新建220kV惠南站接地网的施工工艺

王润华

(上海超高压输变电公司,上海　200063)

摘　要:介绍了上海新建惠南(集控)站接地网,首次采用从英国引进的钢镀铜BS2F复合接地极棒的施工工艺,使隐蔽工程在不进行大开挖下实现接地网由横放改为竖放的目标,使接地电阻值大幅度下降。建议今后新建变电站和老站改造中积极推广使用,并以铜绞线与铜排相结合来大幅度降低工程费用。

关键词:短路容量;接地网;接地电阻;复合接地极棒

中图分类号:TM862　　文献标识码:B　　文章编号:100129529(2004)01200203

　　惠南变电站位于上海南汇区惠南镇,全站接地网面积29600m2。接地网由上海闸电东海电力工程公司安装,上海邦盛防电避雷技术有限公司技术指导。该工程从2002年5月27日开工,翌年4月21日施工结束,现已投入运行。

1　变电站接地网的概况

2000年前,上海220kV变电站接地网采用水平布置大开挖方式。接地网深埋,一般建筑物和控制楼在1.2～2.0m,户外配电装置在0.8～1.0m。长期使用后,扁钢腐蚀严重。2000年后,随着系统短路容量的增加和BS2F复合接地极棒、放热熔焊技术的推广和应用,在不实行大开挖的基础上,实现了接地网由水平布局改为水平与垂直电极结合的布置,从而使接地网接地电阻大幅度下降。根据上海电网的技术规定,随着系统的短路容量的增加,远景单相短路电流220kV系统为50kA、110kV和35kV系统为25kA。以此作为设备引下线热稳定截面控制电流。

2　新材料和新技术的应用

2.1　BS2F复合接地极棒

BS2F复合接地极棒(<14.2mm、L=1.5m)从英国引进,采用钢镀铜工艺,即在钢材表面实施多次高温电镀(纯度为99.9%电解铜,厚0.25 mm),确保深埋在地下30a不受腐蚀,腐蚀率小于1kg/A・a。相比之下,虽然钢包铜接地极棒的费用是BS2F复合接地极棒材料的50%,但其表面容易脱落,性能较差,防腐能力也差。

2.2　放热熔焊

放热熔焊(俗称火泥焊接),在专用模具内点火爆破,瞬间温度高达2700℃,使焊粉溶解作用于铜绞线焊接接头。其基本材料费用如表1所示,熔焊分为:铜绞线与铜绞线之间的“+”字接头熔接(WX);铜绞线与铜绞线之间的“T”字接头熔接(W GT);铜绞线与铜绞线之间的“-”字接头熔接(WES);铜绞线与铜排之间的熔接(P Y);铜绞线与接地极之间的熔接(GET)。

表1　基本材料费用一览表

货　　号货　　名单　　价S220013(BS2F)L3m接地极1)420元/组

S220025(BS2F)L25m接地极2)3500元/组S220017FF2003熔焊粉末85元/盒

S220068　　熔焊模具869元/组

S220069　　熔焊夹子650元/把注:1)强防腐蚀垂直钢镀铜接地极棒,由1.5m×2根相接。

2)强防腐蚀垂直超深度钢镀铜接地极棒,由1.5m×17根首

尾相接。

3)BS2F接地极棒材料(含辅助材料)安装费是在材料基础上

加15%。

第32卷　第1期2004年1月

华东电力

East China Electric Power

Vol.32　No.1

Jan.　2004

4)熔焊材料安装费是在熔焊粉末、熔焊模具、熔焊夹子材料

基础上加3%。

2.3　全站户外接地极网布置及安装

全站户外接地极网布置为:X轴:东西向横轴16根,敷设<150mm2铜绞线与接地极棒连接。Y轴:南北向纵轴17根,敷设<150mm2铜绞线与接地极棒连接。X轴与Y轴相交处,用铜绞线接头放热熔焊。户外接地极网采用水平接地环网和垂直接地极棒组成,且按不等边矩形网设计以降低接地环网的电阻值。构架避雷针、避雷针及避雷器四周埋设垂直接地极棒。其中水平接地体采用<150mm2铜绞线,垂直接地极棒采用<14.2mm、L=1.5m钢镀铜接地极棒。户外构架及设备引线和电缆沟内通常采用50mm×10 mm镀锌扁钢,户外电容器组接地引线采用60 mm×6mm镀锌扁钢。

2.4　工程所耗材料

预算所耗材料:(BS2F)L25m接地极安装24根,(BS2F)L3m接地极安装20组计60根,呈全等三角形排列。其中有3组避雷针接地极组与全站户外接地极网装置不连接。各类建筑物接地极引上线共26根,户外设备接地引下线全部引出,各类铜绞线放热熔焊共820只,接头<150mm2铜绞线6600m,还有各类铜排、扁铁和扁钢。

实际所耗材料:放热熔焊共用去4012只接头,<1500mm2铜绞线用去10300m。增加部分系由按“二十五项重点要求”增加的引线和设备及支柱接地引上线在材料明细表中无说明所引起。

3　施工工艺

因施工单位对BS2F接地极棒新工艺缺乏经验且无施工所需专用工器具,故由邦盛公司负责施工,放热熔焊由施工单位负责,邦盛公司作技术指导。此新工艺施工和验收规范尚无电力行业标准,故施工中必须做好每根接地极棒打入土壤后的电阻测量记录,接地极网引上线(铜排)与地网铜绞线连接采用放热熔焊。L25m接地极棒最后的接地电阻值要求控制小于0.6Ω,达不到此值,还须继续打深。

3.1　安装技术要求及措施

全站接地极网边缘距围墙中心线设计要求约1.0～1.3m(惠南站为1m),施工时尽量与围墙靠近,以增大接地网面积。接地极网边缘处的水平接地体敷设弯曲半径为3m。构架避雷针和避雷器的垂直接地极必须与主接地网可靠连接。

水平接地体按设计标高顶面深埋-0.8m,垂直接地极棒按设计标高离顶部-0.6m要求施工。敷设时注意避免接地体与建筑物基础相碰。垂直接地极棒安装时,每打入1.5m测量一次电阻值,2根接地极棒之间应旋紧,以保证完全接触;L3m接地极棒3根为一组时,间距应大于3 m,并且互相连接。为确保放热熔焊工艺质量,必须将需要互相焊接的铜排、铜绞线接触面进行清洁处理,并严禁雨天焊接。

户外构架及设备引下线(镀锌扁钢)和接地极网引上线(铜排)采用螺栓连接,连接部分涂电力脂,涂前必须清洁表面,接头应露出地面0.5m。引下线与主接地网通过土建预埋的接地螺母固定。构架在插入杯口二次灌浆前,接地体应从底部钢圈中引出。

穿越电缆沟的水平接地体,沿沟的内壁敷设于底部并与沟内的固定电缆架的扁钢焊接。为防止感应电压,全站主电缆沟两侧的上层支架敷设1根120mm2铜绞线,且每隔15m接地1次,每隔45m两侧连通1次。电缆沟内通常将镀锌扁钢每隔30m接地1次。

为方便投运后检测,各增加一根引上线至控制室、就地继电器室旁小天井内,站内在主变旁和220kV配电装置处各设一只接地极网检查井。接地电阻的测量必须分段进行,合格后才允许连接,再测量总的接地电阻,不合格应查明原因进行处理。全站场地平整后及接地网全部施工完毕后,再实测1次接地电阻阻值。

3.2　引下线的布置

容易发生故障的设备的接地引下线加大截面和条数,并做到:主变、220kV断路器、隔离开关、TA、TV、单相避雷器一相两根接地引下线,主变中性点接地闸刀两根接地引下线,220kV A型进线门架、母线门架、3台主变、接地变跨龙门架中每根支柱安装一根接地引下线,其他设备安装一根接地引下线。构架避雷针接地极相间3m,一点与主接地网连接,避雷针与道路或建筑物出入口等的距离应大于3m,小于3m时应采取均压措施或敷设沥青地面。

考虑到设备接地引下线敷设的笔直美观,有些地方将原铜绞线改成铜排,该铜排地下与水平

王润华　新建220kV惠南站接地网的施工工艺65(总065)

接地体放热熔焊,上面与镀锌扁钢用螺丝连接。

4　结语

从惠南站接地网的施工情况可以得出:到目前为止,BS 2F 复合接地极、放热熔焊是降低接地网接地电阻值的有效方法,尽管使用新材料费用会增加比较大,但考虑到隐蔽工程质量的百年大计,建议在以后新建站和老站改造中积极推广采用。若用扁铜代替大部分铜绞线,工程费用可大幅度下降,并由热焊接或螺栓连接部分代替放热熔焊,工艺简单,可减少铜绞线穿越水泥基础处绞线渗水可能,克服了铜绞线放热熔焊绞线中心很难做到100%全接触,但是铜绞线较铜排可以任意长度施工优势还是很明显的。建议以后工程铜

绞线与铜排相结合为宜。特别是BS 2F 复合接地极适应于土壤电阻率较大、难以开挖的山区,放热熔焊因施工无明火,很适用于旧站改造。从接地网接地电阻与将接地极棒打到20m 以下,经常出现电阻值反弹现象,可以找出计算接地极棒最佳打入深度和根数(上海地区最佳深度为25～28m )。

采用新材料、新工艺大幅度降阻后,对于变电站的电气设备,由于短路冲击电流峰值降低较快,对电气设备耐压水平的选择提供了较大空间,这也是今后要研究的一个重点。

收稿日期:2003210208

作者简介:王润华(19552),工程师,从事输变电运行和变电站前期工作。

发电机手动工频励磁系统的改进

吴菊生,沈　俭,苏汉章

(望亭发电厂,江苏　吴县　215155)

摘　要:对望亭电厂300MW 发电机组工频手动励磁实际使用中存在问题进行了分析,提出了改进和解决的方法,并指出了改进中必须注意的问题。

关键词:发电机;励磁调节;感应调压器;伺服电动机

中图分类号:TM30114　　文献标识码:B 　　文章编号:100129529(2004)0120066202

　　我厂300MW 汽轮发电机组均配置工频手

动励磁调节装置作为备用,励磁系统接线如图1。励磁电源由400V 厂用电源经感应调压器、隔离变压器后,再经二极管整流后供给电流,通过控制伺服电动机驱动感应调压器调节励磁电流,伺服电动机的控制回路如图2所示

。

图1　励磁系统接线方框图

手动工频励磁作为自动励磁调节的备用,使

用的机会并不多,在实际调节时,

调节幅度离散较图2　伺服电动机控制回路图

大且不易掌握。运行人员调节一次,有时无功功

率没有明显变化,而有时变化要高达30～440Mvar ,这将危及机组的稳定运行,有可能导致机组视在功率超限,引起机组过热,甚至使机组失磁第32卷　第1期2004年1月

华东电力

East China Electric Power

Vol.32　No.1Jan.　

2004

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