金哨水電站二次等電位接地網(wǎng)方案探討

張 東 ，張 崢 ，連春興

（1.遼寧省水利廳，遼寧 沈陽 110003；2.吉林電力有限公司長春供電公司，吉林 長春 130021；3.中水東北勘測設(shè)計研究有限責任公司，吉林 長春 130021）

金哨水電站二次等電位接地網(wǎng)方案探討

張 東1，張 崢2，連春興3

（1.遼寧省水利廳，遼寧 沈陽 110003；2.吉林電力有限公司長春供電公司，吉林 長春 130021；3.中水東北勘測設(shè)計研究有限責任公司，吉林 長春 130021）

根據(jù)《國家電網(wǎng)公司關(guān)于印發(fā)水電廠重大反事故措施的通知》中關(guān)于二次等電位接地網(wǎng)的規(guī)定，消除接地問題對二次設(shè)備的危害，文中對目前已運行的金哨水電站開關(guān)站、中控室、繼電保護室等二次等電位接地網(wǎng)的敷設(shè)提出實施方案，以保證電站的安全運行。

等電位接地網(wǎng)；敷設(shè)方案；金哨水電站

1 工程概況

金哨水利樞紐位于渾江干流下游遼寧省桓仁縣沙尖子鎮(zhèn)，距離太平哨水電站52 km，距離渾江口42 km。金哨水電站裝有2臺水輪發(fā)電機組，為發(fā)—變組單元接線，水輪發(fā)電機組單機容量為42 MW，功率因數(shù)為0.85，主變壓器單臺容量為50 MVA。220 kV側(cè)為單母線接線。電站與雙嶺以一回66 kV線路連接，主變壓器容量為63 MVA。電站以一回220 kV線路送至桓仁一次變電所。

2 問題的提出

金哨水電站于2002年度機組投產(chǎn)發(fā)電，由于當時沒有對二次等電位接地網(wǎng)做具體要求，二次設(shè)備接地只是簡單地用屏蔽電纜外皮或幾平方毫米的銅導線與一次接地網(wǎng)相連。由于金哨電站繼電保護裝置均為微機保護裝置，控制系統(tǒng)也采用計算機監(jiān)控系統(tǒng)，均為微機產(chǎn)品，抗干擾能力較差。因為金哨水電站為大電流接地系統(tǒng)，雖然主接地網(wǎng)的接地電阻能夠滿足相關(guān)規(guī)范要求，但是，由于系統(tǒng)發(fā)生接地故障時的入地電流較大，主接地網(wǎng)在短路電流注入點仍會產(chǎn)上千伏的電壓。如果二次設(shè)備的接地點和電纜屏蔽層隨意與一次系統(tǒng)的接地網(wǎng)相連，不僅可能會對二次設(shè)備產(chǎn)生較大危害，而且對兩端接地的控制電纜屏蔽層由于壓差作用形成電流，該電流所產(chǎn)生的交變磁場會在電纜芯線上產(chǎn)生一個干擾電壓，影響二次設(shè)備的正常運行。故目前已不滿足“《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》（修訂版）的通知［2012］352號和“《國家電網(wǎng)公司關(guān)于印發(fā)水電廠重大反事故措施的通知》（國家電網(wǎng)基建）［2015］60號”對二次設(shè)備接地網(wǎng)的要求。為了保證電站的安全運行，消除上述由于接地問題帶來對二次設(shè)備的危害，需要對金哨水電站二次等電位接地網(wǎng)進行方案選擇并予以實施。

3 金哨水電站二次等電位接地網(wǎng)的作用

金哨水電站二次等電位接地網(wǎng)主要分為室內(nèi)和室外，室內(nèi)為主廠房和中控室等電位接地網(wǎng)，戶外為220 kV開關(guān)站等電位接地網(wǎng)。

室內(nèi)設(shè)備主要為發(fā)電機、變壓器、輸電線路保護裝置，均為數(shù)字式微機保護裝置，其他監(jiān)視、控制設(shè)備也均為微機產(chǎn)品。這些微機設(shè)備如果不在同一等電位上，會因參考的電位不同，就可能對裝置造成誤動或干擾。所以室內(nèi)等電位接地網(wǎng)主要作用是相互聯(lián)系的設(shè)備之間處于同一等電位上，避免發(fā)生大電流注入一次接地網(wǎng)時，因一次地網(wǎng)兩點間產(chǎn)生的電位差造成保護裝置誤動或微機設(shè)備之間的通信故障。

戶外為220 kV開關(guān)站等電位接地網(wǎng)主要是解決由于二次電纜屏蔽層兩端接地，流經(jīng)電纜屏蔽層的地電流過大而燒毀二次電纜的問題。接地銅纜主要有3個作用：1）降低二次電纜屏蔽層兩端的地電位差；2）由于其并接在二次電纜屏蔽層的兩端，在兩點之間存在電流時能起到分流作用，從而解決了由于屏蔽層電流過大而燒毀二次電纜的問題；3）該接地銅纜要求敷設(shè)在電纜溝內(nèi)最上層的電纜支架上，因此對溝內(nèi)二次電纜可起到降低外部空間干擾的屏蔽作用。

4 敷設(shè)方案

4.1 中控室二次等電位接地網(wǎng)

由于金哨電站中央控制室布置有220 kV線路保護屏、66 kV線路保護屏、主變壓器繼電保護屏、系統(tǒng)安穩(wěn)裝置、廠用變保護和備投屏、電能量計量、故障錄波器屏及計算機控系統(tǒng)的公用LCU和交直流控制電源等設(shè)備。依據(jù)“《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》（修訂版）的通知［2012］352號文中15.7節(jié)二次回路應注意的問題”要求，在主控室、保護室柜屏下層按屏柜布置的方向敷設(shè)100 mm2的專用銅纜，將該專用銅纜首末端連接，形成保護室內(nèi)矩形等電位接地網(wǎng)。等電位接地網(wǎng)采用專用小瓷瓶安裝在電纜支架上，它與電站的主接地網(wǎng)只能有一點連接，該等電位接地網(wǎng)在電纜橋架入口處，采用4根截面不小于50 mm2銅纜構(gòu)成共同接地點與一次接地扁鋼采用火泥熔接。屏柜上的接地端子用截面不小于4 mm2的多股銅線和接地銅排采用10 mm2的螺栓可靠壓接，在每列屏柜的下部設(shè)置1根截面不小于50 mm2的銅排與保護室的等電位接地網(wǎng)相采用焊接接，中控室等電位接地見圖1。

圖1 中控室等電位接地網(wǎng)方案

4.2 主廠房機旁屏二次等電位接地網(wǎng)

發(fā)電機層屏柜由于不是集中布置，在發(fā)電機層上游側(cè)每臺機組段布置有發(fā)電機繼電保護屏、機組現(xiàn)地LCU屏、測溫儀表屏和機組輔助設(shè)備控制屏等。在二次屏下層按屏柜布置的方向敷設(shè)截面100 mm2的專用銅纜，將該專用銅纜首末端連接，形成主廠房等電位接地網(wǎng)。等電位接地網(wǎng)采用專用小瓷瓶安裝在電纜支架上，用1根100 mm2的專用銅纜與中控室二次等電位接地網(wǎng)焊接。屏柜上的接地端子用截面不小于4 mm2的多股銅線和接地銅排采用10 mm2的螺栓可靠壓接，在每列屏柜的下部設(shè)置1根截面不小于50 mm2的銅排主廠房發(fā)電機層的等電位接地網(wǎng)相采用焊接接，主廠房發(fā)電機層等電位接地見圖2。

圖2 主廠房發(fā)電機層二次等電位接地網(wǎng)方案

4.3 開關(guān)站二次等電位接地

因為金哨水電站220 kV開關(guān)站布置在戶外，在開關(guān)站到廠內(nèi)的電纜溝敷設(shè)一根截面100 mm2的專用銅纜，與廠內(nèi)中控室二次等電位接地網(wǎng)焊接。開關(guān)站的端子箱二次接地采用截面不小于4 mm2的多股銅線和1根截面不小于50 mm2的銅排采用10 mm2的螺栓可靠壓接。50 mm2的銅排與電纜溝敷設(shè)1根截面100 mm2的專用銅纜焊接。這樣就構(gòu)成了全廠等電位接地網(wǎng)，并且和主接地網(wǎng)只有一點連接。

5 結(jié) 語

金哨水電站二次等電位接地網(wǎng)的敷設(shè)，可以使二次微機設(shè)備的地電位處于一個等電位平面上，能有效的抑制電磁干擾。開關(guān)站等電位接地網(wǎng)能有效保護控制電纜屏蔽層，減少因屏蔽層環(huán)流對控制電纜芯線的電磁干擾。故在今后電站運行維護過程中完善二次等電位接地網(wǎng)的建設(shè)，對金哨電站的安全運行起到了保證。

［1］湯相彬.二次系統(tǒng)等電位接地網(wǎng)的敷設(shè)［J］.江西電力，2012，30（04）：57-59.

TM645.2；TV7

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1002－0624（2016）04－0063－02

2015-12-15