抽水储能水电站地网概况

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1、抽水储能水电站地网概况系统主要由主副厂房洞、主变洞、母线洞、排风洞、 220kV高压电缆斜洞、进厂交通洞、尾水闸门室、通风兼安全洞、电缆交通洞、排水廊道、自流排水洞及地面开关站等组成。（1）上库进 / 出水口接地网上库区接地网由布置在上库进 / 出水口水库中的主体水中接地网和其它部分的接地装置构成。 上库水中接地网敷设在底板混凝土的面层中或河床岩石上， 它是平面接地网， 上面是库水， 下面是岩石。 该接地网的散流介质结构模型可分为两类，一类是水平三层散流介质结构， 第一层为库水， 第二层为分化基岩或混凝土填筑层，第三层为新鲜基岩， 有时第二层和第三层可合为一层； 另一类是水平垂直层散流介质结构

2、， 上层为库水， 下边为垂直二分层岩石， 这种情况出现在上库水中接地网延伸范围比较大的场合。（2）引水隧洞接地网引水隧洞接地网连接上库接地网和厂房洞群接地网，它沿引水隧洞走向布置，接地线敷设在隧洞内壁。 如引水隧洞是钢筋混凝土衬砌， 接地线与圈筋搭接；如引水隧洞是钢板衬砌， 接地线与圈筋搭接； 如引水隧洞是钢板衬砌， 接地线与钢板搭焊。引水隧洞接地网是深埋式长管状接地体，按引水隧洞布置走向，分水平管、垂直管、斜管三类管状接地体组合。 该接地网的散流介质结构模型分为三类， 第一类是水平单层散流介质结构， 周围为电阻率比较接近的岩石； 第二类是水平二层散流介质结构， 第一层为分化基岩， 第二层为新

3、鲜基岩； 第三类是垂直分层散流介质结构，可考虑为垂直二分层或三分层岩石， 这种情况出现在有地质结构变化的场合。（3）厂房洞群接地网集中布置电气设备的厂房洞，如主副厂房洞、母线洞、主变洞、尾闸洞等，这些厂房洞群接地网是由埋没在洞壁混凝土中接地线组成的笼形接地网，为了扩大散流效果，还要求接地线与岩壁支护锚杆连接。对地下式厂房，厂房洞群接地网是深埋式长方体接地体；对半地下式厂房，厂房洞群接地网是浅埋式水平板状接地体； 该接地网的散流介质结构模型分为两类，一类是单一散流介质结构， 周围为电阻率比较接近的岩石； 另一类是水平二层散流介质结构， 第一层为分化基岩， 第二层为新鲜基岩； 厂房洞群布置区域不大

4、可能出现垂直分层的情况。（4）辅助洞室接地网除（ 3）中所指的主要厂房洞外，还有一些辅助洞室敷设了接地线，典型的有：交通、排风、电缆竖（斜）井和水力调压井，交通、通风、排水、电缆水平廊道。这些竖（斜）井、廊道中的接地线主要起连接作用，视其敷设位置和条件，也具有一定的散流作用。竖（斜）井接地网是埋入式圆管状或板状接地体， 散流介质结构模型分为两类，一类是单一散介质结构， 周围为电阻率比较接近的岩石； 另一类是水平二层散流介质结构，第一层为分化基岩，第二层为新鲜基岩。水平廊道接地网是深埋式长条状接地体，散流介质结构模型同样分为两类，第一类属于单层水平散流介质结构；第二类则属于垂直二分层散流介质结构

5、。（5）尾水隧洞接地网尾水隧洞接地网连接厂房洞群接地网和下库接地网， 它与引水隧洞接地网相似。如果电站是首部开发型式， 引水隧洞短，而尾水隧洞长； 若是尾部开发型式，则引水隧洞长，尾水隧洞短。尾水隧洞接地网分水平管、 斜管两类管状接地体组合。 同样，该接地网的散流介质结构模型分为三类， 一类是水平单层散流介质结构， 周围为电阻率比较接近的岩石；另一类是水平二层散流介质结构， 第一层为分化基岩， 第二层为新鲜基岩；第三类是垂直分层散流介质结构，可考虑为垂直二分层或三分层岩石。（6）GIS 开关站接地网GIS 开关站接地网一般敷设在开挖后的回填层中，它是浅埋式水平网， 网格较密，主要起均压作用。

6、该接地网包括地面GIS 室接地网和 GIS 出线设备场接地网，接地网均压带的布置满足接触电势和跨步电势的要求，并重点加强边角网孔和某些设备的布置区域。 该接地网的散流介质结构模型分为两类，一类是水平单层散流介质结构， 接地网下面的散流介质就是岩性完整的新鲜基岩；另一类是水平二层散流介质结构，上层为分化基岩，下层为新鲜基岩；开关站（出线场）布置区域可不考虑垂直分层的情况。（ 7）下库进 / 出水口接地网下库水中接地网布置敷设在下库库底河床上，还有部分敷设在下库进/ 出水口和下库坝基里。 下库水中接地网面积一般较大，与上库水中接地网相似， 是主要的散流接地网。（ 8）深井接地极抽水蓄能电站由于土壤

7、电阻率很高， 水平接地网作用有限， 考虑采用降阻剂灌注深井接地极来构筑立体接地网， 以进一步降低接地网的接地电阻值。 为了提高深井接地极降阻效果，深井接地极合理的布点和实施正确的施工方法非常重要。总体布局上，应根据工程和接地网布置的具体情况， 设法形成立体扩散效应。在单极布点上，应从地质剖面和地电阻率变化曲线，仔细研究地层深处的情况，有意识地选择深处的电阻率较低、 地下水位较高、裂隙局部发育的区域点。 另外，为减少相互屏蔽影响， 相邻的深井接地极布置间距大于深度的两倍， 深井接地极宜布置在水平接地网的边缘区域或几个方向幅射状引外区域。项目重点如下：（1）电站的地网为三维立体结构，敷设的地网既有

8、水中地网，又有岸上土壤中的地网。（2）土壤中的电阻率呈立体分布，水和左右两岸土壤的电阻率相差很大，且土壤浅层为风沙层，电阻率较低，深层及河床以下为花岗岩地质，电阻率高，土壤结构复杂。（3）水电站发电期间和抽水期间水库的水位将发生变化，对接地电阻也会产生影响，必需加以考虑。（4）各种接地装置对降低接地电阻所起的作用并不一样，应充分考虑各种接地网的作用。项目难点如下：(1) 由于抽水蓄能电站往往都建在比较偏僻， 且海拔较高的位置， 单独放线测量接地阻抗的难度往往很大。 在现场测量时发现同一接地网向不同的方向放测量线，其测量结果有很大差别， 在山区和地形、 地势复杂的地区这种现象尤为突出。这主要是由

9、于不同的测量方向土壤电阻率的均匀度不同， 特别是由于地质发生断层，土壤电阻率不均匀影响了“零电位点”的位置。距接地体 0.618d 处就不再是“零电位点”，从而产生测量误差。每次测量，应使测量线布设方向保持一致，有利于测试数据与原始数据进行比较。(2) 由于大、中型接地网的工频接地电阻都比较小，一般不到 1 ?，而测量引线较长，试验电压又是工频交流电压， 其电流线和电压线的互感会造成了较大的测量误差。 DL/T475-2017接地装置特性参数测量导则明确要求：大型接地装置一般不宜采用直线法测量。 如果条件所限而必须采用时， 应注意使电流线和电位线保持尽量远的距离 （一般大于 10m 为宜），以

10、减小互感耦合对测量结果的影响。只要条件允许，采用电流 - 电位线夹角布置的方式进行测试，如果土壤电阻率均匀，可采用等腰三角形布线。(3) 零点位的影响。 接地网建立后， 由于用电设备负荷的不平衡， 产生单相短路，有可能引起三相电源不平衡， 在接地网中形成地网电位， 其电位分布极不均匀，电源零线接地点及短路点的电位最高， 无穷远处逐渐下降为零， 在这种高电位差的作用下，在地下产生频率、相位、峰值都在变化的零序电流，干扰着测量的准确度。所以对有疑问的数据应多次测量。(4) 气候的影响。接地网接地电阻的测量应选择在天气晴朗的枯水季节， 连续无雨水天数在一周以上进行， 否则所测数据不能反映实际情况。

11、温度也可能影响测量准确性， 有关单位跟踪测量证明， 水平接地网的温度影响较大， 在夏季温度升高，土壤松弛地区的水分蒸发量增加， 抵消了由于温度增加可能发生的电阻降低。而在冬季，由于地下水位下降及冰冻的发生使得接地电阻增加， 在带有水位的土壤内，交替的冰冻和融化造成逐渐累积的变化， 在地表面下形成水平冰壳及很大的冰契和冰体构造， 土壤像岩石一样坚硬， 土壤电阻率很高， 不能准确测量出真实的接地电阻，一般在严重冰冻时不宜进行接地电阻测量。抽水蓄能电站接地网测量项目包括接地阻抗， 分流系数， 跨步点位差、 接触电位差等参数，并且要求使用工频法和异频法测量。通过以上分析可以看到，测量项目难度大， 影响因素多， 因此需要使用先进的方法和设备， 制定科学合理的测量方案，才能保证测量数据的有效型。