电管降低油井配电系统接地电阻.docx
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电管降低油井配电系统接地电阻
降低油井配电系统接地电阻
小组类型:
现场型
小组名称:
电管大队QC小组
发布人:
侯云飞
单位:
采油四厂电管大队
发布时间:
二○一○年十二月
小组概况
1、基本情况
我大队QC小组成立于2002年1月,现有成员6名,由大队技术干部及生产骨干组成。
自小组成立以来,我们就我厂的供电运行与管理工作方面,就安全供电、节约用电、可靠供电等方向做了大量深入细致的工作,为保证油气生产的稳定运行做出了自己的努力。
2010年,我们小组围绕生产实际精心选题,增加小组活动次数,推进了供电管理水平的提高。
2、小组具体情况:
见表1、表2
表1小组概况
小组单位
电力管理大队
小组人数
6
小组名称
电力管理大队QC小组
活动次数
32
课题名称
降低油井配电系统接地电阻
课题类型
现场型
课题来源
自选
成立时间
2002年1月
活动注册时间
2010年1月
活动时间
2010.01-12
注册编号
表2小组成员情况
序号
姓名
性别
年龄
职称
职务
文化程度
分工
1
亢清波
男
37
工程师
组长
大本
组织策划
2
王龙其
男
46
助工
副组长
大专
组织监督
3
李洪滨
男
42
高技
成员
大专
技术指导
4
侯云飞
男
35
高级工
成员
大专
资料汇总
5
梁长春
男
37
高级工
成员
大专
现场实施
6
常尊
男
37
高级工
成员
大专
现场实施
选题理由
经我们调查,由于近两年雷雨天气数量明显增多,在5-9月份雷击高发季节,由于雷击造成的停电故障在所有线路故障中所占比重中明显增加,具体情况见下表。
图1雷击现场
表3几年全厂线路雷击故障对比表
年份
2005
2006
2007
2008
累计次数
25
34
37
39
制表:
侯云飞时间:
2010.01.19
通过上表可以看出,我厂近年来由于雷击造成的故障次数有着明显上升的趋势。
经过分析研讨,确认接地电阻过高是造成线路雷击跳闸的主要故障原因。
1、接地的目的
接地是利用大地作为接地电流回路,在电气设备与大地之间实现低阻抗的电气连接,它将设备接地处的电位固定为所允许的值。
接地的目的一是为设备的操作人员提供安全保障;二是防止设备损坏和提高设备工作的稳定性。
接地电位的大小,除与电流的幅值和波形有关外,还和接地体的几何尺寸及大地的电磁参数有关。
2、接地电阻值过高的危害
(1)变压器接地引下线接地电阻值过高,如同时伴有低压相线绝缘损坏而接地,例如A相接地,这时变压器接地引下线中将有一个电流流过,A相电压加在大地和接地电阻上,如果接地电阻越大,那么接地电阻上的分压就越大。
这时,如果有人误触变压器接地引下线或中性线以及变压器外壳,人体将和接地电阻形成并联,那么加在人体上的电压就会很高,导致触电。
(2)当三相四线供电变压器中性线接地电阻值过高或断线时,此时由于三相负载的不平衡,变压器中性点将发生偏移,接地点电位不为零,导致相电压升高,击穿用电设备。
(3)当接地电阻值过高时,线路受到雷击,避雷器就不能顺畅释放雷电流,致使避雷器或变压器烧毁、线路跳闸停电。
课题确定后,我们小组成员又进行了深入的研究,考虑到能突出效果,针对性强,将研究范围缩小在对雷击故障出现概率最高的泉2606、2608油井线油井变台接地系统进行改造,使改造后的接地电阻降到4欧姆的规定技术标准,最终课题名称确定为:
现状调查
表4泉二站2606、2608线路雷击故障统计表
线路名称
2006年
2007年
2008年
2009年
合计次数
2606线
4
8
8
9
29
2608线
8
3
6
7
24
制表:
侯云飞时间:
2010.01.21
1、相关技术标准
根据规范要求,供电部门和工矿企业等用电户,配电变压器对其接地电阻的要求是:
当容量≥100kVA时,≤4Ω;当容量<100kVA时,<10Ω。
2、现场测试
为了分析实际情况,我们于2010年1月17日至29日对泉二2606、2608线路部分油井变台接地状况进行了实地检测。
表5泉二2606、2608线路油井接地系统电阻调查表
测试地点
421-3
423-9
安41-31
422-1
422-4
安41-32
接地电阻
27.9Ω
34.7Ω
28.5Ω
26.1Ω
37.8Ω
45.5Ω
测试地点
41-33
安41-25
41-22
安41-14
安41-16
安41-52
接地电阻
127.1Ω
36.7Ω
35.7Ω
42.8Ω
47.1Ω
21.3Ω
测试地点
安41-50
253
28-11
28-10
28-3
281-10
接地电阻
36.5Ω
41.6Ω
98.7Ω
28.4Ω
65.6Ω
37.7Ω
制表:
侯云飞时间:
2010.02.01
最终统计数据:
从统计数据可以看出,泉2608、2608线路已检测变压器的接地系统电阻均不合格。
小组以此为依据,考虑到四厂油井随时处于增加新井,调整容量的现状,确定目标为改造完毕后变压器接地系统接地电阻≤4Ω。
原因分析
目前,我厂采用的是变压器中性点、变压器外壳及避雷器引下线,三者共同于一个接地装置相连的“三位一体”接地方式。
这样的连接方法,在线路受到雷电入侵时,避雷器动作,雷电流经过接地系统直接泄入大地,也使变压器高、低压线圈电压同时抬高,未增加电压差,保障了设备安全。
如果避雷器与变压器接地分属两套系统。
当线路高压侧受雷击时,变压器高压线圈电位为避雷器残压,而低压线圈是经避雷器接地、大地、中性点接地,有较大的压降,造成高、低压线圈建电位差大,变压器受损。
如果接地电阻较大,势必抬高线路上的电压,造成系统反击过电压跳闸。
图2我厂变台接地现状图
为了达到油井接地系统电阻合乎规范,我们经过分析总结,取得了一致的认识:
1、必须保证电气中性点、设备外壳、避雷引下线“三位一体”,共同接地。
2、接地要“有效”,即:
连接要可靠,无间断,低阻抗。
再从上述两个方面对造成油井接地系统接地电阻偏大原因的进行了分析后,从4个方面找到造成接地电阻超标的原因。
图3因果图
确定主要原因
为了确定主要原因,小组针对分析出的8个末端因素逐一进行了验证。
验证1:
接地线
①接头多
423-9井避雷器直接地线之间的接地引下线共计有4个接头,且连接不紧密,经测量电阻值为34.7欧姆,经更换新接地引下线以后电阻值降为21.6欧姆,对比测量结果,确定为要因。
②材质不规范
在对全部油井接地引下线进行检查后发现未采用合格线径(≥25平方毫米)及规定导电材料(铝导线)的只有1口,只是极少部分,不予考虑,确定为非要因。
通过2项要因验证,最终确定接地引下线为要因。
验证2:
变台金具
我厂目前采用油井配电系统中的接地方式的是变压器中性点、变压器外壳及避雷器引下线,三者共同于一个接地装置相连的“三位一体”。
在我厂油井实际情况中,大部分油井避雷器都是采用安装在避雷器支架上,再将接地引下线与避雷器支架连接起来的间接连结方式,
图4避雷器与接地引下线连接方式现场图
如果变台金具锈蚀就会大大增加接地电阻,而我厂大部分油井均为投产10年以上的老井,金具锈蚀的现象十分普遍。
例如41-33井避雷器支架锈蚀严重,经测量接地电阻高达127.1欧姆,严重超标。
据此,变台金具确定为要因。
图5避雷器支架锈蚀图
验证3:
接地极
在测量中发现,在我厂油井配电的接地系统中,一般都为单接地极。
这种接地极多为2.5m长的50×50×5角钢,其大部分打入土层,外露约200mm用于接接地引下线,埋藏浅且与大地接触面积小,且大部分的接地极均已锈蚀,这就极大地增加了变台配电系统的接地电阻,使之达不到预期值,确定为要因。
验证4:
村民盗窃
281-2井接地引下线被盗,造成接地系统完全失效,一遇雷雨天气有很大的可能造成由于电阻值过大,线路受到雷击,避雷器就不能顺畅释放雷电流,致使线路跳闸停电;更换接地引下线以后接地系统恢复,确定为要因。
验证5:
施工人员工艺差
对现场各接地线安装工艺进行了检查,检查结果是全部符合,未发现不合格的安装方式,确定为非要因。
验证6:
进货渠道
为了对接地系统的施工材料确认是否合格,我们对相关材料的供货方进行了检查,均为油田物资采购系统中认定的厂家,质量无问题,据此进货渠道确认为非要因。
验证7:
施工单位资质
为了确保施工质量,我们对相关施工单位的资质进行了核对,均为我厂工程技术大队和油建公司进行的施工,全部具有国家认可的资质标准,施工人员素质完全符合标准,据此人员素质低确认为非要因。
验证8:
环境
在实地测量过程中发现,部分油井附近的土壤干旱、沙化,浅层湿度小,这在一定程度上会增加接地电阻值,例如423-9井附近就沙化严重,经更换接地线,安装环网接地后电阻值仍为16.4欧姆,还是达不到4欧姆的规定技术要求,且此现象在测量的全部18台变压器占到了6台,比重很大,环境确认为要因。
图6变台土壤状况图
制定对策
表6对策表
要因
对策
目标
措施
负责人
完成日期
完成地点
接地线
更换接地线
降低接地电阻
采用专用接地线并使用双接地,采用并沟线夹
侯云飞亢清波
2010.9.27
现场
变台金具
避免接地引下线与避雷器间接连接
避免由于间接连接造成的接地电阻增大
改变接地引下线与避雷器连接方式
李洪滨王龙其
2010.7.25
现场
接地极
增大接地体接触面积
降低接地电阻
采用四极环网接地
常尊梁长春
2010.10.24
现场
村民盗窃
采取防盗技术
避免再次被盗
采用不能被村民利用的材料做引下线
侯云飞亢清波
2010.9.27
现场
环境
增大土壤导电率
降低接地电阻
采用四极环网接地
常尊梁长春
2010.10.24
现场
制表:
侯云飞时间:
2010.11.07
实施对策
实施1:
更换专接地线
从3月10日开始我们带领厂家相关技术人员对泉2606、2608线路,将全部旧接地引下线进行更换为25平方毫米的专用接地引下线。
在施工过程中我们看到,我厂目前的接地引下线接头通常都是将两根接线直接互相缠绕,这种方法容易受到施工人员手法影响造成电阻增大,时间长了也会出现锈蚀氧化现象增加接触电阻锈蚀;为了避免这种情况出现,我们将全部接头采用并沟线夹连接,最大限度避免由于接头造成的电阻增大问题。
图7现场接头连接方式
在考虑到接地引下线本身是造成接地电阻增大的主要因素之一,为了确保接地效果,我们在多次研究论证后推出了双接地引下线的方案,即采用从避雷器两端分别引下一根接地引下线各自连接一根接地极,以最大限度地保证接地效果。
图8双接地引下线现场图
实施2:
避免接地引下线与避雷器间接连接
在考虑到我们目前的避雷器都是先将避雷器直接安装至变台金具中的避雷器支架上,再将接地引下线与避雷器支架相连接,这种方法极易受到金具锈蚀的影响,我们通过与避雷器厂家沟通,在通过更换新型避雷器以后,具备了将避雷器与接地引下线直接连接的直接条件,从而将避雷器与避雷器支架间接连接这一可能影响到接地电阻过大的因素直接去除。
图9避雷器改进连接现场图
实施3:
增大接地体接触面积
为了确保接地效果我们采用四极环网接地,就是采用四根或四根以上的L40*4接地极(看现场情况而定)之间用40*4环形网络连接,埋深60cm以上,为了保证最好的效果,我们在接地引下线与接地体连接处采用先进的氩弧焊焊接方式进行处理,在接头处采取水沥青防腐处理,最大程度的保证了接地效果。
图10四极环网接地改造现场图
实施4:
采取防盗技术
为了防止被盗我们经过多方考虑、现场勘查,发现接地引下线被盗部分都是变台横担以下部分。
图11接地引下线被盗现场图
经过换位思考,确认老百姓盗窃接地引下线是因为接地引下线材质为纯铝,盗窃以后可以卖钱或作为日常杂活使用比较方便,但他们明白接地线一般情况无电,但也知道变压器带电,变压器横担以上部分容易触电,他们轻易不敢动,在考虑到这种情况我们决定将横担以下部分更换为直径18毫米钢筋接地极以防止被盗。
图12钢筋接地极现场图
2010年6月13日,我大队外线班在日常巡视过程中发现2606线路41-6井等3台变压器刚更换完毕的直径18毫米的钢筋接地极再次被盗,经过走访周边村庄发现村民将钢筋截断后作为支撑物搭架子。
再明白原因后,避免再次被盗,再次选择村民无法利用的35平方毫米钢绞线作为接地引下线,将全部油井配电变压器接地引下线进行更换,至11月底未发现再次被盗情况出现,达到了防盗的目的。
图13接地引下线防盗改进现场图
实施5:
增大土壤导电率
我们在改造过程中发现,部分油井无论4根、5根、6根接地极都无法达到4欧姆的预期值。
表7泉二2606、2608线路油井接地系统电阻调查表
测试地点
423-9
安41-32
41-33
安41-14
28-11
28-3
接地电阻
16.4Ω
15.7Ω
11.2Ω
10.8Ω
11.9Ω
9.8Ω
制表:
侯云飞时间:
2010.04.17
经过认真分析,发现还是土壤导电率低的问题,与接地施工厂家经过多次技术研讨和查阅资料,最终确定使用CCM系列接地降阻模块及CC系列接地降阻剂来改造油井接地系统,以达到降低电阻的目的。
(接地降阻模块就是用低电阻率的材料做成模块同接地体连接后埋入大地中其作用就是扩大接地体与土壤的有效接触截面积,由于加入某些吸水、保水材料的作用还具有一定的吸水、保水作用,接地降阻剂也是为了起到扩大接地体与土壤的有效接触截面积,从而降低电阻的作用。
)
图14降阻模块及降阻剂现场施工图
效果检查
1目标检查
2010年11月7日我们开始对全部改造完毕后的油井进行检测,检测结果见下表:
表8241油井接地系统调查表
测试地点
421-3
423-9
安41-31
422-1
422-4
安41-32
接地电阻
3.2Ω
3.4Ω
3.5Ω
3.2Ω
3.4Ω
3.5Ω
测试地点
41-33
安41-25
41-22
安41-14
安41-16
安41-52
接地电阻
3Ω
3.5Ω
3.5Ω
3.2Ω
3.6Ω
3.7Ω
测试地点
安41-50
253
28-11
28-10
28-3
281-10
接地电阻
3.6Ω
3.6Ω
3.5Ω
3.5Ω
3.5Ω
3.5Ω
制表:
侯云飞时间:
2010.11.7
从以上数据可以看出,通过各项措施的实施,油井变台接地电阻大大降低,均达到了4欧姆的预期接地要求。
制定巩固措施
⑴整理技术图纸和资料,装订成册,存档保管,便于日后工作中使用。
⑵制定详细的《油井变压器接地系统改造实施办法》,由本大队组织相关人员进行学习,在对各线路变压器接地系统改造过程中贯彻执行。
总结和下一步打算
本次活动有效地降低了油井变压器配电系统的接地电阻,将雷击对我厂油井线路造成的危害大大降低,有效地保证了我厂电力线路的供电可靠性,使得我厂油气生产有了进一步的保障,受到了厂领导的表扬,得到了采油工区的一致好评,增强了小组集体荣誉感和凝聚力,提高了小组成员专业技能和解决问题能力,下一步我们打算把《降低工区大站雷击故障率》作为活动课题。
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- 关 键 词:
- 降低 油井 配电 系统 接地 电阻