1000kV荆门变电站接地网交接试验
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箜 塑 鲞 型 2 0 0 9年 1 2月 湖 北 电 力 V o l _ 3 3 A d d De c 2 0 09 1 0 0 0 k V 荆 门变 电站 接地 网交接试 验 林志伟,管彤涛,李凯宇,刘建军(湖北省 电力试 验研 究 院,武 汉4 3 0 0 7 7)摘 要 对 1 0 0 0 k V荆门特高压 变电站接地网交接试验的 目的、内容和原理进行 了介绍,为我 国特 高压 变电工程 1 0 0 0 k V 设备 现场 交接试 验及 测试技 术积 累了宝贵 经验。关 键词 特 高压;接 地 网;交接 试验 测试 中图分类号T M6 3 1 文献标识码 A 文章编号l O 0 6 3 9 8 6(2 0 0 9)增 刊 I 一 0 0 2 8 0 2 1 0 0 0 k V 晋 东 南 一南 阳 一荆 门特 高压 交 流 试 验示 范工程 我 国首个 百万伏 级交 流特高压 试验 示范 工 程,是 我 国 电 力 工 业 发 展 史 上 的 重 要 里 程 碑。1 0 0 0 k V 荆 门变 电站接 地 网是一 个关 键 项 目,短路 电流大,接 地 电阻 特别 小,为 我省 历 史 最 小;设 计难 度 大,曾三 易其 稿;测 试难度 也最 大,耗 费 5 天 时 间,进行 了两 次 布 线 测 试,最 终 获 得 较 为 满 意 的 结 果。荆门变接地网工频接地电阻实测值为 0 0 4 1 Q,最 大 接触 电位差 1 4 0 3 V,最 大跨 步 电位 差 1 7 5 3 V,均 满足设 计要 求。测试前地网大部分 已敷设完毕,2号 主变及备 品备件库 附 近 尚有 少部分 接地 网未完 工。1 交接试验的 目的、内容和原理 与 常规大 型变 电站一 样,1 0 0 0 k V 荆 门站 的接 地 网交 接试 验 的 目的是检 查接 地 网能 否满 足接地 故 障时,设 备及 人身安 全要求,测试 内容 主要有 工频 接 地 电 阻、接触 电位差 和跨 步电位 差,其 中难点 在接 地 电阻测 量。测 试 原 理 为 在 接 地 网 中注 入 似 工 频 电 流,在 变 电站 外 引入参考 零 电位,测量 接地 网的 电位 升高值 目前规程推荐采用似工频变频电源、三极法 布线测试。通常,接地 网的接地电阻0 1 Q,测试 难 度就 大;而 1 0 0 0 k V荆 门变 电站的 接地 电阻很 小(0 0 6 Q),必 须 注 重测 试 细 节,除 了 电源 必 须 采 用高质量设备外,还应精心勘测细心布线,消除互感 影 响;以及分 点接地 消 除人地 电流 处 接点 的接 触 电 位影 响。我 院主要 的测试 装 置 为红 相 8 0 0 0接 地 网 测 试 系统(澳 产)。最 大 输 出 功 率 1 k w,测 试 波 形 好,且 有波 形 畸变 报警 功 能;抗 干扰 能 力超 强,窄带 收稿 日期 2 0 0 9 0 7 1 8 作者简介 林志伟(1 9 5 4 一),男,湖北武汉人,高级工程师。28 滤波性 能卓 越,1 Hz的频 差干 扰衰减 可达 2 0 d B,能满足 1 0 0 0 k V 荆 门变 电站 的接地 电阻测 试 的苛 刻要求。2 接地网的基本情况 荆 门特 高压 变 电站 位 于湖 北 省荆 门市东 南 2 5 k m 的 沙洋 县 沈 集 镇 鄢 岗村,紧靠 荆沙 公 路 麻 城 至 烟垢 的 中部路段 西边。本期 投资 为 1 0亿元,总 占地 面积 约 1 6 3公 顷(围墙 内 占地 面积约 1 2 公 顷)。本 期 主 变1 3 1 0 0 0 MVA(备 用 相 1 1 0 0 0 MVA);1 0 0 0 k V 进 线 I回(湖 北 境 内 长 约 1 8 3 k in),双母线 双 断路 器 接线,HG I S设 备;5 0 0 k V 出 线 回,3 2接线,HG I s设 备;1 1 0 k V单 母 线接线。1 0 0 0 k V 高 抗 1 32 0 0 Mv a r(备 用 相 1 2 0 0 Mv a r);1 1 0 k V装设 电抗器 2 2 4 0 Mv a r、电容器 3 x2 4 0 Mv a r。全 线采 用单 回路,导线 截面 为 8 X 5 0 0 mm,分 裂 间 距 4 0 0 mm。一 根 地 线 采 用 OP GW一 1 5 0,另一 根 采 用 L E G J 一 1 5 O 一 2 0 AC铝 包 钢 绞 线。户 外 电缆沟 有 3 0 4接 地 铜 母 线。1 0 0 0 k V 母 线 单 相短 路 电流设 计 计 算 值 为 3 1 8 8 k A,5 0 0 k V 母 线 单相 短路 电 流设 计 计 算 值 为 5 4 9 k A。站 外 四周 6 0 0 IT I 内多 为农 田,西 面有一 口大水 塘,南北 是小 山 岗,东 面是 下坡且 临近 省道。接 地 网 由武汉 大 学 和 中南 电力 设 计 院联 合 设 计,湖北省输变电电力建设公司施工,接地 网平面布 置成“r”形,采 用 一7 O 1 0 mm 扁 钢,1 5 m 1 5 m 网格,面积约 4 0 0 mX 4 0 0 m,设计最大人地电流值 为 2 3 4 k A,土壤 电阻率 2 0 Qm,接地 阻抗模 0 0 6 Q。设计要求接触电位差(Ui)和跨步电位差(U)分别小于 2 9 6 V和 2 8 0 V。计算结果表明 Uk 能满足要求,但边缘地带的 最大值可达 3 6 0 V。为减低,施 工设 计 在 1 0 0 0 k V 设 备 附近 增 设 5 Vo 1 3 3 Ad d De c 20 0 9 湖 北 电 力 箜 鲞 型 2 0 0 9 年1 2 月 m5 m 的铜 网(见 图 1)。图 1 荆 门站接地 网示 意图 3测试的过程和结果 2 0 0 8年 9月 8 1 0日在 荆 门站 进 行 了接 触 电 位 差、跨 步 电位 差 和接地 电 阻测试;当时因站 外水 稻 待 收,不敢 贸然 取道农 田,测量 接线 由主变 保 护室 向 大 门外沿 6 0 0多米 的进 站 马路 两 侧 放 线 至公 路,然 后 电压线 向北(P ),电流线 向南(C )。图 2 1 0 0 0 k V 荆 门站 接 地 网 两 次试 验 布线 示 意 图 试 验 布 线 示 意 图 见 图 2。测 量 仪 器 采 用 红 相 8 0 0 0。测试 结 果表 明:不 经处 理(含互 感 阻抗)的接 地阻抗 为 0 3 1 Q;第 一 次 测 试 时,接 地 阻抗 中互 感 影 响特别 明显,频差 6 Hz时影 响结 果 1 O ,互 电抗 接 近 9 O ,略去互 感 影 响,接 地 电 阻小 于 0 0 6 Q,;(按 5 0 0 k V荆斗 I、同杆共架的互感测量线路结 果推 算,7 0 0 m 平 行 间 隔 6 m 的测 量 线 路 的 互感 抗 约为 0 2 6 Q);为确 认测 试线 间互 感影 响,同月 1 9 2 1日在荆 门站再次进行了接地电阻测试;电流线放 线 方 式 基 本 不 变,沿 公 路 增 加 1 k m多(C ),此 时,农 田中水 稻 已收毕,电压 线 改 由 1 0 0 0 k V保 护 小室 向站 外放 线,电压 极 打 在稻 田边(P )。测 量 仪 器 仍 然采 用红 相 8 0 0 0。测 试 结 果 表 明:互 感 影 响 很 小,接地阻抗为 0 0 4 1 Q,最大接触电位差 1 4 0 3 V,最 大跨 步 电位 差 1 7 5。3 V,均 满 足设 计 要 求。经 检 查 确认 第 二次试 验接 线无 误。站 内接地 点散 流情 况不 均衡,2号主变区部分接地 网未完工,影响了相关测 点数 据;两 次测量 期 间分别 在站 内和 站外 进行 了土壤 电 阻率 测量,站 内有 2组共 7 个 数据,站外 四面共 6 个 数据,全部数据都表明 5 m 以上 的表层土壤 p 1 0 n m,低 于实 际计算 取用 值。4测 试 数 据 对 比分 析 第 二 次测试 时土 壤 比第 一 次 测 试 时要 干燥,第 一次测 试 前刚 下过 雨,但 从 两 次 表层 土 壤 电 阻率 测 量 结果 看,影 响不大,其原 因可 能是 施工未 完及 草皮 养 护需 要,站 内经常 在大面 积浇 水;第二次 测试 的互 感影响小的很明显现象是改变频率,等量电流幅值 下接地网电位升高的数值不变;表 1中备 品备件库 处 接地 电位 升高 数 值偏 大,真 实 反 映 了测 试 时此处 部分 接 地 网尚未 完工。表 1 1 0 0 0 k V荆门变接地网第二次测试的 ,及 R (Ii5 0 A)注:修 正 系数 k一 1 (1 2:fi D*1 (1+)*Kt 一 1 7 3 1 5 结 论(1)1 0 0 0 k V 荆 门 变 电站 接 地 网测 试 结 果 正 常;(2)接地 网 的接地 电阻 0 1 Q,试验 接 线 互 感 影响 大;(3)合理布线可以大幅减小互感影响。29
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