔煤矸石发电有限责任公司

电气设备及防雷装置的接地良好，是发电厂电气系统安全运行的基础，是企业安全生产的保障。电厂架空线路和户外电气装置遭受雷击或220kV 系统设备出现异常状况造成故障电流不能及时导入大地，将可能会造成严重的设备故障和人身伤害。接地阻抗是表征接地装置状况的一个重要参数，但不是唯一的、绝对的参数，即接地阻抗高于1.0Ω 不能说一定不合格，低于1.0Ω 也不能说一定合格。

一、项目概况

该电厂位于国道旁，距离市区18 公里，地理位置优越交通便利；厂区位于矿山回填区域，地质条件较差，生产区域长约400米，宽约300 米，接地网对角长约500 米。主接地网其接地电阻值不大于1 欧姆，全厂接地以水平接地体为主，垂直接地为辅的接地方式。该厂于2009 年投运，厂区内进行过多次基础开挖，造成部分接地网的损伤及修复，急需进行大地网的检测工作。

二、检测情况

（一）检测内容

该发电厂大地网检测的主要检测项目有土壤电阻率、接地阻抗、电气完整性、跨步电压、接触电压，共计5 项。

（二）检测依据

检测期间天气为晴天，气温14 ℃左右，湿度23%左右。检测依据主要有GB/T 17949.1-2000《接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则》、DL/T 475-2017《接地装置特性参数测量导则》、GB50150-2016《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》、GB/T 50065-2011《交流电气装置的接地设计规范》等。

（三）接地网特性参数

现场勘查得知，生产区域地网尺寸长约 400 米，宽约300 米，接地网对角长约500 米，全厂接地以水平接地体为主，垂直接地为辅的接地方式。水平接地体材质为100*10mm 镀锌扁钢，垂直接地体材质为φ80*2500mm 镀锌钢管。

（四）试验仪器

仪器名称：SKY-2011 大型地网接地阻抗测试仪。

三、检测结果

（一）土壤电阻率测试结果

土壤电阻率测试数据如表1 所示，本次测试采用温纳四极法。测试平均土壤电阻率值为 49.99Ω·m。

（二）接地网接地阻抗测试结果

接地阻抗的测试采取电压—电流表三极法，使用0.2A、0.5A、1A、2A、3A、5A小电流异频法进行试验。电流线和电位线同方向（同路径）敷设，示意图见图1，电流、电压极布置见图2，电流注入点全厂共9 点（图略），其中dCG=2km，dPG=1.236km=0.618dCG。电流测量线铜芯截面积2.5mm2，电压测量线铜芯截面积2.5mm2，布线时电流线和电位线保持5 米距离，减小互感耦合对测试结果的影响。

如表2、图3 所示。

测试点共有9 处，接地阻抗值分布在0.2-1Ω 之间。以上测试数据经过校验，并考虑测试时的线路阻抗及测试体接触点、测试桩位置土壤接触系统，经过测试比对得出的结果，接地阻抗 R=0.528Ω。

表1

图1 电压—电流表三极法示意图

图2 测试极布置图

表2 接地阻抗测量值表

图3

图4

图5

（三）场区跨步电压（电势）和接触电压（电势）测试

使用 SKY-2011 大型地网接地阻抗测试仪对站内的跨步电压和接触电压进行了测试，电流极离接地装置的边线仍维持测接地阻抗时的情况不变，P1、P2 采取模拟人脚的电极 PC、PD，O 为金属圆盘，电极测试点中心距离为 1 米，具体测试接线方法见图4、图5，试验注入电流为5A，频率 45Hz。所测跨步电压最大测试值为16.63V，接触电压最大测试值为10.86V。

跨步电压测试结果如图4：

接触电压测试结果如图5：

供电系统发生短路情况下，二次保护系统短路动作时间一般不超过 0.5s，校核按0.5s 进行计算。依据 GB50065-2011《交流电气装置的接地设计规范》，接触电压、跨步电压按下式校验：

其中Utouch为接触电压差，Ustep为跨步电压差，t 为最长后备接地保护动作时间，土壤电阻率按49.99Ω·m 计算，有Utouch≤258.13V，Ustep≤295.61V。对照本次测试的最大跨步电压差和接触电压差，均满足安全要求，因此得出本次测试结果：该厂接地装置的工频接触电压差和跨步电压差满足安全要求。