摘要：采用远离法，电流线和电压线成反向布放测量地网接地阻抗。同时测量分流系数，修正对测量结果的影响，得到真实的电厂地网接地阻抗值。通过接地网仿真模型直观画出拓扑图，对枢纽接地网状况进行综合分析评价。
关键词：电厂；接地阻抗；测量计算；仿真分析
1 电厂接地网概况
飞来峡水利枢纽是广东省最大规模的综合型水利枢纽，厂房电站装有4台进口奥地利ELIN公司灯泡贯流式水轮发电机组，总装机容量为140MW；枢纽1999年建成投入运行，电量经220kV开关站送入省电网系统，同时经110kV开关站送入地方电网。
枢纽接地网由溢流坝、主副厂房、尾水网、船闸组成，枢纽接地网等效对角线≈700m。地网工频接地阻抗值设计值为0.5Ω。目前已有1回220kV线路和1回110kV线路进入电厂，共有6条避雷线和OPGW光纤地线引入到厂内的220kV出线构架并与电厂主接地网相连。飞来峡电厂220kV和110kV母线单相接地短路电流分别为4.882kA和6.129kA。
在电厂中可能有接地短路电流流过的电力设备外壳或构架上测量接触电压，试验原理如图4所示。将电流注入点引至待测设备外壳或构架上，高内阻电压表V1的一端接至地面上离设备外壳或构架水平距离1.0m的测量极上，电压测量极采用Φ20圆钢打入地下0.5m，并保证钢钎紧密插入土壤，电压表的另一端接至设备外壳或构架离地面1.8m处。加测量电流I，读取电压表指示值可测出通过主地网电流I对应的接触电压UT。如在水泥地面上测量，需在测量点放置两块包裹湿抹布、半径约为10cm的圆盘电极，并在每块圆盘上加不小于40kg的重量。
厂内接触电压与通过地网流入土壤的电流值成正比。实测的接触电压尚需按经接地网流入地中地最大短路电流Imax（取6.129kA）换算，接触电压的最大值为：UTjmax=UT×Imax/I
在电厂中工作人员经常活动的区域测量跨步电压，试验原理如图4所示。电流注入点取接地短路电流可能流入接地网的地方注入，将两根Φ20圆钢电压测量极按1.0m间距打入地下0.5m，并保证钢钎紧密插入土壤，高内阻电压表V2的两端分别接至两根测量极上。加测量电流I，读取电压表指示值可测量出通过主地网电流I对应的跨步电压US。如在水泥地面上测量，需在测量点放置两块包裹湿抹布、半径约为10cm的圆盘电极，并在每块圆盘上加不小于40kg的重量。
跨步电压与通过地网流入土壤中的电流值成正比。实测的跨步电压尚需经按接地网流入地中的最大短路电流Imax（取6.129kA）换算，跨步电压地最大值为：
USmax=US×Imax/I
2.4 测量程序
2.5.1电流引入点取1#主变接地引下线处；
2.5.2 分别选择注入电流频率47Hz和53Hz，测量干扰电压U；
2.5.3 合上电源开关，施加试验电流I，记录电压表V读数U；
2.5.4 断开试验电源开关；
2.5.5 计算实测地网接地阻抗测量值（未修正）：R=（U－U）/ I；
2.5.6 修正地网接地阻抗值，测量结果应为测量值乘以修正系数1/ 0.7572；
2.5.7 对选择注入电流频率47Hz和53Hz的计算结果进行算术平均；
2.5.8 分别选择注入电流频率48Hz和52Hz，重复2.5.2～2.5.7；
2.5.9 将电流引入点取#2主变接地引下线，重复2.5.2～2.5.7；
2.5.10 选择对注入电流频率47Hz的测试电流进行电厂内出线构架分流测量并对测量结果进行处理。采用柔性罗哥夫斯基线圈对与出线构架相连通金属构架及10kV电缆外护套进行分流测量；
2.5.11试验结束后，断开试验电源开关，拆除临时接线，恢复试验现场原状。
3 电厂接地阻抗数据分析
3.1 220kV主地网接地阻抗测量数据
（1）接地点选择在厂房升压站1#主变接地引下线。
（2）电流级选择沿原船闸下游收费站往南小竹林处，长度约2600米。
（3）电压级选择在上游望江亭往北方向，长度约2500米左右，电流极和电压级尾端均用25mm2铜芯编织带，分开布置约5米放入水中。
使用反向法测量，角度修正系数K取较大值0.8。
计算得220kV飞来峡电厂接地电阻为0.436，电抗为0.039，阻抗值为0.438。
4.2 仿真计算与测量结果的比对验证
飞来峡电厂带出线避雷线的地网接地阻抗实测值为0.346Ω，采用基于实测厂址分层土壤电阻率结构分析的CDEGS软件仿真计算结果为阻抗值0.438，分析以上数据差距的主要原因有以下2个方面：
（1）考虑出线地线分流，测试值比真实值要小。根据实测出线地线和电缆外皮分流系数后，剔除分流影响后的接地阻抗算术换算值（只考虑模，不考虑分流与注入电流的相角差，因为220kV电厂现场与出线避雷线有金属连接的构架多达近百根，相角差测量不现实，且流过构架的电流存在部分自环流，不能全部反映避雷线的分流），即简单进行分流处理后得到修正的接地阻抗测量实际值为0.346/（1-23.85%）=0.454Ω。
（2）土壤电阻率测量中的误差，导致土壤分层计算中土壤结构与实际情况可能存在差别，使计算出的接地阻抗值与实际值有差别。
考虑现场测试有众多干扰因素，而CDEGS模拟计算对土壤水平分层结构等效，能更好反映地网的真实情况，故取模拟计算值0.438作为飞来峡电厂接地网状态评估的接地电阻值，该值满足电厂设计和运行要求（0.50）。
5 结 论
在出线构架上带着220kV、110kV避雷线和OPGW光纤地线的运行状态下，采用施加6.0A类工频小电流的电流—电压法所测得的飞来峡电厂地网接地电阻值为0.350Ω，在注入类工频电流的测试方式下，测量的220kV和110kV架空避雷线和OPGW光纤地线的分流系数为23.85%。对出线地线分流测量结果进行简单处理后的接地阻抗算术换算值为0.460。基于土壤水平分层结构的CDEGS模拟计算值为0.438。
考虑现场测试有众多干扰因素，而CDEGS模拟计算能更好反映地网的真实情况，取基于土壤水平分层结构的CDEGS模拟计算值0.438作为飞来峡电厂接地网状态评估的接地阻抗值。水电厂接地阻抗值满足设计和运行的要求（≤0.5Ω）。
参考文献：
[1] DL475—2006《接地装置特性参数测量导则》
[2] GB/T17949.1-2000《接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则》
[3] 解广润著《电力系统接地技术》
作者筒介：
麦卫良（1978），男，工程师，从事水电站电气检修，高压试验工作。
论文作者:麦卫良
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/16
标签：测量论文; 电流论文; 阻抗论文; 电厂论文; 电压论文; 构架论文; 土壤论文; 《基层建设》2017年第30期论文;