海外高土壤电阻率地区火电厂接地方案研究.pdf

第36卷第8期
华电技术
Vol 36 No8
2014年8月
Huadian Technology
Aug.2014
海外高土壤电阻率地区火电厂接地方案研究
周正一
(中国华电工程(集团)有限公司,北京100160)
摘要:针对柬埔寨某2×60MW燃煤电厂所在地资源的具体条件,在减少换填土量、合理控制成本、保证工期的前提
下,提出了具体的接地方案。按照IEEE802000《交流变电站接地安全指南》校验了跨步电压和接触电势允许值,保证
全厂接地电阻满足合同要求。
关键词:海外火电厂;土壤电阻率;接地电阻;跨步电压;接触电勢
中图分类号:TM62
文献标志码:B文章编号:1674-1951(2014)08-0017-02
1电厂概况
04-0
04-03
04-04
柬埔寨某2×60MW燃煤电厂所在地原始地貌
区
多为白色至灰色的软地层表土,偶尔有褐色的粉砂
05-04
或含黏土粉砂,与不同厚度的沙石岩床重叠,电厂南
部的小溪河床主要由岩石构成,因此厂址区域的土
长--
Ⅲ区
壤电阻率整体很高。而该设计采购施工(FPC)总承
06-00
06-
06-03
包工程合同要求,在故障电流持续时间为1s、230kV
侧三相短路电流为31.5kA以及人体质量为50kg
的条件下,分别按照IEE标准校核计算跨步电压
V区
和接触电势允许值,并要求全厂接地电阻小于
0.50
图例
2主要研究内容
05?电阻率测定Ⅲ
电性分
位置及编号
W区区界线
对该厂厂址地质条件、当地资源及IEEE规范
图1A列至升压站测点编号及位置分布
进行研究,提出经济、合理的解决方案。
3)Ⅳ区:该电性区域为场地平整时的剥离地
2.1厂址土壤电阻率的测量
段,中风化岩石出露于地表,很多地方测定电极难以
首先测定全厂土壊电阻率,全厂共设置了134钉人地下,电阻率高。
个测点,测点分布情况见表1。
由测量结果可知,在水平接地体(-0.6m)和
表1厂址建筑地段測点数分布
垂直接地体(-3.0m)区间,Ⅳ区和Ⅲ区土壤电阻
建筑辅助与附
主厂应A列至
地段属建筑
升压竑储煤场办公楼
率达10500?m以上,Ⅰ区达4200?m以上。从
点
2
32
全厂范围来说,场平标高-3.0m以内原始平整后
核心地段为A列至升压站,该地段共布置20的土壤电阻率都在10509?m左右,所以1050
个测点,测点编号及位置如图1所示。
2·m将作为全厂接地电阻分析计算的重要基
该地段分为I,Ⅲ,V3个电性分区,各电性分本值
区电阻率如下
2.2全厂接地网最初设计
(1)I区:不同深度的电性层电阻率解释值分
依据105092?m的土壤电阻率,按规程允许的
别为420,950,38002?m。
范围,在开关站和主厂房区域布置尽可能多的水平
(2)Ⅲ区:该区域的电阻率曲线形态各异,但电和垂直接地体,同时假设水平接地体周围都换填80
阻率总体较高。
2?m的低电阻率土壤。根据IE80-2000交流
收稿日期:2014-01-08;修回日期:2014-07-25
变电站接地安全指南》可得到接地网接地电阻
18
华电技术
第36卷
R
筋与厂区接地网相联。
20A
+h√20/A
最后测得全厂接地电阻为0.14~0.2392,满足
式中:为接地系统导体总长度,8800m;P。为接地EPC合同要求。本文后续计算中,接地电阻R。取保
沟内等效土壤电阻率,2070?m;A为接地网占地面守值0.272。
积,39000m3;h为埋深,0.6m。
躋步电压和接触电势校验
通过计算可得R。=0.489。
目前已施工的升压站至主厂房A列外接地网
EPC合同要求接地电阻应小于0.59,因此接区域为长方形接地网,在原土层表面铺设0.1m厚
地网电阻满足合同要求。
的碎石,接地导体埋深0.6m。
2.3设计存在的问题
2.5.1跨步电压及接触电势允许值
上述设计方案似乎已经解决了该工程的接地电
衰减系数
阻问题,但实际并非如此
(1)如果全厂都按水平接地体的长度置换80
2·m的低电阻率土壤,共需要8200m3的土壤,
部载质量为20t的翻斗车需要拉550趟以上,运输式中:p为土壤电阻率,123.0652·m:p,为表层土壤
距离约5km。厂址附近可用土壤的电阻率多为电阻率,100000m;b,为表层厚度,0.1m。
100~2002?m,厂址附近10km范围内无法找到足
通过计算可得C、=0.6935。
够多的低电阻率土壤。
由此得到跨步电压与接触电势允许值为
(2)接地网格中大量的回填土极易使厂区地面
沉降不均。
2w。=0.11610006CA)Va
=0.116(1000+15C,p,)
(3)开挖大量的原土需要二次搬运,沿水平接式中:,为接触时间,1s。
地线回填1000mm×1000m低电阻率的土壤再夯
通过计算可得E。cpo=4942.76V,E
实也非常费劳力,无法大规模使用工程机械。
1322.69V。
(4)这样处理后开关站表面的原土土壤电阻率2.5.2最大入地电流和对地电位
还是很高,接触电势还是很难满足要求。
最大入地电流
2.4解决问题的思路
IC= 31odrsr
(1)在火电厂的施工过程中,汽机房和锅炉房式中:3。为系统三相短路电流,31.5kA;D为衰减
有大量的基础需要开挖,回填时尽可能回填泥土或系数,1;S为分裂系数,0.7。
沙土,不允许用原土回填。虽然这些泥土和沙土的
通过计算可得le=22.05kA。
土壤电阻率只有100~20002·m,远达不到80
对地电位=leR。=5997.6V。
2·m,但已经比原土好很多了,而且厂址周围很容
由于对地电位5997.6V远大于接触电势允许
易收集到。
值132.69V,所以需要进一步计算。
2)主厂房A排外主变压器、230kV开关站区2.5.3接触电势
域是接地电阻、跨步电压和接触电势的考核区城,其
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设备基础也需要爆破开挖至-3m以下。如果能在
L。+「1.55+1.22
回填时考虑更低电阻率的土壤,可以用极小的代价
解决所有问题。因此,回填时要求施工方筛选更好式中:Kn,K,为系数,K。=0.77,K1=2.79;L,为接地
的土壤,电阻率大约都在100?m左右,原来开挖网长度,140m;,为接地网宽度,130m;L。为水平接
出的土石一律置换掉。置换土壤后开关站的土壤平地体总长度,3920m;L为单根垂直接地极长度,2.4
均电阻率为123.050?m。
m;L为垂直接地体的总长度,504m
(3)根据厂址岩土工程勘测报告,该区域地下
通过计算可得En=1244.275V。
水有孔隙水和基岩裂隙水。上部水属于上层滞水,2.5.4跨步电压<