大型变电站接地网测试方法分析

赵剑楠 2019-08-13 版权声明 举报文章

摘 要:在大型变电站电力系统中,接地网的作用十分关键,它是保证变电站运行安全、可靠的重要基础。该文采用归纳论述的方式,对大型变电站接地网测试技术进行了总结分析,以期为变电站接地网测试技术的发展提供一些参考。

关键字:大型变电站 接地网 测试技术

中图分类号:TM77 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)03(c)-0043-01

1 接地网测试技术概述

1.1 接地概述

接地是电力系统中十分常见的一个概念。具体来说,它指的是:将电力系统中的中性点、外壳等设备,通过导体作为电气连接桥梁,与接地装置连接在一起。通常情况下,接地设备是电力系统得以安全运行的重要保护措施,在我国变电站系统的建设中,一般要求变电站的接地网具有较小的接地电阻,并需要技术人员对接地网进行定期检测,以此确保电力系统运行的可靠性、稳定性。

1.2 变电站接地网测试的内容

(1)变电站系统接地线和接地体自身的电阻。(2)变电站接地体与大地之间的电阻,主要指的是两者之间的接触电阻。(3)不同接地体之间的大地电阻。整体上看,大型变电站接地网的测试,所涵盖的技术要求、技术方法十分繁多,每一种方法又各有特点,为使研究的重点突出,本文仅对几种常见的变电站接地网测试方法进行归纳分析。

2 大型变电站接地网测试技术分析

2.1 工频大电流测试技术

工频大电流法是一种广泛应用于大型变电站接地网测试的技术方法,也称为“电压-电流表法”。在具体的操作中,技术人员通常需要应用380V隔离变压器作为供电电源,对电网AB相进行供电,再换向为BA相供电,以此消除工频干扰,并获取电压,同时,对接地网中注入电流,通过对电压电流值的换算,计算出变电站接地网中的电阻及其他参数。

2.1.1 测试操作流程

应用工频大电流法对大型变电站接地网进行测试的操作较为复杂,在具体的操作中,应遵循如下流程。(1)采用“三角形法”布置电流电压极,并保证A=B=3D,同时,电流和电压的夹角a=30O。(2)采用“对角测量法”,分别对接地体的三个角度点测量点电压进行测量,得到电压值Uab、Uca和Ubc,同时获取三点上的电流值Ia、IC和Ib。(3)应用公式“(Ubc2+Uca2+Uab2-3U2)/(Ia2+IC2+Ib2-3I2)”计算被测变电站接地网上的电阻,式中,U和I分别为干扰电压和干扰电流值。

2.1.2 注意事项

应用工频大电流法对大型变电站接地网进行测试时,需要注意以下几方面内容。(1)测量时,应维持电源频率f=50Hz,从而为测试提供良好的电环境。(2)在选用测量仪器时,应保证所有仪器的精准级在0.5级以上,且应使截流导线的截面积大于2mm2,与接地体之间的连接应保证良好。

2.1.3 综合评述

工频大电流测量法,具有高信噪比,低干扰的优点,因此,所测量的数据具有较高的精准度,常用在大型变电站高精度接地网电阻的测量过程中。然而,该种方法也存在一些缺陷,例如,由于测试电流较大,容易产生较强的互感,会对测试结果带来一些负面影响;此外,在实际操作中,该种方法需要借助笨重的设备完成,使得测试的成本、难度增加不少。因此,技术人员应结合测试现场的实际情况,予以应用。

2.2 夹角补偿测试技术

夹角补偿测试法是大型变电站接地网测试中的常用技术。在具体的测试中,技术人员利用布极位置的偏移、电压极与电流极与接地网之间的夹角作为测量参照指标,对变电站接地网的接地电阻进行测试。

2.2.1 测试操作流程

(1)假定大型变电站接地极半径为a,接地极为G,电压极和电流极分别为P和C,电流I从G点流入,C点流出。(2)G、P两点在接地极G点作用下,形成电位差U1,而G、P两点在电流极C点作用下,形成的点位差为U2。(3)G、P两点的被测电压值U=U1+U2,而接地电阻值R=U/I。

2.2.2 注意事项

(1)在应用夹角补偿测试技术时,布极位置、土壤电阻率等因素,对测试的结果将产生一些影响,因此,在测试之前,技术人员应对上述环境参量进行提前测定,尽量避免应环境参量不达标,造成的测量误差。(2)在操作过程中,为控制测量误差,技术人员可将电流极的位置布放在距离地网中心约2.5~30C处(C即为接地网最大对角线的长度),如此一来,一般能将测量的误差控制在10%以内,符合工程测试精度要求。

2.2.3 综合评述

应用夹角测试技术,对大型变电站接地网进行测试,具有计算简便、施工便利,容易获取数据等优点。但存在参数受周边环境影响较大、数据精准度不够高等缺陷,因此,在日常测量应用中,技术人员可在应用夹角测量法获取数据的基础上,综合应用其他接地网测试技术,获取多组数据,并互相验证,以此提升测量结果的精准度与可信度。

2.3 阻频特性测试技术

阻频特性测试技术也是一种广泛应用在大型变电站接地网测试中的技术。该技术可用于220kV以上大型变电站接地网电阻的测试,效果十分突出。

2.3.1 测试操作流程

(1)采用“电压-电流表法”,测试变电站电网上的干扰电压,并计算出干扰频率。在具体的测量中,多在40~128Hz之内,测量多次频率,得到电网上的多个阻抗。(2)运用DSP数字信号分析仪,对测试数据进行计算、分析,并采用逐次逼近曲线拟合得到阻频特性曲线。(3)利用上述数据,直接在曲线上插值计算得出工频接地阻抗Z和电网的纯接地电阻R。

2.3.2 注意事项

(1)该测试方法的技术依据为“电压-电流”法,在测试中,需要运用“电压-电流”技术得到流过接地网的测试电流I。(2)在操作过程中,技术人员需要对辅助电流极和电压极进行放线,从而为被测电网提供电压和电流。

2.3.3 综合评述

采用阻频特性测试技术,能够有效规避变电站接地网上的干扰频率,同时,对测量电流要求不高,通常在1A以下,能够在有效避免干扰信号的情况下,提升测量数据的精确性。此外,由于采用了DSP数字测量仪表,使得整个测量过程中,对辅助极接地电阻的精度要求并不高,因此,操作流程更为简便。

3 结语

该文详细分析了夹角补偿法、工频大电流法和阻频特性法三种大型变电站接地网测试技术,并对各个测试方法的优缺点、测量流程进行了综合评述。随着电力电子技术的飞速发展,未来将有更多、更好的变电站接地电网测试技术涌现,因此,对大型变电站接地电网的测试也变得越来越精确、便捷。

参考文献

[1] 黄德英.变电站接地网大电流测试试验及分析[J].重庆电力高等专科学校学报,2011.

[2] 徐少友.变电站接地网测试方法简述[J].中国电力教育,2013.

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