大岗山水电站独立单元接地网试验方案.

1、大岗山水电站接地网试验方案报批稿 SCZD/FA14- 编号: SCZD/FA14-中国水利水电第七工程局有限公司大岗山机电设备安装项目部大岗山水电站接地网试验方案四川中鼎科技有限公司2014年10月1批准：审核：编写： 徐 超 目 录1 试验目的32 试验依据33 试验条件33.1 自然条件33.2 工程进度44 接地阻抗测量54.1 接地阻抗测量原理54.2 接地阻抗测量方法74.3接地阻抗测量主要仪器设备84.4 接地阻抗测量试验接线方式84.5 各个单元接地网测试实堪114.6 接地阻抗试验参数估算145 组织措施166 安全措施167 试验组织及参加人员161 试验目的为保障大岗山水

2、电站的安全投产运行，本次试验拟定在大岗山水电站各个单元接地网已经形成并未相互连接，对大岗山水电站的各个独立单元接地网分别进行接地阻抗、电气导通性测量。检验其接地网是否符合相关标准及设计的要求。2 试验依据DL/T 621-1997交流电气装置的接地；DL/T 475-2006接地装置特性参数测量导则；GB50150-2006电气装置安装工程电气设备交接试验标准。3 试验条件3.1 自然条件按DL/T 475-2006接地装置特性参数测量导则5.2条规定“应尽量在干燥季节和土壤未冻结时进行；不应在雷、雨、雪中或雨、雪后立即进行。”按GB50150-2006电气装置安装工程电气设备交接试验标准1.

3、0.7条规定，气温范围为1040，空气相对湿度应80%。为保障试验人员和设备的安全，试验期间大气风速应3m/s。3.2 工程进度大岗山水电站接地网包括大坝接地网、泄洪洞接地网、厂房及尾水接地网、各埋地级、接地线、独立避雷针、避雷线等组成。各个接地单元均已安装完成。4 接地阻抗测量4.1 接地阻抗测量原理接地阻抗是当电流由接地体注入土壤时，土壤中呈现的阻抗，包括了接地体与设备间的连线、接地体本身和接地体与土壤间阻抗中总和。其数值为接地体对大地零电位点的电压和流经接地体电流的比值。按通过接地体流入地中的冲击电流，求得的接地阻抗，为冲击接地阻抗；按通过接地体流入地中的工频电流求得的接地阻抗，为工频接

4、地阻抗。DL/T 475-2006接地装置特性参数测量导则6.1.1条推荐，频率宜在40Hz60Hz范围，异于工频又尽量接近工频。故本次接地阻抗测量为工频接地阻抗测量。被测电站土壤电阻率因测量深度和测量位置不同而不同，且地体的深度和结构也不规则。但为简化计算，设土壤电阻率为等值均匀分布的，设接地体为半球形。接线原理如图4.1-1所示：图4.1-1 三极法测量接地阻抗原理示意图图4.1-1说明：1接地体；2电压极；3电流极；d121、2电极间的距离；d131、3电极间的距离；d232、3电极间的距离在接地体周围的电流密度大，致使电压梯度大。而电流密度的大小与距接地体距离的平方成反比，因此在一定范

5、围外，由于电流密度接近于零，该处可视作大地的零电位。如果电流极不置于无穷远处，则电压极必须在电流极与被测接地体两者中间，距接地体处，即可测得接地体的真实接地阻抗值。此方法称作为补偿法或0.618法。这一结论的应用是有范围的，与假设的前提有关。即仅在接地体为半球形，球形中心位置已知，土壤的阻抗率一致、镜象的影响忽略不计下适用。但实际大岗山水电站的接地网是不规则的，前述的土壤电阻率也不一致。但不论接地体的形状如何，其等电位面距其中心越远，其形状越接近于半球形；并在论证一个电极作用时，忽略了另一个电极的存在，也只有在极距足够大的情况下才真实。4.2 接地阻抗测量方法测量接地阻抗的方法分为电压、电流和

6、功率表法，比率计法和电桥法。DL/T 475-2006接地装置特性参数测量导则3.4条大型接地装置的定义为， “110kV及以上电压等级变电所的接地装置，装机容量在200MW以上的火电厂和水电厂的接地装置，或者等效面积在5000m2以上的接地装置。”6.1.1条规定“采用工频电流测试大型接地装置的工频特性参数，则应采用独立电源或经隔离变压器供电，并尽可能加大试验电流，试验电流不宜小于50A”。大岗山水电站的升压站的电压等级为500kV，各个独立单元接地网对角线总长度超过500m，故为大型接地装置。比率计法和电桥法采测量设备容量限制，不宜采用。本方案拟采用电压、电流和功率表法。接线原理如图4.2

7、-1所示：图5.2-1 三极法测量接地阻抗原理示意图图4.2-1说明：B变频试验电源；V电压表；A电流表；W低功率瓦特表；1接地体；2电压极；3电流极通过试验电源施加电压后，同时读取电压、电压和功率值，由式4.2-1可计算出接地阻抗，即 (式4.2-1) (式4.2-2)式4.2-1和式4.2-2说明：接地阻抗()；接地电阻()；实测电压(V)；实测电流(A)；P实测功率(W)。4.3接地阻抗测量主要仪器设备和材料表4.3-1 接地阻抗测量主要仪器设备名 称型号编 号测量范围接地网测试装置3-006/050A电压表T51307420400V电流表D641021305A低功率因素瓦特表D34/1

8、-W311.19/电流互感器HL-55071022000/5表4.3-2 接地阻抗测量主要材料名 称单位数量测试接地桩根15测试电缆米150004.4 接地阻抗测量试验接线方式测量大型水电站的接地阻抗有两种接线方式：电极直线布置法和电极三角形布置法。因大岗山水电站位于山区、河谷地带，虽然三角形布置法有引线互感小、受土壤阻抗率不均匀影响小等优点，但由于道路交通不方便，本方案拟采用电极直线布置法。按DL/T 475-2006接地装置特性参数测量导则之6.2.12条要求，电流极与接地体边缘之间的距离，取接地体最大对角线度D的46倍，以使其间的电位分布在一个比较平缓的区段，一般约为50%60%的。测量

9、时，将电压极沿接地体和电流极方向移动3次，每次移动的距离为的5%左右，3次测量得接地阻抗的差值小于5%即可。然后取3个数据的算术平均值，作为接地体的接地阻抗。根据业主提供大岗山水电站各个单元接地网最大对角线长度分别为：厂房及尾水接地网D(约1000m)，那么至少应为4.0km6.0km；大坝接地网D(约600m)，那么至少应为2.4km3.6km；泄洪洞接地网D(约1000m)，那么至少应为4.0km6.0km。本方案将采用工频大电流分别对大岗山水电站厂房及尾水接地网、大坝接地网、泄洪洞接地网三个独立接地单元在未连接之前进行接地阻抗测试。拟将试验电流增加到50A，采用截面积为15mm2的铜导线

10、做电流线。电缆敷设路线拟利用现有沿江公路敷设电流线，电压测试导线采用同轴电缆和电流线平行敷设。具体试验接线原理图，如下图4.4-1所示。第 9 页 共16页 大岗山水电站水电站接地网试验方案报批稿 SCZD/FA14-179图4.4-1 大岗山水电站单元各个接地网阻抗测量原理接线示意图大岗山水电站接地网试验方案报批稿 SCZD/FA14- 4.5 各个单元接地网测试实堪4.5.1 厂房及尾水接地网阻抗测试GPS实堪 大岗山水电站厂房及尾水接地网阻抗测试GPS勘测如下图4.5.1-1所示。图4.5.1-1厂房及尾水地网测试卫星地图图4.5.1-1说明：A接地体（大岗山水电站厂房及尾水接地网）；B

11、电压极（需现场设置）；C电流极（需现场设置）。表4.5.1-1厂房及尾水接地网测试电压极、电流极GPS实测位置测量地点纬度经度大岗山水电站厂房及尾水接地网N2926.201E10213.691电流极N2924.964E10214.035电压极N2924.041E10213.887表4.5.1-2厂房及尾水接地网测试电压极、电流极GPS实测距离及角度项目实测地表距离(km)角度（）大岗山水电站厂房及尾水接地网至电流极4.15175大岗山水电站厂房及尾水接地网至电压极2.57175表4.5.1-2注：角度为以大岗山水电站厂房及尾水接地网测试点为原点，正北方向为0。4.5.2 大坝接地网阻抗测试GP

12、S实堪 大岗山水电站大坝接地网阻抗测试GPS勘测如下图5.5.2-1所示。图4.5.2-1大坝地网测试卫星地图图4.5.2-1说明：A接地体（大岗山水电站大坝接地网）；B电压极（需现场设置）；C电流极（需现场设置）。表4.5.2-1大坝接地网测试电压极、电流极GPS实测位置测量地点纬度经度大岗山水电站大坝接地网N2926.766E10213.259电流极N2925.633E10214.271电压极N2926.184E10213.940表4.5.2-2大坝接地网测试电压极、电流极GPS实测距离及角度项目实测地表距离(km)角度（）大岗山水电站大坝接地网至电流极2.68142大岗山水电站大坝接地网

13、至电压极2.57142表4.5.2-2注：角度为以大岗山水电站大坝接地网测试点为原点，正北方向为0。4.5.3 泄洪洞接地网阻抗测试GPS实堪 大岗山水电站泄洪洞接地网阻抗测试GPS勘测如下图4.5.3-1所示。图4.5.3-1泄洪洞地网测试卫星地图图4.5.3-1说明：A接地体（大岗山水电站泄洪洞接地网）；B电压极（需现场设置）；C电流极（需现场设置）。表4.5.3-1泄洪洞接地网测试电压极、电流极GPS实测位置测量地点纬度经度大岗山水电站泄洪洞接地网N2926.473E10212.877电流极N2924.615E10214.201电压极N2925.247E10213.743表4.5.3-2

14、泄洪洞接地网测试电压极、电流极GPS实测距离及角度项目实测地表距离(km)角度（）大岗山水电站泄洪洞接地网至电流极4.06148大岗山水电站泄洪洞接地网至电压极2.57148表4.5.3-2注：角度为以大岗山水电站泄洪洞接地网测试点为原点，正北方向为0。4.6 接地阻抗试验参数估算大岗山水电站各个独立单元接地网至已经勘测测试用电流级直线距离长度为2.684.15km，沿江敷设测试用电流线长度达到59km并使用15mm2铜导线进行敷设其阻值估计为6.2611.28W。预计大岗山水电站各个独立单元接地网的接地阻抗在0.050.5W间，那么电流回路总的阻抗约为6.3111.33W。在电流极，也就是在

15、已勘测电流极处流入50A电流时，“B”点附近的电压极将产生电压，若大岗山水电站各个独立单元接地网的接地阻抗在0.050.5W间，那么电压极将产生2.525V的交流电压。通过同轴电缆送人电压表，由于电压回路中线路阻抗远小于电压表和低功率瓦特表内阻，故电流很小，线损对于测量结果的影响可忽略。接地阻抗模量值通过图4.4-1中电压表读数除以电流表读数，再除以2倍电流互感器变比（2000/5）可得。即 (式4.6-1)式4.6-1说明：实测的阻抗模量值()；实测电压有效值(V)；实测电流有效值(A)；400电流互感器变比。接地电阻值通过图4.4-1中电压表读数平方值除以低功率瓦特表读数，再除以2倍电流互

16、感器变比（2000/5）可得。即 (式4.6-2)式4.6-2说明：实测的电阻值()；实测电压有效值(V)；实测功率值(A)；22台并联的电源系数；400电流互感器变比。接地阻抗中的电感值可通过计算公式得出 (式4.6-3)式4.6-3说明：接地阻抗中的电感值(H)；实测的阻抗模量值()；实测的电阻值()；测量电源的频率。由此可求得接地阻抗的表达式 (式4.6-4)式4.6-4说明：接地阻抗；实测的电阻值()；接地阻抗中的电感值(H)；角频率。据计算，测量用表计满足试验要求。5 组织措施接地阻抗测试将由项目经理统一指挥，并安排总工程师1人、副经理1人、安全督察1人，分管测试工作，并安排四个生产班组（电气班、试验班、起重班、维护班）共同实施。接地阻抗测试组织机构如下所示：总工程师电气班项目经理项目经理试验班起重班维护班副总经理工程管理部调度室安全管理部设备物资部经营管理部综合办公室6 安全措施（1） 测试中必须坚持“安全第一，预防为主”的方针，认真贯彻“安全生产，人人有责”的原则，坚持执行国家有关安全生产的法律、法规和方针政策。