大型變電站接地網(wǎng)測(cè)試方法分析

趙劍楠

摘 要：在大型變電站電力系統(tǒng)中，接地網(wǎng)的作用十分關(guān)鍵，它是保證變電站運(yùn)行安全、可靠的重要基礎(chǔ)。該文采用歸納論述的方式，對(duì)大型變電站接地網(wǎng)測(cè)試技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)分析，以期為變電站接地網(wǎng)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展提供一些參考。

關(guān)鍵字：大型變電站 接地網(wǎng) 測(cè)試技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）03（c）-0043-01

1 接地網(wǎng)測(cè)試技術(shù)概述

1.1 接地概述

接地是電力系統(tǒng)中十分常見的一個(gè)概念。具體來說，它指的是：將電力系統(tǒng)中的中性點(diǎn)、外殼等設(shè)備，通過導(dǎo)體作為電氣連接橋梁，與接地裝置連接在一起。通常情況下，接地設(shè)備是電力系統(tǒng)得以安全運(yùn)行的重要保護(hù)措施，在我國變電站系統(tǒng)的建設(shè)中，一般要求變電站的接地網(wǎng)具有較小的接地電阻，并需要技術(shù)人員對(duì)接地網(wǎng)進(jìn)行定期檢測(cè)，以此確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性。

1.2 變電站接地網(wǎng)測(cè)試的內(nèi)容

（1）變電站系統(tǒng)接地線和接地體自身的電阻。（2）變電站接地體與大地之間的電阻，主要指的是兩者之間的接觸電阻。（3）不同接地體之間的大地電阻。整體上看，大型變電站接地網(wǎng)的測(cè)試，所涵蓋的技術(shù)要求、技術(shù)方法十分繁多，每一種方法又各有特點(diǎn)，為使研究的重點(diǎn)突出，本文僅對(duì)幾種常見的變電站接地網(wǎng)測(cè)試方法進(jìn)行歸納分析。

2 大型變電站接地網(wǎng)測(cè)試技術(shù)分析

2.1 工頻大電流測(cè)試技術(shù)

工頻大電流法是一種廣泛應(yīng)用于大型變電站接地網(wǎng)測(cè)試的技術(shù)方法，也稱為“電壓-電流表法”。在具體的操作中，技術(shù)人員通常需要應(yīng)用380V隔離變壓器作為供電電源，對(duì)電網(wǎng)AB相進(jìn)行供電，再換向?yàn)锽A相供電，以此消除工頻干擾，并獲取電壓，同時(shí)，對(duì)接地網(wǎng)中注入電流，通過對(duì)電壓電流值的換算，計(jì)算出變電站接地網(wǎng)中的電阻及其他參數(shù)。

2.1.1 測(cè)試操作流程

應(yīng)用工頻大電流法對(duì)大型變電站接地網(wǎng)進(jìn)行測(cè)試的操作較為復(fù)雜，在具體的操作中，應(yīng)遵循如下流程。（1）采用“三角形法”布置電流電壓極，并保證A=B=3D，同時(shí)，電流和電壓的夾角a=30O。（2）采用“對(duì)角測(cè)量法”，分別對(duì)接地體的三個(gè)角度點(diǎn)測(cè)量點(diǎn)電壓進(jìn)行測(cè)量，得到電壓值Uab、Uca和Ubc，同時(shí)獲取三點(diǎn)上的電流值Ia、IC和Ib。（3）應(yīng)用公式“（Ubc2+Uca2+Uab2-3U2）/（Ia2+IC2+Ib2-3I2）”計(jì)算被測(cè)變電站接地網(wǎng)上的電阻，式中，U和I分別為干擾電壓和干擾電流值。

2.1.2 注意事項(xiàng)

應(yīng)用工頻大電流法對(duì)大型變電站接地網(wǎng)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，需要注意以下幾方面內(nèi)容。（1）測(cè)量時(shí)，應(yīng)維持電源頻率f=50Hz，從而為測(cè)試提供良好的電環(huán)境。（2）在選用測(cè)量儀器時(shí)，應(yīng)保證所有儀器的精準(zhǔn)級(jí)在0.5級(jí)以上，且應(yīng)使截流導(dǎo)線的截面積大于2mm2，與接地體之間的連接應(yīng)保證良好。

2.1.3 綜合評(píng)述

工頻大電流測(cè)量法，具有高信噪比，低干擾的優(yōu)點(diǎn)，因此，所測(cè)量的數(shù)據(jù)具有較高的精準(zhǔn)度，常用在大型變電站高精度接地網(wǎng)電阻的測(cè)量過程中。然而，該種方法也存在一些缺陷，例如，由于測(cè)試電流較大，容易產(chǎn)生較強(qiáng)的互感，會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果帶來一些負(fù)面影響；此外，在實(shí)際操作中，該種方法需要借助笨重的設(shè)備完成，使得測(cè)試的成本、難度增加不少。因此，技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，予以應(yīng)用。

2.2 夾角補(bǔ)償測(cè)試技術(shù)

夾角補(bǔ)償測(cè)試法是大型變電站接地網(wǎng)測(cè)試中的常用技術(shù)。在具體的測(cè)試中，技術(shù)人員利用布極位置的偏移、電壓極與電流極與接地網(wǎng)之間的夾角作為測(cè)量參照指標(biāo)，對(duì)變電站接地網(wǎng)的接地電阻進(jìn)行測(cè)試。

2.2.1 測(cè)試操作流程

（1）假定大型變電站接地極半徑為a，接地極為G，電壓極和電流極分別為P和C，電流I從G點(diǎn)流入，C點(diǎn)流出。（2）G、P兩點(diǎn)在接地極G點(diǎn)作用下，形成電位差U1，而G、P兩點(diǎn)在電流極C點(diǎn)作用下，形成的點(diǎn)位差為U2。（3）G、P兩點(diǎn)的被測(cè)電壓值U=U1+U2，而接地電阻值R=U/I。

2.2.2 注意事項(xiàng)

（1）在應(yīng)用夾角補(bǔ)償測(cè)試技術(shù)時(shí)，布極位置、土壤電阻率等因素，對(duì)測(cè)試的結(jié)果將產(chǎn)生一些影響，因此，在測(cè)試之前，技術(shù)人員應(yīng)對(duì)上述環(huán)境參量進(jìn)行提前測(cè)定，盡量避免應(yīng)環(huán)境參量不達(dá)標(biāo)，造成的測(cè)量誤差。（2）在操作過程中，為控制測(cè)量誤差，技術(shù)人員可將電流極的位置布放在距離地網(wǎng)中心約2.5～30C處（C即為接地網(wǎng)最大對(duì)角線的長度），如此一來，一般能將測(cè)量的誤差控制在10%以內(nèi)，符合工程測(cè)試精度要求。

2.2.3 綜合評(píng)述

應(yīng)用夾角測(cè)試技術(shù)，對(duì)大型變電站接地網(wǎng)進(jìn)行測(cè)試，具有計(jì)算簡便、施工便利，容易獲取數(shù)據(jù)等優(yōu)點(diǎn)。但存在參數(shù)受周邊環(huán)境影響較大、數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度不夠高等缺陷，因此，在日常測(cè)量應(yīng)用中，技術(shù)人員可在應(yīng)用夾角測(cè)量法獲取數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用其他接地網(wǎng)測(cè)試技術(shù)，獲取多組數(shù)據(jù)，并互相驗(yàn)證，以此提升測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)度與可信度。

2.3 阻頻特性測(cè)試技術(shù)

阻頻特性測(cè)試技術(shù)也是一種廣泛應(yīng)用在大型變電站接地網(wǎng)測(cè)試中的技術(shù)。該技術(shù)可用于220kV以上大型變電站接地網(wǎng)電阻的測(cè)試，效果十分突出。

2.3.1 測(cè)試操作流程

（1）采用“電壓-電流表法”，測(cè)試變電站電網(wǎng)上的干擾電壓，并計(jì)算出干擾頻率。在具體的測(cè)量中，多在40～128Hz之內(nèi)，測(cè)量多次頻率，得到電網(wǎng)上的多個(gè)阻抗。（2）運(yùn)用DSP數(shù)字信號(hào)分析儀，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、分析，并采用逐次逼近曲線擬合得到阻頻特性曲線。（3）利用上述數(shù)據(jù)，直接在曲線上插值計(jì)算得出工頻接地阻抗Z和電網(wǎng)的純接地電阻R。

2.3.2 注意事項(xiàng)

（1）該測(cè)試方法的技術(shù)依據(jù)為“電壓-電流”法，在測(cè)試中，需要運(yùn)用“電壓-電流”技術(shù)得到流過接地網(wǎng)的測(cè)試電流I。（2）在操作過程中，技術(shù)人員需要對(duì)輔助電流極和電壓極進(jìn)行放線，從而為被測(cè)電網(wǎng)提供電壓和電流。

2.3.3 綜合評(píng)述

采用阻頻特性測(cè)試技術(shù)，能夠有效規(guī)避變電站接地網(wǎng)上的干擾頻率，同時(shí)，對(duì)測(cè)量電流要求不高，通常在1A以下，能夠在有效避免干擾信號(hào)的情況下，提升測(cè)量數(shù)據(jù)的精確性。此外，由于采用了DSP數(shù)字測(cè)量儀表，使得整個(gè)測(cè)量過程中，對(duì)輔助極接地電阻的精度要求并不高，因此，操作流程更為簡便。

3 結(jié)語

該文詳細(xì)分析了夾角補(bǔ)償法、工頻大電流法和阻頻特性法三種大型變電站接地網(wǎng)測(cè)試技術(shù)，并對(duì)各個(gè)測(cè)試方法的優(yōu)缺點(diǎn)、測(cè)量流程進(jìn)行了綜合評(píng)述。隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，未來將有更多、更好的變電站接地電網(wǎng)測(cè)試技術(shù)涌現(xiàn)，因此，對(duì)大型變電站接地電網(wǎng)的測(cè)試也變得越來越精確、便捷。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃德英.變電站接地網(wǎng)大電流測(cè)試試驗(yàn)及分析[J].重慶電力高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2011.

[2] 徐少友.變電站接地網(wǎng)測(cè)試方法簡述[J].中國電力教育，2013.