148水力发电厂接地设计技术导则.DOC
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1、中 华 人 民 共 和 国 电 力 行 业 标 准P DLT5091一1999P水力发电厂接地设计技术导则Grounding design guide for hydro一power station主编部门:长江水利委员会长江勘测规划设计研究院批准部门:中华人民共和国国家经济贸易委员会批准文号:国经贸电力1999740号中国电力出版社1999北京前 言本标准是根据原能源部、水利部批复的水利水电勘测设计技术标准体系编写的,属于水利水电工程建设标准。为了适应水利水电工程的特点和实际需要,使水力发电厂的接地设计有章可循,做好设计工作,原电力工业部、水利部水利水电规划设计总院组织长江水利委员会长江勘测
2、规划设计研究院编写了本标准,并与电力行业有关标准协调一致。实施本标准,有利于推广应用科学技术新成果,提高工程设计质量,提高工程建设效益。本标准由国家电力公司水电水利规划设计总院提出。本标准由国家电力公司水电水利规划设计总院归口。本标准起草单位:长江水利委员会长江勘测规划设计研究院。参加单位:成都水利水电勘测设计院。本标准主要起草人:舒廉甫、覃利明、李定中。本标准由国家电力公司水电水利规划设计总院负责解释。1 范 围101 本导则规定了水力发电厂接地设计的一般原则、步骤、方法,以及接地装置工频参数的测量。102 本导则适用于新建水力发电厂交流电气设备的接地和交流电网中用于安全自动装置的220V及
3、以下直流电气设备的接地。改建、扩建的水力发电厂亦可参照使用。12 引 用 标 准下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本导则的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。DL548一94电力系统通信站防雷运行管理规程DLT578一95水电厂计算机监控系统基本技术条件23 定 义本导则采用下列定义:301 接地体、自然接地体:埋人地中并直接与大地接触的金属导体,称为接地体。兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属井管、钢筋混凝土建筑物的基础、金属管道和设备等,称为自然接地体。302 接地线:电力设备或杆塔的接地螺
4、栓与接地体或中性线连接用的金属导体,称为接地线。303 接地装置(接地网):接地体和接地线的总和,称为接地装置(接地网)。3 04 接地系统:多个接地装置构成的总接地装置,称为接地系统。305 接地:电力设备、杆塔或过电压保护装置用接地线与接地体连接,称为接地。306 工作接地:在电力系统中,运行需要的接地(如中性点接地等),称为工作接地。307 保护接地:电力设备的金属外壳、钢筋混凝土杆和金属杆塔,由于绝缘损坏有可能带电,为防止这种电压危及人身安全而设的接地,称为保护接地。308 防雷接地:防雷保护装置为了泄放雷电荷而设的接地,称为防雷接地。309 集中接地装置:为加强对雷电流的散流作用,降
5、低对地电压而敷设的附加接地体。3010 接地电阻:接地体或自然接地体的对地电阻和接地线电阻的总和,称为接地装置的接地电阻。接地电阻的数值等于接地装置对地电压与通过接地体流入地中电流的比值。按通过接地体流人地中冲击电流求得的接地电阻,称为冲击接地电阻;按通过3接地体流人地中工频电流求得的电阻,称为工频接地电阻。凡本导则未标明为冲击接地电阻的,都是指工频接地电阻。3011 接地装置对地电位:电力设备发生接地故障时,其接地部分与大地零电位点之间的电位差,称为接地装置对地电位。3012 接触电位差:当接地短路电流流过接地装置时,大地表面形成分布电位,在地面上离设备水平距离为0sm处与沿设备外壳、架构或
6、墙壁离地面的垂直距离1sm处两点间的电位差,称为接触电位差;接地网网孔中心对接地网接地体的最大电位差,称为最大接触电位差。3013 跨步电位差:当接地短路电流流过接地装置时,地面上水平距离为05m的两点间的电位差,称为跨步电位差。接地网外的地面上水平距离05m处对接地网边缘接地体的电位差,称为最大跨步电位差。3014 转移电位:当接地短路电流流过接地装置时,由一端与接地装置连接的金属导体传递的接地装置对地电位称为转移电位。3015 低压、高压:标称电压低于IkV的称为低压。标称电压为Ikv及以上的称为高压。3 016 大接地短路电流系统、小接地短路电流系统:高压系统中,单相接地电流或同点两相接
7、地时入地电流大于500A的,称为大接地短路电流系统,500A及以下的称为小接地短路电流系统。3017 有效接地的中性点:变压器和发电机的中性点直接或经过小阻抗与接地装置连接的,称为有效接地的中性点。3018 不接地的中性点:中性点不与接地装置连接(即中性点不接地),或经过消弧线圈、电压互感器以及高电阻与接地装置连接的,称为不接地的中性点。3019 中性线:与低压系统电源中性点连接用来传输电能的导线。3020 保护线:低压系统中为防触电用来与设备金属外壳作电气连接的导线。43021 接中性线保护、接保护线保护、接地保护:中性点直接接地的低压电力网中,电力设备外壳与中性线连接,称为接中性线保护;电
8、力设备外壳与保护线连接,称为接保护线保护;电力设备外壳不与中性线、保护线连接,而与独立的接地装置连接,称为接地保护。 54 接地设计一般程序和规定41接地设计一般程序411 调查电厂所在地的土壤特性及地质构造,实测接地装置区域的土壤电阻率和河水电阻率。也可由电测部门提供地层土壤电阻率分布资料。4 12 了解水工建筑物的布置、结构、钢筋配置情况,确定可利用作为接地装置的各种自然接地体。413 按设计水平年确定电网在非对称故障情况下最大人地电流值。对分期开发的电厂,确定初、终期地网的最大人地电流值。414 确定接地装置的接地电阻值以及允许的接触电位差和跨步电位差值。415 进行接地装置设计并绘制接
9、地系统布置图(包括利用的自然接地体)。416 计算接地电阻。当接地装置不能符合规定电阻值时,应采用扩大接地网面积或引外接地、深埋接地等措施以降低接地电阻。如仍不能满足要求时,应研究转移电位的隔离措施和校验反击电压。417 设计配电装置均压网并计算接触电位差和跨步电位差。当不满足允许值,增加均压带又有困难时,可采用加强分流或限制人身电流等措施。418 选择接地装置导体截面。419 绘制施工图纸。4110 检查接地装置是否按设计要求施工。接地线不得遗漏,连接应完好。4111 拟订接地装置接地电阻、接触电位差和跨步电位差测量方案,参加接地电阻、接触电位差和跨步电位差的测量。4112 根据实测结果校验
10、设计。当不满足时,应补充和完善接6地装置或增加有关防护措施。42 接地设计一般规定421 为保证交流电网正常运行和故障时的人身及设备安全,电气设备及设施宜接地或接中性线,并做到因地制宜,安全可靠,经济合理。422 不同用途和不同电压的电气设备,除另有规定者外,应使用一个总的接地系统,接地电阻应符合其中最小值的要求。423 接地装置应充分利用直接埋人水下和土壤中的各种自然接地体接地,并校验其热稳定。424 电站接地电阻当难以满足运行要求时,可根据技术经济比较,因地制宜地采用水下接地、引外接地、深埋接地等接地方式,并加以分流、均压和隔离等措施。对小面积接地网和集中接地装置可采用人工降阻的方式降低接
11、地电阻。4 25 接地设计应考虑土坡干燥或冻结等季节变化的影响,接地电阻在四季中均应符合本导则的要求。防雷装置的接地电阻,可只考虑在雷季中土壤干燥状态的影响。4 26 初期发电时,应根据电网实际的短路电流和所形成的接地系统,校核初期发电时的接触电位差、跨步电位差和转移电位。当上述参数不满足安全要求时,应采取临时措施,保证初期发电时期电站安全运行。427 工作接地及要求:1、有效接地系统中,自藕变压器和需要接地的电力变压器中性点、线路并联电抗器中性点、电压互感器、接地开关等设备应按照系统需要进行接地。2、不接地系统中,消弧线圈接地端、接地变压器接地端和绝缘监视电压互感器一次侧中性点需直接接地。3
12、、中性点有效接地的系统,应装设能迅速自动切除接地短路故障的保护装置。7中性点不接地的系统,应装设能迅速反应接地故障的信号装置,也可装设延时自动切除故障的装置。428 保护接地及要求:1、电力设备下列金属部件,除另有规定者外,均应接地或接中性线(保护线)。1)电机、变压器、电抗器、电器、携带式及移动式用电器具等底座和外壳。2) SF6全封闭组合电器(GlS)与大电流封闭母线外壳以及电气设备箱、柜的金属外壳。3)电力设备传动装置。4)互感器的二次绕阻。5)配电、控制保护屏(柜、箱)及操作台等的金属框架。6)屋内外配电装置的金属架构和钢筋混凝土架构,以及靠近带电部分的金属围栏和金属门、窗。7)交、直
13、流电力电缆桥架、接线盒、终端盒的外壳、电缆的屏蔽恺装外皮、穿线的钢管等。8)装有避雷线的电力线路杆塔。的在非沥青地面的居民区内,无避雷线非直接接地系统架空电力线路的金属杆塔和钢筋混凝土的杆塔。10)恺装控制电缆的外皮、非恺装或非金属护套电缆的1一2、根屏蔽芯线。2电力设备的下列金属部分,除另有规定者外,可不接地或不接中性线(保护线)。l)在木质、沥青等不良导电地面的干燥房间内,交流额定电压380V及以下、直流额定电压220V及以下的电力设备外壳。但当维护人员可能同时触及设备外壳和接地物体时除外。2)在干燥场所,交流额定电压127V及以下、直流额定电压11oV及以下的电力设备外壳,但爆炸危险场所
14、除外。83)安装在配电屏、控制屏和配电装置上的电气测量仪表、继电器和其他低压电器等的外壳,以及当发生绝缘损坏时,在支持物上不会引起危险电压的绝缘子金属底座等。4)安装在已接地的金属架构上的设备(应保证电气接触良好),如套管等。5)标称电压220V及以下的蓄电池室内的支架。6)已与接地的底座之间有可靠电气接触的电动机和电器的外壳。3、在中性点直接接地的低压电力系统中,电力设备的外壳和机座宜采用接地或接中性线(或保护线)保护。对于用电设备较少、分散,且又无接地线的地方,宜采用接中性线保护。而接中性线保护确有困难,而土壤电阻率较低时,可采用直接埋设接地体进行接地保护。当低压电力设备的机座或金属外壳与
15、接地网可靠连接后,允许不按接中性线保护的要求作短路验算。由同一台发电机、变压器或同一段母线供电的低压线路,不宜采用接中性线、接地两种保护方式。在低压电力系统中,全部采用接地保护时,应装设能自动切除接地故障的继电保护装置。429 防雷接地及要求:1、所有设有避雷针、避雷线的构架,微波塔均应设置集中接地装置。2、避雷器宜设置集中接地,其接地线应以最短的距离与地网相连。3、独立避雷针(线)应设独立的集中接地装置,接地电阻不宜超过10。在高土壤电阻率地区,当要求作到规定的l确有困难时,允许采用较高的数值,并应将该装置与主接地网连接,但从避雷针与主接地网的地下连接点到35kV及以下电气设备与主接地网的地
16、下连接点,沿接地体的长度不得小于15m。避雷针9(线)到被保护设施的空气中距离和地中距离还应符合防止避雷针(线)对被保护设备反击的要求。4、独立避雷针(线)不应设在人经常通行的地方。避雷针(线)及其接地装置与道路或人口等的距离不宜小于3m,否则应采取均压措施,铺设砾石或沥青地面。1O5 接 地 电 阻51 大接地短路电流系统的接地电阻511 大接地短路电流系统的水电厂接地装置的接地电阻宜符合(5 11)式要求:512 (5 11)式中计算用流经接地装置的人地短路电流,采用在接地装置内、外短路时,经接地装置流人地中的最大周期分量起始值。该电流应按电厂全部投产后510年发展后的系统最大运行方式确定
17、,并应考虑电网中各接地中性点间的短路电流分配,以及接地避雷线中分走的接地短路电流。5、13 在高土壤电阻率地区,当接地装置要求作到规定的接地电阻值在技术、经济上极不合理时,接地电阻值可以放宽(R=5),但应符合以下规定:1验算接地网的接触电位差和跨步电位差。施工完毕,一般应进行现场实测并绘制电位分布曲线。2考虑短路电流非周期分量的影响,当接地装置内电位升高时,发电厂内的6kV10kV阀型避雷器不应动作。3对可能将接地装置的高电位引向厂外,或将低电位引向厂内的设施,应采取隔离措施。52小接地短路电流系统的接地电阻521 中性点非直接接地系统的水电厂接地装置的接地电阻应符合以下要求。1高压与低压电
18、力设备共用的接地装置:11522在高土壤电阻率地区,允许放宽接地电阻的限制,但不宜超过15。对于地网外的高压电力设备接地电阻不宜超过30。口并应校验接触电位差和跨步电位差,以满足安全要求。523在中性点经消弧线圈接地的电力网中,接地装置的接地电阻按(521一1)式、(5 21一2)式计算时,计算用的接地故障电流应采用下列数值。1对装有消弧线圈的发电厂或电力设备的接地装置,计算电流等于接在同一接地装置中同一电力网各消弧线圈额定电流总和的1 25倍。2对不装消弧线圈的发电厂或电力设备的接地装置,计算电流等于电力网中断开最大一台消弧线圈时的最大残余电流值,但不得小于30A。524计算用的接地故障电流
19、,应按电厂全部投产后510年发展后的系统最大运行方式确定。525在小接地短路电流系统中,为保证迅速切除接地故障,应根据发电厂接地装置的接地电阻,验算继电保护装置的两相异点接地短路动作电流或熔断器熔体的熔断电流。接地短路电流不应小于继电保护装置换算到一次侧的动作电流的15倍,或熔断器熔体额定电流的4倍。当不符合要求时,可降低接地电阻或采取其他措施。12542 高压架空电力线路的接地装置宜采用放射形接地,放射形接地体每根的最大长度,应根据土壤电阻率确定如下:1353 低压系统的接地电阻531 低压电力设备接地装置的接地电阻不宜超过4。532 在中性点直接接地的低压电力网中,中性线应在电源处接地,以
20、免负荷切除时,造成不接地运行而危及人身和设备安全。533 架空线路的干线和分支线的终端及沿线每公里处,中性线应重复接地。电缆和架空线在引人建筑物处,中性线应重复接地,或在屋内将中性线与配电屏、控制屏的接地装置相连。中性线的重复接地,应充分利用自然接地体。534 配电线路中性线每处重复接地装置的接地电阻不应超过10。在电力设备接地装置的接地电阻允许达到10的电力网中,每一重复接地装置的接地电阻不应超过30,但重复接地不应少于3处。535 为了防止触电危险,在低压电力网中,严禁利用大地作相线或中性线。54杆塔的接地电阻541 厂内架空线路段每基杆塔的接地装置,在雷季干燥时,不连避雷线的工频接地电阻
21、,不宜超过表541所列的数值。543 小接地短路电流系统中,无避雷线的高压电力线路在居民区的钢筋混凝土杆宜接地,金属杆塔应接地,其接地电阻不宜超过30。中性点直接接地低压电力系统中以及高低压共杆的电力系统中,钢筋混凝土杆的铁横担和金属杆,以及中性线应接地,其接地电阻不宜超过5。钢筋混凝土杆中的钢筋不宜作接地引线使用。沥青路面上的高、低压线路的钢筋混凝土杆和金属杆塔,以及已有运行经验的地区,可不另设人工接地装置。钢筋混凝土杆的铁横担和金属杆塔,也可不与中性线连接。544 为防止雷电波从低压架空线路侵人建筑物,接户线的绝缘子铁脚宜接地,接地电阻不宜超过30。土壤电阻率在200及以下地区的铁横担钢筋
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- 国家行业标准规范 水利工程、行业标准、国家标准、工程建设、规程规范、施工规范、设计规范。
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